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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA “ESTUDIO Y DISEÑO DE TELECOMUNICACIONES UNA PARA RED INALÁMBRICA PROVEER SERVICIO DE DE INTERNET Y COMUNICACIONES ENTRE EL EDIFICIO MATRIZ DEL GOBIERNO MUNICIPAL DE OTAVALO Y LOS CENTROS EDUCATIVOS APLICANDO FISCALES CRITERIOS DISTRIBUIDOS EN EL DE DE SERVICIO CALIDAD CANTÓN SEGURIDAD DE RED.” PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES AGUILAR BATALLAS PATRICIA CAROLA [email protected] DIRECTOR: ING. CARLOS ALFONSO HERRERA MUÑOZ [email protected] Quito, Enero 2012 Y La versión digital de esta tesis está protegida por la Ley de Derechos de Autor del Ecuador. Los derechos de autor han sido entregados a la “ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL” bajo el libre consentimiento del autor. Al consultar esta tesis deberá acatar con las disposiciones de la Ley y las siguientes condiciones de uso: · Cualquier uso que haga de estos documentos o imágenes deben ser sólo para efectos de investigación o estudio académico, y usted no puede ponerlos a disposición de otra persona. · Usted deberá reconocer el derecho del autor a ser identificado y citado como el autor de esta tesis. · No se podrá obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original. El Libre Acceso a la información, promueve el reconocimiento de la originalidad de las ideas de los demás, respetando las normas de presentación y de citación de autores con el fin de no incurrir en actos ilegítimos de copiar y hacer pasar como propias las creaciones de terceras personas. Respeto hacia sí mismo y hacia los demás. DECLARACIÓN Yo Aguilar Batallas Patricia Carola, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente. ---------------------------------------Aguilar Batallas Patricia Carola CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Aguilar Batallas Patricia Carola bajo mi supervisión. -----------------------------Ing. Carlos Herrera. DIRECTOR DE PROYECTO AGRADECIMIENTOS Estas cuantas palabras son muy pocas para agradecer a todos aquellos que me han apoyado a lo largo de mi carrera estudiantil, principalmente quiero dar gracias a DIOS por haberme concedido la oportunidad de conocer a tantas maravillosas personas, quienes con sus ánimos, apoyo, amistad y cariño han hecho de que los momentos más difíciles sean llevaderos y que los buenos momentos sean inolvidables. Agradezco a mi familia por su preocupación y apoyo constante incondicional, mi madre, mi súper hermanita bella a quien adoro, mis segundos padres Tere y Juanito, mis primitas Katty y Liss, unas niñas luchadoras y llenas de talentos. Agradezco a mis profesores quienes me han enseñado mucho más que la teoría, me enseñaron clases de vida, como ser una excelente profesional y como superarme y luchar por conseguir mi bienestar y el de las personas con quien comparto el día a día en el trabajo y mantener el equilibrio con mi vida personal. Y por último agradezco y no menos importantes a todos y cada uno de los seres que he conocido y con quien he compartido horas de insomnio, de sueño, de risa, de llantos (los míos claro está), de estudio, de ira, de estrés, de resentimientos, de reconciliaciones y demás sentimientos que cada día fomentaron el compañerismo y fundaron grandes amistades, mis súper amigos Verito (mi hermana de corazón y guía de este proyecto), Jotta(con el apura Pata no me ha dejado desfallecer jamás), Pancho(quien me ha enseñado sencillez y descomplicación), DiegoPato (con Patita color de café me ha alegrado muchas veces) , Cesar(el ñaño mono y primer padre del grupo), mi comadre Jessy(apoyo incondicional y ejemplo de mujer y madre), May(una niña luchadora y competitiva), Jenny y Edu (ejemplo de cariño incondicional), Chris(el profeshor del grupo), Jorge y Angy (linda pareja y amigos), Giss(luchadora y pilar familiar), Juanito(emprendedor), Wilson, Diego G., Fabián(mi codirector y felicidad de mi brujis), Luis(niño que siempre está), Iva(amiga de amigas), la Seño Cuty y Don Cesitar(padres manabas), mi Pame (mi jefecita y guía profesional) y mi Verito M.(compañera y amiga quien me enseño a escuchar a Dios y a ser una mejor persona con sabios consejos), y muchos más que si los escribo uno a uno sería un capítulo más, quienes siempre han estado constantemente apoyándome e insistiendo por que culmine este proyecto, los quiero muuucho muuucho por ser mis AMIGOS. Y agradezco al Inge. Carlitos Herrera por su paciencia para conmigo. GRACIAS A TODOS POR TODO, SIEMPRE ESTAN PRESENTES EN MI CORAZÓN!!! ii DEDICATORIA Este proyecto lo dedico a los seres que me dieron la vida, dos seres luchadores y emprendedores, quienes cada día dan todo de sí en el trabajo para conseguir lo mejor para todos sus seres queridos. Mi maravilloso y añorado padre que desde el cielo siempre nos está cuidando y guiando y que junto a mi luchadora y bella madre son mi ejemplo diario para luchar con fuerza por lo que se desea y hacer realidad nuestros sueños y anhelos. Pattylu iii ÍNDICE DE CONTENIDO DECLARACIÓN CERTIFICACIÓN AGRADECIMIENTOS DEDICATORIA ÍNDICE DE CONTENIDO ........................................................................................... III ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................. VIII ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................... XVI RESUMEN ……………………………………………………………………………….XIX PRESENTACIÓN ………………………………………………………………………..XX CAPÍTULO I 1. TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS, SEGURIDAD Y CALIDAD DE SERVICIO .. 1 1.1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 1 1.2 TIPOS DE REDES INALÁMBRICAS Y POSICIONAMIENTO DE LOS ESTÁNDARES INALÁMBRICOS .................................................................................. 1 1.3 ESTÁNDARES PARA REDES WLAN ................................................................... 7 1.4 CONFIGURACIÓN DE LAS REDES INALÁMBRICAS........................................... 8 1.4.1 REDES PUNTO A PUNTO ............................................................................ 8 1.4.2 REDES PUNTO-MULTIPUNTO ...................................................................10 1.4.3 REDES MULTIPUNTO-MULTIPUNTO .........................................................11 1.5 TIPOS DE TECNOLOGÍAS DE TRANSMISIÓN PARA REDES INALÁMBRICAS 13 1.5.1 TECNOLOGÍAS DE ESPECTRO ENSANCHADO .......................................13 1.5.1.1 Espectro Ensanchado por Secuencia Directa (DSSS) ...................................... 14 1.5.1.2 Espectro Ensanchado por Salto de Frecuencia (FHSS) ................................... 15 1.5.1.3 Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal ....................................... 15 1.5.1.4 Infrarrojos ........................................................................................................... 16 1.6 COMPONENTES Y NOMENCLATURA PARA EL DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA.............................................................................................................17 1.6.1 COMPONENTES DE LA RED WWAN .........................................................17 1.6.2 COMPONENTES DE LA RED WLAN...........................................................19 1.6.2.1 La Estación (STA) .............................................................................................. 19 iv 1.6.2.2 El Punto de Acceso (AP-Access Point) ............................................................. 19 1.6.2.3 El Medio Inalámbrico ......................................................................................... 20 1.6.2.4 Sistema de Distribución ..................................................................................... 20 1.7 SERVICIOS DE UNA RED INALÁMBRICA ...........................................................21 1.7.1 SERVICIO DE ESTACIÓN (SS) ...................................................................22 1.7.2 SERVICIOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN (DSS) ...............................22 1.8 APLICACIONES DE LAS REDES INALÁMBRICAS .............................................23 1.9 DESARROLLO DE LAS REDES INALÁMBRICAS PARA AYUDA SOCIAL ..........24 1.10 SEGURIDAD DE LAS REDES INALÁMBRICAS ...............................................27 1.10.1 TIPOS DE AMENAZAS EN UNA RED INALÁMBRICA .............................27 1.10.2 MECANISMOS DE SEGURIDAD .............................................................28 1.10.2.1 WEP (Protocolo de Encriptación Inalámbrica-Wireless Encryption Protocol) ... 28 1.10.2.2 OSA (Autenticación de Sistema Abierto - Open System Authentication) .......... 29 1.10.2.3 ACL (Listas de Control de Acceso - Access Control List) ................................. 30 1.10.2.4 CNAC (Control de Acceso de Redes Cercanas - Closed Network Access Control) 30 1.10.2.5 WPA (Acceso Inalámbrico Protegido -Wi-Fi Protected Access)........................ 30 1.10.2.5.1 Para uso personal doméstico: ....................................................................... 30 1.10.2.5.2 Para uso empresarial: ................................................................................. 31 1.10.3 1.11 POLÍTICAS DE SEGURIDAD ...................................................................31 CALIDAD DE SERVICIO (QOS) EN REDES INALÁMBRICAS ..........................32 1.11.1 TÉCNICAS PARA MEJORAR LA CALIDAD DE SERVICIO .....................34 1.11.1.1 Sobreaprovisionamiento .................................................................................... 34 1.11.1.2 Almacenamiento en Buffer................................................................................. 34 1.11.1.3 Modelado de Tráfico .......................................................................................... 35 1.11.1.4 Control de Tráfico .............................................................................................. 35 1.11.1.5 Control de Admisión ........................................................................................... 36 1.11.1.6 Calendarización de Paquetes ............................................................................ 36 1.11.2 ARQUITECTURAS QUE PROPORCIONAN CALIDAD DE SERVICIO ....37 1.11.2.1 Servicios distinguidos (DiffServ) ........................................................................ 37 1.11.2.2 Servicios integrados (IntServ) ............................................................................ 37 1.11.3 PROTOCOLOS Y ESTÁNDARES QUE PROVEEN CALIDAD DE SERVICIO ................................................................................................................38 1.11.3.1 Protocolo de Reserva de Recursos (RSVP) ...................................................... 38 1.11.3.2 IEEE 802.1p ....................................................................................................... 39 1.11.3.3 IEEE 802.11e ..................................................................................................... 39 v CAPITULO 2 2. DISEÑO DE LA RED INALÁMBRICA DE TELECOMUNICACIONES ............. 40 2.1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................40 2.2 CONSIDERACIONES INICIALES ........................................................................41 2.3 REQUERIMIENTOS DEL MUNICIPIO DE OTAVALO QUE DEBEN CUMPLIRSE PARA EL DISEÑO DE LA RED ....................................................................................42 2.4 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA REGIÓN .......................................................43 2.5 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPAMIENTO PARA LA RED INALÁMBRICA ................52 2.5.1 INFRAESTRUCTURA ..................................................................................53 2.5.1.1 Torres y Mástiles ................................................................................................ 53 2.5.1.2 Racks ................................................................................................................. 54 2.5.1.3 Vallas de Protección .......................................................................................... 55 2.5.2 ELÉCTRICO .................................................................................................55 2.5.2.1 Equipos de Alimentación de Energía (UPS) ...................................................... 55 2.5.2.2 Grounding (Sistemas de Tierra) y Pararrayos ................................................... 57 2.5.3 EQUIPAMIENTO ..........................................................................................59 2.5.3.1 Equipos de radio ................................................................................................ 59 2.5.3.2 Antenas .............................................................................................................. 62 2.5.3.3 Equipos Enrutadores y Switch ........................................................................... 64 2.5.3.4 Repetidor............................................................................................................ 67 2.5.3.5 Tarjeta de Red Inalámbrica................................................................................ 67 2.5.3.6 Servidores .......................................................................................................... 68 2.5.3.6.1 Servidor Proxy ............................................................................................... 69 2.5.3.6.2 Servidor Web ................................................................................................. 69 2.5.3.6.3 Servidor de Correo ........................................................................................ 69 2.5.4 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE LA IMPLANTACIÓN.................................70 2.5.4.1 Nodos Principales .............................................................................................. 70 2.5.4.2 Centros Educativos ............................................................................................ 70 2.6 DIAGRAMA DE LA RED .......................................................................................71 2.7 ENLACES ............................................................................................................72 2.7.1 CONSIDERACIONES PARA UN ENLACE DE RADIO .................................73 2.7.1.1 Reflexión ............................................................................................................ 74 2.7.1.2 Difracción ........................................................................................................... 74 2.7.1.3 Interferencia ....................................................................................................... 74 2.7.1.4 Línea de Vista .................................................................................................... 74 2.7.1.5 Zona de Fresnel ................................................................................................. 75 vi 2.7.1.6 Potencia ............................................................................................................. 75 2.7.1.7 Ganancia ............................................................................................................ 76 2.7.1.8 Mínimo Nivel de Señal Recibida ........................................................................ 76 2.7.1.9 Pérdidas en los Cables y Conectores ................................................................ 76 2.7.2 PARTES DE LA RED ...................................................................................76 2.7.2.1 Red de Backbone o Troncal .............................................................................. 76 2.7.2.1.1 Nodo Biblioteca Municipal de Otavalo ........................................................... 79 2.7.2.1.2 Nodo Cerro Blanco ........................................................................................ 80 2.7.2.1.3 Nodo Pedro Pinto Guzmán ............................................................................ 82 2.7.2.1.4 Nodo Domingo F. Sarmiento ......................................................................... 83 2.7.2.1.5 Nodo Alfonso Cisneros Pareja ...................................................................... 84 2.7.2.1.6 Nodo María Angélica Idrobo .......................................................................... 84 2.7.2.1.7 Nodo Imbaya ................................................................................................. 85 2.7.2.1.8 Nodo Provincia de Loja ................................................................................. 86 2.7.2.1.9 Nodo Radio Base de Porta ............................................................................ 86 2.7.2.2 Red de Acceso ................................................................................................... 93 2.7.2.2.1 Nodo NPO6 Biblioteca Municipal de Otavalo ................................................ 94 2.7.2.2.2 Nodo NPO5 Cerro Blanco ............................................................................ 96 2.7.2.2.3 Nodo EPO69 Esc. Pedro Pinto Guzmán ..................................................... 109 2.7.2.2.4 Nodo EPO54 Esc. Domingo F. Sarmiento .................................................. 122 2.7.2.2.5 Nodo EPO5 Esc. Alfonso Cisneros Pareja .................................................. 126 2.7.2.2.6 Nodo EPO74 Esc. María Angélica Idrobo ................................................... 129 2.7.2.2.7 Nodo EPO85 Imbaya ................................................................................... 135 2.7.2.2.8 Nodo EPO13 Esc. Provincia de Loja ........................................................... 147 2.7.2.2.9 Nodo Radio Base de Porta .......................................................................... 149 2.7.2.3 2.7.3 Red WLAN ....................................................................................................... 152 VALIDACIÓN EN SITIO DEL DISEÑO TEÓRICO ......................................152 2.8 DISEÑO LÓGICO DE LA RED INALÁMBRICA ...................................................158 2.8.1 ESQUEMA DE DIRECCIONAMIENTO IP PARA LA RED ..........................158 2.8.1.1 DIRECCIONAMIENTO DE LA RED BACKBONE ........................................... 159 2.8.1.2 DIRECCIONAMIENTO DE LA RED DE ACCESO Y RED WLAN .................. 161 2.9 CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD .............................................................170 2.9.1 MECANISMOS DE SEGURIDAD ...............................................................170 2.9.1.1 Seguridad en la Red de Backbone y Red de Acceso ...................................... 170 2.9.1.1.1 Autenticación ............................................................................................... 170 2.9.1.1.2 Encriptación ................................................................................................. 171 2.9.2 SOLUCIONES DE SEGURIDAD INALÁMBRICA .......................................171 2.9.2.1 Acceso Protegido WI-FI (WPA y WPA2) ......................................................... 171 vii 2.10 2.9.2.2 Conexiones de Redes Virtuales Privadas (VPN)............................................. 172 2.9.2.3 Sistemas de Detección de Intrusos Inalámbricos (WIDS) ............................... 172 2.9.2.4 Políticas de Seguridad Inalámbrica ................................................................. 172 CALIDAD DE SERVICIO (QOS) ......................................................................174 2.10.1 CONSIDERACIONES DE CALIDAD DE SERVICIO ..............................174 2.10.1.1 Niveles de Servicio .......................................................................................... 174 2.10.1.2 Monitoreo de la Red ......................................................................................... 175 CAPÍTULO III 3. COSTOS DE EQUIPAMIENTO DE LA RED INALÁMBRICA ......................... 176 3.1 INTRODUCCIÓN ...............................................................................................176 3.2 COSTOS Y PRESUPUESTO DE LA RED DISEÑADA .......................................177 3.2.1 COSTO DEL DISEÑO ESPECIALIZADO ...................................................177 3.2.2 COSTOS DEL EQUIPAMIENTO DE LA RED .............................................177 3.2.2.1 Torres, Mástiles y Brazos ................................................................................ 177 3.2.2.2 Ruteador .......................................................................................................... 181 3.2.2.3 Switches Capa 3 .............................................................................................. 185 3.2.2.4 Switches Capa 2 .............................................................................................. 187 3.2.2.5 Radios .............................................................................................................. 190 3.2.2.6 Antenas ............................................................................................................ 195 3.2.2.7 Firewall ............................................................................................................. 200 3.2.2.8 Servidores ........................................................................................................ 203 3.2.2.9 UPS .................................................................................................................. 204 3.2.3 COSTO DE LA RED DE BACKBONE Y RED DE ACCESO .......................212 3.2.4 COSTOS DE LA RED WLAN .....................................................................213 3.2.5 COSTOS DE SERVICIO DE INTERNET ....................................................214 3.2.6 COSTOS TOTALES ...................................................................................215 CAPÍTULO IV 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................... 217 4.1 CONCLUSIONES ..............................................................................................217 4.2 RECOMENDACIONES ......................................................................................220 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS viii ÍNDICE DE FIGURAS CAPITULO 1 Figura 1-1: Clasificación de las redes inalámbricas ............................................... 3 Figura 1-2: Estándar IEEE 802 según el Tipo de Red y la Velocidad de Transmisión ............................................................................................................ 7 Figura 1-3: Red inalámbrica en modo Ad-Hoc ....................................................... 9 Figura 1-4: Red Punto a Punto ............................................................................... 9 Figura 1-5: Red Punto a Multipunto...................................................................... 10 Figura 1-6: Red WLAN Punto Multipunto ............................................................. 11 Figura 1-7: Red Multipunto a Multipunto .............................................................. 12 Figura 1-8: Codificación de una Señal con Secuencia de Barker......................... 14 Figura 1-9: Modulación OFDM ............................................................................. 16 Figura 1-10: Componentes de los nodos de comunicación WAN ........................ 18 Figura 1-11: Punto de Acceso .............................................................................. 20 Figura 1-12: Componentes de Red WLAN ........................................................... 21 Figura 1-13: Amenazas en una Red Inalámbrica ................................................. 28 CAPÍTULO 2 Figura 2-1: Mapa de la Provincia de Imbabura..................................................... 43 Figura 2-2: Carta Topográfica: Otavalo ................................................................ 44 Figura 2-3: Ubicación Geográfica de las Escuelas que forman parte del Proyecto ............................................................................................................................. 51 Figura 2-4: Vista de instalación de una antena sobre una torre ........................... 53 ix Figura 2-5: Diferentes tamaños de Racks ............................................................ 55 Figura 2-6: UPS ONLINE 1,5KVA ........................................................................ 56 Figura 2-7: UPS de 550 VA .................................................................................. 57 Figura 2-8: Sistema de Tierras (gel y barras en delta) ......................................... 58 Figura 2-9: Pararrayos instalado .......................................................................... 59 Figura 2-10: Tipos de Antenas ............................................................................. 63 Figura 2-11: Ruteador .......................................................................................... 64 Figura 2-12: Switch .............................................................................................. 65 Figura 2-13: Tarjeta de Interfaz de Red interna (NIC) .......................................... 67 Figura 2-14: Diagrama Esquemático de Implantación de un Nodo ...................... 70 Figura 2-15: Diagrama Esquemático de Implantación en los Centros Educativos 71 Figura 2-16: Diagrama de la Red Educativa ........................................................ 72 Figura 2-17: Tramos de la red de comunicación .................................................. 73 Figura 2-18: Zona de Fresnel con Obstrucción parcial ......................................... 75 Figura 2-19: Ubicación Geográfica de los Nodos del Backbone .......................... 79 Figura 2-20: Enlaces entre Nodos del Backbone ................................................. 88 Figura 2-21: Enlace Municipio (Biblioteca) - Cerro Blanco ................................... 89 Figura 2-22: Enlace Cerro Blanco- Radio Base de Porta ..................................... 89 Figura 2-23: Enlace Municipio (Biblioteca) - Esc. Pedro Pinto Guzmán ............... 90 Figura 2-24. Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Alfonso Cisneros Pareja.. 90 Figura 2-25: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Domingo F. Sarmiento ..... 91 Figura 2-26: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. María Angélica Idrobo ..... 91 Figura 2-27: Enlace Esc. María Angélica Idrobo - Esc. Imbaya ........................... 92 Figura 2-28: Enlace Esc. María Angélica Idrobo - Esc. Provincia de Loja ............ 92 Figura 2-29: Diagrama de una Red de Acceso .................................................... 93 x Figura 2-30: Nodo Principal Biblioteca Municipal de Otavalo ............................... 95 Figura 2-31: Enlace Municipio Biblioteca Municipal - Esc. Luis Garzón Prado .... 95 Figura 2-32: Enlace Municipio Biblioteca Municipal - Esc. Federico González Suárez 2 ............................................................................................................... 96 Figura 2-33: Nodo Principal Cerro Blanco ............................................................ 98 Figura 2-34: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Jaime Roldós Aguilera ................ 98 Figura 2-35: Enlace Nodo Cerro Blanco – Ulpiano Navarro ................................. 99 Figura 2-36: Enlace Nodo Cerro Blanco - Alejandro Chávez ............................... 99 Figura 2-37: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Dolores Cacuango Quilo ........... 100 Figura 2-38: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Estuardo Jaramillo Pérez .......... 100 Figura 2-39: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Ati Pillahuasi ............................. 101 Figura 2-40: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. General Cacha.......................... 101 Figura 2-41: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Duchicela .................................. 102 Figura 2-42: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Mayor Galo Larrea Torres ........ 102 Figura 2-43: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Víctor Alejandro Jaramillo ......... 103 Figura 2-44: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Monseñor Leonidas Proaño ...... 103 Figura 2-45: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Fernando Daquilema ................ 104 Figura 2-46: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Aníbal Buitrón ........................... 104 Figura 2-47: Enlace Nodo Cerro Blanco - Inst. Tecn. Superior Otavalo ............. 105 Figura 2-48: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Humberto Vacas Gómez .......... 105 Figura 2-49: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Carlos Elías Almeida ................ 106 Figura 2-50: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Ecuador .................................... 106 Figura 2-51: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Abelardo Moncayo .................... 107 Figura 2-52: Enlace Nodo Cerro Blanco - Repetidor Tanque ............................. 107 Figura 2-53: Enlace Repetidor Tanque - Esc. Huayna Falcón ........................... 108 Figura 2-54: Enlace Nodo Cerro Blanco - Repetidor Hacienda .......................... 108 xi Figura 2-55: Enlace Repetidora Hacienda - Esc. Manuel Álvarez ...................... 109 Figura 2-56: Enlace Repetidora Hacienda - Esc. Federico Páez ....................... 109 Figura 2-57: Nodo Principal Esc. Pedro Pinto Guzmán ...................................... 111 Figura 2-58: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Peguche ........................ 111 Figura 2-59: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Alfonso Cisneros Pareja. 112 Figura 2-60: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Manuel J. Calle ............. 112 Figura 2-61: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Víctor Alejandro Jaramillo ........................................................................................................................... 113 Figura 2-62: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Jacinto Collahuazo ........ 113 Figura 2-63: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gabriela Mistral ............. 114 Figura 2-64: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Diez de Agosto .............. 114 Figura 2-65: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Sarance......................... 115 Figura 2-66: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gonzalo Rubio Orbe ..... 115 Figura 2-67: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Fernando Chávez Reyes ........................................................................................................................... 116 Figura 2-68: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. 31 de Octubre ............... 116 Figura 2-69: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Carlos Ubidia Albuja ..... 117 Figura 2-70: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Otavalo Valle del Amanecer ........................................................................................................................... 117 Figura 2-71: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. República del Ecuador .. 118 Figura 2-72: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gral. Marco Aurelio Subía ........................................................................................................................... 118 Figura 2-73: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Domingo F. Sarmiento .. 119 Figura 2-74: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Libertador Simón Bolívar 119 Figura 2-75: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. José Martí ..................... 120 Figura 2-76: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Isaac Jesús Barrera ...... 120 xii Figura 2-77: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Jaime Burbano Alomía ... 121 Figura 2-78: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Guillermo Garzón Ubidia 121 Figura 2-79: Nodo Principal Esc. Domingo F. Sarmiento ................................... 123 Figura 2-80: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Modesto Larrea Jijón .. 123 Figura 2-81: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. José Ignacio Narváez . 124 Figura 2-82: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Col. San Juan de Ilumán ........................................................................................................................... 124 Figura 2-83: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Modesto Larrea Jijón .. 125 Figura 2-84: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. San Luis de Agualongo ........................................................................................................................... 125 Figura 2-85: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. San José de Jahuapamba ........................................................................................................................... 126 Figura 2-86: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. María Larrea Freire ... 126 Figura 2-87: Nodo Principal Esc. Alfonso Cisneros Pareja ................................ 127 Figura 2-88: Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. César Antonio Mosquera ........................................................................................................................... 128 Figura 2-89: Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. Tahuantinsuyo .......... 128 Figura 2-90: Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. Sin Nombre de Agato 129 Figura 2-91: Nodo Principal Esc. María Angélica Idrobo .................................... 130 Figura 2-92: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Imbaya......................... 131 Figura 2-93: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. José Pedro Maldonado Duque ................................................................................................................. 131 Figura 2-94: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Juan Francisco Cevallos ........................................................................................................................... 132 Figura 2-95: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Florenciio Oleary ......... 132 Figura 2-96: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Rumituli ....................... 133 Figura 2-97: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Princesa Toa ............... 133 xiii Figura 2-98: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Gonzalo Rubio Orbe 2 . 134 Figura 2-99: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Provincia de Imbabura. 134 Figura 2-100: Nodo Principal Imbaya ................................................................. 136 Figura 2-101: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Vicente Vinicio Larrea........................ 137 Figura 2-102: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Gral. Alfonso Jaramillo ...................... 137 Figura 2-103: Enlace Esc. Imbaya - Esc. San Augustín de Cajas ...................... 138 Figura 2-104: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Tomás de Rivadeneira ...................... 138 Figura 2-105: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Granja Atahualpa .............................. 139 Figura 2-106: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Rumiñahui ......................................... 139 Figura 2-107: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Pijal.................................................... 140 Figura 2-108: Enlace Esc. Imbaya - Esc. General Píntag .................................. 140 Figura 2-109 : Enlace Esc. Imbaya - Col. Nac. San Pablo ................................. 141 Figura 2-110: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Leopoldo N. Chávez .......................... 141 Figura 2-111: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Galo Plaza Lasso .............................. 142 Figura 2-112: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Aplicación Pedagógica ...................... 142 Figura 2-113: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Andrés Bello ...................................... 143 Figura 2-114: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Inst. Sup. Pedagógico Alfredo Pérez Guerrero ............................................................................................................. 143 Figura 2-115: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Julián Juez Vicente............................ 144 Figura 2-116: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Luis Wandember ............................... 144 Figura 2-117: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Gerardo Guevara Borja ..................... 145 Figura 2-118: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Alfonso Barba ................................... 145 Figura 2-119: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Juan Montalvo No2........................... 146 Figura 2-120: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Tarquino Idrobo ................................. 146 Figura 2-121: Enlace Esc. Pijal - Esc. Paquisha ................................................ 147 Figura 2-122: Nodo Principal Esc. Provincia de Loja ......................................... 148 xiv Figura 2-123: Enlace Esc. Provincia de Loja - Esc. Camilo Ponce Enríquez ..... 148 Figura 2-124: Enlace Esc. Provincia de Loja - Esc. Federico González Suárez 149 Figura 2-125: Nodo Radio Base de Porta .......................................................... 150 Figura 2-126: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Manuel Córdova Galarza ........................................................................................................................... 150 Figura 2-127: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Cacique Jumandi ........ 151 Figura 2-128: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Francisco Fueres Maygua ........................................................................................................................... 151 Figura 2-129: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. General Eloy Alfaro .... 152 Figura 2-131: Nodo Biblioteca Municipal de Otavalo .......................................... 153 Figura 2-131: Nodo Cerro Blanco....................................................................... 154 Figura 2-132: Nodo Esc. Imbaya ....................................................................... 154 Figura 2-133: Nodo Esc. Pedro Pinto Guzmán .................................................. 155 Figura 2-134: Nodo Esc. Pedro Pinto Guzmán .................................................. 156 Figura 2-135: Nodo Esc. Domingo F. Sarmiento ................................................ 156 Figura 2-136: Nodo Esc. Alfonso Cisneros Pareja ............................................. 157 Figura 2-137: Nodo Esc. Provincia de Loja ........................................................ 157 Figura 2-138: Nodo Radio Base de Porta .......................................................... 158 Figura 2-140: Esquema del Direccionamiento IP para la red Diseñada ............. 169 CAPÍTULO 3 Figura 3-1: Tramos de Torres............................................................................. 178 Figura 3-2: Mástil (izq.) y Brazo tipo F (der.) ...................................................... 180 Figura 3-3: Ruteador Cisco 2901 ....................................................................... 182 Figura 3-4: Ruteador 1811 ................................................................................. 184 Figura 3-5: Switch C3560G-24TS-S ................................................................... 187 Figura 3-6: SW CAPA 2 V1905-24 ..................................................................... 188 xv Figura 3-7: SW CAPA 2 SF200-24 ..................................................................... 190 Figura 3-8: Radio LibraPlus 5845 RD y ED ....................................................... 192 Figura 3-9: Radio VIP 110-24 ............................................................................. 195 Figura 3-10: Antena AIR-ANT58G28SDA-N....................................................... 197 Figura 3-11: Antena Netkrom 5,8 GHz ............................................................... 198 Figura 3-12: Antena Netkrom W24-17SP90 ....................................................... 200 Figura 3-13: Firewall FortiWiFi-30B .................................................................... 201 xvi ÍNDICE DE TABLAS CAPITULO 1 Tabla 1-1: Tecnologías WPAN ............................................................................... 4 Tabla 1-2: Tecnologías WLAN ............................................................................... 4 Tabla 1-3: Tecnologías WMAN .............................................................................. 5 Tabla 1-4: Tecnologías WWAN .............................................................................. 6 Tabla 1-5: Cuadro comparativo de los principales Estándares IEEE 802.11 ......... 8 CAPÍTULO 2 Tabla 2-1: Listado de las Unidades Educativas Fiscales del Municipio de Otavalo ............................................................................................................................. 50 Tabla 2-2: Características de Equipos de Radio para Transmisión ...................... 61 Tabla 2-3: Características Equipos de Radio para Acceso a la Red .................... 62 Tabla 2-4: Características de Equipo de Distribución ........................................... 66 Tabla 2-5: Nodos Principales que forman el Backbone y su ID............................ 78 Tabla 2-6: Escuelas que se enlazarán a Nodo Biblioteca Municipal .................... 80 Tabla 2-7: Escuelas que se enlazarán a Nodo Cerro Blanco ............................... 81 Tabla 2-8: Escuelas que se enlazarán a Nodo Pedro Pinto Guzmán ................... 83 Tabla 2-9: Escuelas que se enlazarán a Nodo Domingo Sarmiento .................... 83 Tabla 2-10: Escuelas que se enlazarán a Nodo Alfonso Cisneros Pareja ........... 84 Tabla 2-11: Escuelas que se enlazarán a Nodo María Angélica Idrobo ............... 84 Tabla 2-12: Escuelas que se enlazarán a Nodo Imbaya ...................................... 85 Tabla 2-13: Escuelas que se enlazarán a Nodo Prov. de Loja ............................. 86 Tabla 2-14: Escuelas que se enlazarán a Nodo Radio Base de Porta ................. 86 xvii Tabla 2-15: Datos a usarse para determinar los enlaces entre los nodos principales ............................................................................................................ 87 Tabla 2-16: Escuelas que se conectarán desde el Nodo Biblioteca Municipal ..... 94 Tabla 2-17: Escuelas que se conectan al Nodo Cerro Blanco ............................. 97 Tabla 2-18: Escuelas conectadas al Nodo Pedro Pinto Guzmán ....................... 110 Tabla 2-19: Escuelas conectadas a escuela Domingo F. Sarmiento ................. 122 Tabla 2-20: Escuela conectadas al Nodo Principal Alfonso Cisneros Pareja ..... 127 Tabla 2-21: Escuelas conectados al nodo María Angélica Idrobo ...................... 130 Tabla 2-22: Escuelas conectadas al Nodo Imbaya ............................................ 136 Tabla 2-23: Escuelas conectadas al Nodo Principal Provincia de Loja .............. 147 Tabla 2-24: Escuelas conectadas a la Radio Base de Porta .............................. 149 Tabla 2-25: Direccionamiento del Backbone ...................................................... 161 Tabla 2-26: Direccionamiento IP de los equipos de Acceso a la Red ubicados en cada escuela ...................................................................................................... 165 Tabla 2-27: Direccionamiento con IP Públicas de los equipos de Acceso a la Red ........................................................................................................................... 168 CAPÍTULO 3 Tabla 3-1: Alturas de la Torres de los Nodos Principales ................................... 178 Tabla 3-2: Precios de Antenas por Altura ........................................................... 179 Tabla 3-3: Costos de Mástil y Brazo tipo F ......................................................... 180 Tabla 3-4: Características de Ruteador 2901 ..................................................... 182 Tabla 3-5: Características de Ruteador 1811 ..................................................... 184 Tabla 3-6: Características Switch C3560G-24TS-S ........................................... 186 Tabla 3-7: Características Switch V1905-24 ...................................................... 188 Tabla 3-8: Opción 2. Características de Switch SF200-24 ................................. 189 Tabla 3-9: Características de Radio LibraPlus 5845 RD .................................... 192 xviii Tabla 3-10: Características de Radio Vip 110-24 ............................................... 194 Tabla 3-11: Características de Antena a 5 GHz ................................................. 196 Tabla 3-12: Características de Antena Netkrom W58-29D ................................ 198 Tabla 3-13: Antena de 2,4 GHz Netkrom ........................................................... 199 Tabla 3-14: Características de Firewall FortiWiFi-30B ....................................... 201 Tabla 3-15: Ruteador CISCO871W-G-A-K9 ....................................................... 203 Tabla 3-16: Características de las opciones para Servidores de Monitoreo ...... 204 Tabla 3-17: Características de las opciones para Servidores de Internet .......... 204 Tabla 3-18: UPS para Nodo ............................................................................... 205 Tabla 3-19: Batería de UPS para Nodo .............................................................. 206 Tabla 3-20: UPS de nodo ................................................................................... 206 Tabla 3-21: Características Baterías para UPS de nodo .................................... 207 Tabla 3-22: UPS 550 VA .................................................................................... 208 Tabla 3-23: UPS 550 VA .................................................................................... 208 Tabla 3-24: Lista de Precios de los Equipos ...................................................... 210 Tabla 3-25: Listado de los Equipos por Nodo..................................................... 211 Tabla 3-26: Costo Referenciales de la Red de Backbone .................................. 212 Tabla 3-27: Equipos a instalar en cada Unidad Educativa ................................. 213 Tabla 3-28: Costo referencial de la Red WLAN.................................................. 214 Tabla 3-29: Determinación del AB para el NAP LOCAL ..................................... 214 Tabla 3-30: Cantidad de E1 mensuales a consumir ........................................... 215 Tabla 3-31: Presupuesto Referencial Total del Proyecto ................................... 216 xix RESUMEN Hoy en día la comunicación es sumamente importante, ya que en el mundo globalizado la mayoría de la información se encuentra digitalizada y se puede acceder a ella por medio de la red mundial Internet, por ello es importante revisar el crecimiento que ha tenido las Tecnologías de la Información, las cuales nos permiten acceder a cualquier momento, desde cualquier lugar, a los datos que requiramos queramos con un simple “click”. Las redes de comunicación se encuentran en una era de cambios fundamentales donde el mercado y los poderes políticos buscan ir a la par del avance de la tecnología, para poder competir a la par de sus competidores, estos avances han sido sumamente rápidos, debido a los estudios y pruebas que concluyen que siempre hay limitantes, lo que hace que se busque métodos y técnicas para lograr obtener mejores beneficios para cubrir las necesidades del ser humano de confort y de status. Los gobiernos centrales han considerado que el tener acceso a Internet es un punto más de su, y es por ello que está apoyando a los proyectos para llevar el servicio a los lugares más inhóspitos y de difícil acceso, para de esta forma que los estudiantes tenga acceso a esta gran herramienta. Con el gran desarrollo de las Tecnologías de la Información, que día a día va mejorando, los métodos de comunicarnos son más eficientes con menos retrasos y un factor muy importante a costos ya más accesibles para que toda la comunidad pueda explotarlos para su beneficio. xx PRESENTACIÓN En este Proyecto se va a realizar el estudio y diseño de una red inalámbrica para brindar servicios Internet y comunicación a 93 centros educativos fiscales del Cantón Otavalo. Para ello en el primer capítulo se describe las tecnologías disponibles para la interconexión de todas las escuelas por medio de una red inalámbrica, es decir que la información va a ser transmitida por medio de radiofrecuencia, dentro de cada tecnología hay un sin número de consideraciones que se debe tomar, como los componentes, configuraciones, de la red. Adicional se revisará de conceptos de Calidad de Servicio y Seguridad, ya que estos son factores importantes que luego de la implementación serán los que digan cuan eficiente y eficaz es la red diseñada. La seguridad de las redes es un gran reto para todos lo que se encargan de la administración de la red, ya que es un dolor de cabeza constante para quien puede y quien no puede acceder a los servicios. Y mientras se encuentra mecanismos para conseguir dicha “seguridad” siempre se está tratando de corromper dichas seguridades. En el segundo capítulo se realiza el diseño de la red, en la cual primero se detalla el ambiente donde se debe realizar las instalaciones, es decir la geografía del sector, para de esta forma tener una breve consideración de las posibles ubicaciones de los nodos principales. Luego se revisa los tipos de equipos que se deben considerar para el Proyecto empezando desde las torres, sistemas de tierra, fuentes de energía, etc. Para llegar a los equipos que se encargan de la comunicación lógica como enrutadores y switches, sin dejar de lado a los equipos de radio y sus respectivos sistemas de antenas. En la parte de Seguridad de la red se detalla los mecanismo que se deben considerar y con mucho más detalle en las redes inalámbricas ya que la facilidad de infiltrarse en una red es un reto xxi diario para muchos, para lo cual se debe considerar proteger siempre con más de un método; en la parte de Calidad de Servicio, se lo maneja por medio de un control de los niveles de servicio con el que se provee al proyecto, y junto con ello el monitoreo para poder determinar con tiempo si algo está ocurriendo algún inconveniente, como la pérdida de conectividad, el decremento de la velocidad de transmisión, ataque de virus, intrusos en la red, fuga de información, etc. Con la teoría revisada y estudiada se puede determinar los equipos idóneos que cumplan con las especificaciones solicitadas, y con ello en el tercer capítulo se detalla los modelos de equipos que aplican, para con ello determinar los costos del equipamiento que implica la implementación del Proyecto; cabe aclarar que solo estos rubros no dan el valor total de la red, sino que también se debe considerar la mano de obra de personal especializado, el desarrollo del diseño, costos del servicio de Internet. Ya con el costo total de la implementación nos queda como cuarto capítulo el redactar las conclusiones que se ha obtenido con el diseño de la red y cuáles son las recomendaciones que se deben tomar en cuenta ya sea antes del diseño, durante o después. 1 CAPÍTULO 1 1. TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS, SEGURIDAD Y CALIDAD DE SERVICIO 1.1 INTRODUCCIÓN En este capítulo se resume los tipos de redes inalámbricas, las tecnologías que se aplican, y sus componentes, las cuales por las distancias, áreas de cobertura y tecnologías de comunicación, han conformado un gran campo de estudio dentro de las comunicaciones de los seres humanos. Este campo se ha desarrollado para poder satisfacer la necesidad de movilidad durante las actividades que realiza día a día el ser humano, buscando innovar las técnicas, y dispositivos para las conexiones de un lugar a otro u a otros y de esta forma, se mantiene comunicaciones continuas y de buena calidad, consiguiendo tener la información disponible en cualquier instante que se la requiera. Una vez descritas las tecnologías, se debe determinar la o las mejores tecnologías a aplicarse en el próximo capítulo, que comprende el diseño de la red inalámbrica para poder proveer del servicio de Internet y comunicación de datos a las 93 escuelas fiscales del Cantón Otavalo, considerando todas las ventajas y desventajas de acuerdo a sus especificaciones técnicas. 1.2 TIPOS DE REDES INALÁMBRICAS Y POSICIONAMIENTO DE LOS ESTÁNDARES INALÁMBRICOS La penetración de las telecomunicaciones en nuestro país, y muchas de las tecnologías existentes están siendo aplicadas en su mayoría para dar acceso a la población a servicios de comunicaciones, siendo uno de los más importantes y solicitados el acceso a Internet, ya que según la publicación del INEC, mediante encuestas realizadas se determinó que: “Según el promedio de uso, al menos 2,9 2 de cada 10 ecuatorianos encuestados utilizaron el Internet mínimo una vez al día (51,7%).”1, y estos valores van a ascender ya que el interés de la población sigue en aumento, considerando que el método de acceso cada vez es mejor, debido a que el servicio es contratado para conectarse a la web desde los hogares, lo que refleja una baja en el alquiler de computadores en los “cibercafés” o “cafenet”, como se detalla en la misma publicación del INEC, referida anteriormente que dice: “De los encuestados que utilizan internet, el 35,5% lo hace desde su hogar, siendo la opción que más ha crecido, pues en el 2008 solo el 21,6% de los ecuatorianos se conectaban en su hogar. Mientras el acceso a través de sitios públicos disminuyó 7,7 puntos al caer de 38,9% en 2008 a 31,2% en 2010.”1 Este incremento ha sido fomentado por las empresas de telecomunicaciones, que son las proveedoras del servicio, y poco a poco van buscando la forma de incrementar su cobertura a nivel nacional, para conseguir más usuarios, y la forma más simple es la de ir a lugares donde la competencia no ha llegado, y de esta forma garantizar el consumo de dichos usuarios, por lo menos hasta que otro proveedor se decida a instalar su infraestructura para cubrir el servicio y mejorar sus características. Para poder cubrir estos costos de infraestructura, se busca probar tecnologías, mecanismos y formas que ayuden a reducir estos valores. Es por esto que las tecnologías inalámbricas están siendo consideradas en más proyectos, ya que el costo de cablear implica valores altos en comparación a usar como medio de transmisión al aire. De esta forma se ha logrado generar servicios más completos para mejorar la competencia en el mercado cambiante, y día a día presentar más innovaciones que llevan a un desarrollo continuo y variable. 1 Fuente: Publicación de INEC, “ 3 de cada 10 ecuatorianos utilizan Internet” 3 Figura 1-1: Clasificación de las redes inalámbricas En la Figura 1-1 se detalla los tipos de redes que se han determinado de acuerdo a su área de cobertura que se detallan a continuación: a. RED INALÁMBRICA DE ÁREA PERSONAL (WPAN) Esta es una red de dispositivos periféricos que se comunican entre sí, con una cobertura de pocos metros entre dichos dispositivos; trabajan bajo estándares IEEE 802.15, debido a su bajo costo y baja potencia, por lo que los enlaces de radio son de corto alcance y frecuencias de banda libre2. Las características de las tecnologías que operan para redes WPAN se detallan en la Tabla 1-1 que se encuentra a continuación: 2 Fuente: http://es.kioskea.net/contents/wireless/wpan.php3 4 TECNOLOGÍA ALCANCE FRECUENCIA DE OPERACIÓN VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN Home RF 50 a 100 m 2,4 GHz 10 Mbps Bluetooth IEEE 802.15.1 30 m 2.402 GHz 2.480 GHz 1 Mbps ZigBee IEEE 802.15.4 100 m RFID 10m hasta 100m 2,4 GHz 250 Kbps 868 MHz (UHF) 2.4 GHz(depende del aplicativo) Instantánea para lectura y escritura Tabla 1-1: Tecnologías WPAN b. REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN) Estas redes están formadas por dispositivos fijos o móviles que se comunican entre ellos o se comunican con un punto común. La cobertura de estas redes cubre distancias de hasta cientos de metros. Una red WLAN se puede ubicar comúnmente en oficinas, hogares, empresas, universidades, etc. Los estándares que se maneja para este tipo de redes son los que se detallan en la Tabla 1-2: TECNOLOGÍA FRECUENCIA DE VELOCIDAD DE OPERACIÓN TRANSMISIÓN Hasta 90 m 2,4 GHz y 5 GHz 54 Mbps 100 m 5150 y 5300 MHz 54 Mbps ALCANCE WiFi IEEE 802.11 HiperLAN Tabla 1-2: Tecnologías WLAN c. REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA METROPOLITANA (WMAN) Las redes inalámbricas de área metropolitana, son el conjunto de redes WLAN y LAN, que unidas pueden llegar a cubrir áreas de decenas de kilómetros de distancia a la redonda. Estas son redes que se aplican para proveer servicios en metrópolis como ciudades, empresas o instituciones con redes ubicadas dentro de un estado o provincia, estas redes tienen un 5 alcance teórico de hasta 50Km3. Las redes WMAN se basan en los estándares que se detallan en la Tabla 1-3: TECNOLOGÍA ALCANCE FRECUENCIA DE OPERACIÓN VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN WIMAX IEEE 802.16 Hasta 50 Km 2 a 11 GHz NLOS 10 a 60 GHz LOS 70 Mbps LMDS 5 a 10 Km 28 a 40 GHz 10 Mbps Tabla 1-3: Tecnologías WMAN d. REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA AMPLIA (WWAN) Las redes WWAN son redes que abarcan un área geográfica extensa, mucho mayor a todas las anteriores, con esta cobertura permite conectar instituciones ubicadas a nivel nacional, como entidades de gobiernos, universidades o escuelas que se integrarán en una misma red. Estas redes son telecomunicaciones, generalmente en la parte usadas de por empresas comunicaciones de celulares principalmente, para poder alcanzar las coberturas a nivel nacional e internacional, adicional instituciones gubernamentales que necesitan grandes alcances, y su uso lo aprovechan usuarios de empresas con cobertura a nivel mundial4. Las tecnologías que se aplican en las redes WWAN son las que se detallan en la Tabla 1-4 a continuación detallada por la generación a la que pertenecen: 3 Fuente: http://freewimaxinfo.com/wireless-network.html 4 Fuente: http://es.computers.toshiba- europe.com/Contents/Toshiba_es/ES/WHITEPAPER/files/2006-09-WWAN-for-business-ES.pdf 6 GENERACIÓN TECNOLOGÍA VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN 1G AMPS Advance Mobile Phone System 19.2 Kbps GSM Global System for Mobile Communication 9.6 Kbps hasta 13 Kbps (full rate) CDMA One) Code Division Multiple Access 9.6 Kbps GPRS General Packet Radio Service 171 Kbps IS-95 64 Kbps EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Hasta 384 Kbps UMTS Universal Mobile Telecommunication System 2 Mbps 2G 2.5G 3G Tabla 1-4: Tecnologías WWAN Por medio de las redes WWAN, se puede conectar varias localidades utilizando conexiones satelitales o por antenas de radio microondas. En la Figura 1-2 se puede ver en resumen la ubicación de los estándares inalámbricos desarrollados, de acuerdo al tipo de red al que se aplican en función de la velocidad de transmisión que proveen.5 5 Bernal, Iván Ph-D, “Visión General de Tecnologías Inalámbricas”, Apuntes para Materia: Comunicación Inalambrica,2007 http://clusterfie.epn.edu.ec/ibernal 7 Figura 1-2: Estándar IEEE 802 según el Tipo de Red y la Velocidad de Transmisión 1.3 ESTÁNDARES PARA REDES WLAN Las aplicaciones de oficina de hoy en día con redes inalámbricas LAN, en su mayoría se basen en el estándar IEEE 802.11 o Wi-Fi, este estándar define el uso de los dos niveles inferiores de la arquitectura OSI, la capa física y enlace de datos, con los cuales se especifica sus normas de funcionamiento en la WLAN. En general los protocolos que pertenecen a la rama 802.x definen el funcionamiento de la tecnología de redes inalámbricas. En la Tabla 1-5 se detalla los principales protocolos que se usan en los diseños de redes inalámbricas locales, con sus características principales que identifican a cada una y a la vez limitan su funcionamiento. PROTOCOLO VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN típica / máxima FRECUENCIA DE OPERACIÓN IEEE 802.11 1Mbps / 2 Mbps 2.4 – 2.5GHz IEEE 802.11a 25Mbps/54 Mbps 5.15-5.35 / 5.47 5.725 / 5.725 - 5.875 GHz DISTANCIAS DE COBERTURA 30 metros 8 IEEE 802.11b 6.5Mbps/11 Mbps 2.4 – 2.5GHz 30 metros IEEE 802.11g 25Mbps/54 Mbps 2.4 – 2.5GHz 30 metros IEEE 802.11n 200Mbps/540 Mbps Bandas 2.4 y 5 GHz 50 metros Tabla 1-5: Cuadro comparativo de los principales Estándares IEEE 802.11 De los protocolos enunciados en la tabla anterior, el estándar lanzado en enero del 20096, que se utiliza en el diseño de la mayoría de fabricantes de equipos de comunicaciones inalámbricas, es el IEEE 802.11n, el cual es el estándar que permite trabajar a los dispositivos en las dos bandas de frecuencias, en la de 2,4 GHz, y la 5 GHz, provee un mejor alcance de la señal y transmite a mayor velocidad los datos. 1.4 CONFIGURACIÓN DE LAS REDES INALÁMBRICAS Las redes inalámbricas de acuerdo al uso o la función para las que son diseñadas pueden configurarse de las siguientes formas: 1.4.1 REDES PUNTO A PUNTO Una red punto a punto, es aquella que se forma entre dos dispositivos que se comunican individualmente entre ellos, donde uno de los elementos es el transmisor y el otro es el receptor.7 Una de las arquitecturas de red punto a punto es la Red Ad-Hoc8, en la cual dos equipos se comunican entre sí, sin necesidad de un dispositivo central o punto de 6 Fuente: Status of Project IEEE 802.11n http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Reports/tgn_update.htm 7 Tanenbaum, Andrew S., “Redes de Computadoras” 4ta edición. Editorial: Prentice-Hall, pág: 15 8 Pellejero, Izaskum, “ Fundamentos y Aplicaciones de Seguridad en Redes WLAN”, Marcombo, pág:64 9 acceso, como por ejemplo: entre dos computadores que se conectan para el paso de un archivo, como se puede visualizar en la Figura 1-3. También puede ser una red Ad-Hoc la comunicación de un computador con un equipo de impresión, o algún otro periférico. Figura 1-3: Red inalámbrica en modo Ad-Hoc En el caso de redes de mayor cobertura, la comunicación punto a punto es configurada para interconectar dos nodos, entendiendo por nodo, un punto de intersección en la red, en los cuales por las distancias que los separan se necesita equipos más especializados en donde se considera líneas de vista y otros parámetros que se considerarán más adelante. En la Figura 1-4 se puede ver una red de comunicación punto a punto entre dos edificios, en donde hay una línea de vista directa y sin ningún obstáculo. Figura 1-4: Red Punto a Punto 10 1.4.2 REDES PUNTO-MULTIPUNTO Las redes punto – multipunto, son aquellas redes en las que uno o más dispositivos se conectan por medio de un punto de acceso, este tipo de red es una mejora a las redes punto a punto, ya que por medio de un solo punto de acceso se puede comunicar a más de un dispositivo. Hablando de redes inalámbricas de gran alcance el punto de acceso se denomina nodo, el cual es capaz de transmitir y recibir datos en una red, generando varios enlaces desde varios puntos y concentrándose en el punto de acceso, el cual se encarga de procesarlos y si es necesario retransmitirlo.9 Por ejemplo, en la Figura 1-5, se representa como el edificio central de una universidad que se denominará nodo, y los edificios aledaños deben conectarse al edificio central, por lo cual se implementa una red y por medio de una antena se radia a los 3 edificios de forma continua. Figura 1-5: Red Punto a Multipunto Por medio del punto de acceso, se puede conectar redes cableadas a redes inalámbricas, lo cual incrementa el área de cobertura de la nueva red formada. En 9 Rickenger, Rob, “Redes Inalámbricas en Países en Desarrollo”, 3era Edición. Pág.53. 11 la Figura 1-6 se muestra como los computadores e impresora se conectan todos al punto de acceso (AP), el cual está conectado a un equipo servidor de Internet, y por medio de él se proveerá del servicio de Internet a los usuarios de los computadores. Figura 1-6: Red WLAN Punto Multipunto Este tipo de redes se las utiliza para la parte de acceso a la red, siendo el punto de acceso un equipo que dependiendo de las características técnicas pueda o no seleccionar y controlar el tráfico de la información que ingresa y que sale de la red a la que gobierne. 1.4.3 REDES MULTIPUNTO-MULTIPUNTO En este tipo de redes, a diferencia de las anteriores, no hay un equipo que lidere o controle la transmisión de la información que circula en la red central, sino que todos los nodos se comunican con todos para transmitir el tráfico hacia los demás. Este tipo de redes llegan a formarse en topología malla, lo cual a su vez suele servir como una configuración para conseguir redundancia en las 12 comunicaciones, ya que si un nodo llegara a fallar los demás nodos están para suplantarlo, y entonces la comunicación no se verá interrumpida.10 Para esta configuración de red se recomienda utilizar antenas direccionales, para que con estas antenas se enlacen las redes que se encuentran situadas geográficamente en sitios distintos y alejados. Un ejemplo de esta configuración se muestra en la Figura 1-7, en la cual tenemos el caso en que una red local en un edificio necesita comunicarse con la red del otro edificio de la corporación, pero como la distancia que las separa es grande se requiere de otros nodos intermedios para poder llegar al destino deseado. En ambos extremos de la red se tendrá equipos que comunicarán a más de un equipo de su red local. Figura 1-7: Red Multipunto a Multipunto Todos los diseños o configuraciones de redes, pueden ser usados en conjunto para complementarse y de esta forma llegar a formar una red que cumpla con las expectativas de servicios de los clientes y a su vez formar parte de una de las principales redes de comunicación mundial, como es la Internet. 10 Fuente: Rickenger, Rob, “Redes Inalámbricas en Países en Desarrollo”, 3era Edición. Pág.53 13 1.5 TIPOS DE TECNOLOGÍAS DE TRANSMISIÓN PARA REDES INALÁMBRICAS Se puede definir tres tecnologías, dos que utilizan el espectro ensanchado y una con infrarrojos, las cuales se detallan a continuación. 1.5.1 TECNOLOGÍAS DE ESPECTRO ENSANCHADO El espectro ensanchado es una técnica de modulación que fue desarrollada para aplicaciones militares, mientras se buscaba un método que permita transmitir datos de forma segura, y evitar que sean dichos datos interceptados por intrusos o personal no autorizado a acceder a la red. Esta técnica de modulación consiste en ensanchar el espectro de la señal a transmitir por medio de secuencias pseudoaleatorias, esto hace que solo un equipo demodulador que conozca la secuencia utilizada pueda obtener la señal original al final de la transmisión.11 Las características que le dan a un sistema de comunicación que modulada las señales por espectro ensanchado son las siguientes: ü Sistema poco vulnerable a interferencias intencionadas, o generadas por la propia comunicación. ü Sistemas capaces de transmitir señales de baja potencia, lo que hace difícil la escucha de agentes externos Existen los siguientes tipos de estas tecnologías: ü Espectro Ensanchado por Secuencia Directa (DSSS) ü Espectro Ensanchado por Salto en Frecuencia (FHSS) ü Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal ü Infrarrojos 11 Fuente: Moreno, Mónica, “Comunicaciones Móviles”, 1era Edición, Ediciones UPC, pág, 58 14 1.5.1.1 Espectro Ensanchado por Secuencia Directa (DSSS) Es una técnica de codificación de una señal que se basa en la generación de un patrón o secuencia de bits redundante para cada uno de los bits que componen una señal transmitida, para que de esta forma disminuir las interferencias. La secuencia de bits que se utiliza para modular, según el estándar IEEE 802.11, debe tener mínimo 11 bits, y si se requiere obtener una óptima señal se recomienda 100 bits. Pero en Espectro Ensanchado por Secuencia Directa, se usa el patrón de bits denominada Secuencia de Barker, o código de dispersión, dicho código reemplazará a cada bit positivo de la señal y para un bit negativo se reemplazará por el inverso del código, tal cual se representa en la Figura 1-8. La serie de Barker es la siguiente: +1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1 Esta serie se utiliza para el reemplazo de los bits +1 y -1 como se muestra en la Figura 1-8 que se encuentra a continuación: Figura 1-8: Codificación de una Señal con Secuencia de Barker Una vez codificada la nueva señal, se procede a modularla, y para DSSS hay dos tipos de modulación, la modulación DBPSK (Differencial Binary Phase Shift 15 Keying, y la modulación DQPSK (Differencial Quadrature Phase Shift Keying), con estas modulaciones se alcanza velocidades de transmisión de 1 y 2 Mbps respectivamente. 1.5.1.2 Espectro Ensanchado por Salto de Frecuencia (FHSS)12 La tecnología de Espectro Ensanchado por Salto de Frecuencia, es aquella en la que se transmite una señal por diferentes frecuencias lo que permite transmitir por intervalos de tiempo los datos de una misma señal. En cada intervalo de tiempo, se envía tramos de la información por una frecuencia diferente, dicho proceso consume un período muy corto casi imperceptible. El orden de los saltos de frecuencia está determinado por una secuencia pseudoaleatoria, que se encuentra detallada en una tabla que está en conocimiento del dispositivo emisor y del dispositivo receptor para poder decodificar dicha señal recibida. La ventaja de esta tecnología frente a DHSS es que se puede tener mas puntos de acceso en una misma zona geográfica considerando que las frecuencias de las portadoras no coincidan en un mismo intervalo de tiempo. En el estándar IEEE 802.11, se determina para esta tecnología, la modulación FSK (Frequency Shift Keying) y una velocidad de transmisión que va desde 1 Mbps hasta 2 Mbps, esta última velocidad considerando todas las mejores condiciones para la transmisión 1.5.1.3 Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal13 OFDM es el acrónimo de Orthogonal Frecuency Division Multiplex, es una técnica de comunicación que divide un canal de frecuencia, en un número determinado de bandas de frecuencia equidistantes, en cada slot de frecuencia se transmite una subportadora que transporta una porción de la información que se desea 12 13 Moreno, Mónica, “Comunicaciones Móviles”, 1era Edición, Ediciones UPC, pág, 56 Fuente: http://www.wave-report.com/blog/?p=72 16 transmitir, cada subportadora es ortogonal al resto, de donde se obtiene el nombre de esta técnica de multiplexación por división de frecuencia. Esta técnica se basa en la multiplexación por división de frecuencia como su nombre lo dice, las ortogonalidad de las subportadoras, hace que se traslapen entre ellas como se muestra en la Figura 1-9, beneficiando a que no se genera interferencia como primer punto importante, implicando un aumento de la eficiencia del uso del espectro, ya que no se desperdicia en bandas de separación entre cada subportadora. Figura 1-9: Modulación OFDM Este método permite alcanzar velocidades de transmisión de hasta 54 Mbps en la frecuencia de 2,4 MHz. 1.5.1.4 Infrarrojos Se basa fundamentalmente en la transmisión de la información por medio de ondas en frecuencia de infrarrojos, las cuales son frecuencias muy altas. Dichas frecuencias de emisión están entre 3.15 x 1014 Hz y 3.52 x 1014 Hz. 17 Con esta tecnología se puede llegar a velocidades desde 1 Mbps hasta 2 Mbps, según se estipula en el protocolo IEEE 802.1114 De las tecnologías detalladas anteriormente, la técnica de expansión de espectro por secuencia directa (DSSS), es el tecnología más aceptada y usada en la mayoría de dispositivos de las diferentes marcas fabricante. 1.6 COMPONENTES Y NOMENCLATURA PARA EL DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA Todas las redes inalámbricas tienen en común su medio de transmisión, que es el aire, y gracias a este elemento, se puede conseguir enlace de corta distancia o de larga distancia, que pueden ser de hasta cientos de kilómetros. La cobertura, la forma de conexión, la técnica, y los protocolos que se utilicen serán determinados por el tipo de red que se vaya a diseñar, y determinará los componentes que la formen. Las partes que integran una red inalámbrica son sin duda parte clave para el diseño de una red, y en este caso específico, se detalla dichos componentes para una red inalámbrica compuesta por redes de área local y de área extendida. 1.6.1 COMPONENTES DE LA RED WWAN La red Inalámbrica WAN está constituida por los siguientes componentes: ü DTE (Equipo Terminan de Datos) ü DCE (Equipo de Conmutación de Datos) ü Canal de Comunicación 14 Baños, Marc, Tesis “Diseño e Implementación de una Red Inalámbrica IEEE 802.11B, para aplicaciones de Voz y Datos en la Cuenca del Río Napo- Perú, Lima-Perú, 2007. 18 Figura 1-10: Componentes de los nodos de comunicación WAN 15 En la Figura 1-10 se detalla los componentes de la red WWAN, considerando que el ruteador DTE es el dispositivo que recibirá la señal proveniente de la WAN. El DTE se encuentra a un extremo del enlace, el cual se comunicará con el DCE por medio del canal de comunicación. El DCE es el encargado de manejar protocolos de comunicación óptimos para encaminar los datos correctamente y a la vez entregar un soporte a los DTE que se encuentren conectados. El DCE generalmente es un equipo modem o también conocido como DSU/CSU el cual maneja los datos enviados del DTE y los convierte empaqueta para que sean aceptados y puedan ser transportados por la red WAN, esto no es más que una secuencia de bits en la cual se integra datos de direccionamiento, encriptación y seguridad. El CSU (Channel Service Unit) Unidad de Servicio de Canal, es el encargado de la comunicación con la red de telecomunicaciones, mientras que el DSU (Data Service Unit) Unidad de Servicios de Datos, es la interfaz con el DTE.16 Este dispositivo DSU/CSU es el hardware donde se hace la conversión de los datos digitales provenientes desde la WAN a la LAN y viceversa. 15 Fuente: http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=169686&seqNum=5 16 Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/CSU/DSU 19 1.6.2 COMPONENTES DE LA RED WLAN En una red inalámbrica LAN se considera los siguientes componentes, asociados a sus actividades que se detallarán a continuación. 1.6.2.1 La Estación (STA) Es el elemento principal de una red inalámbrica, desde donde se va a transmitir la información a distribuirse en el proceso de comunicación con los otros elementos de la red hasta llegar a usuario final, Esta estación puede ser físicamente desde un servidor hasta un computador de escritorio o una portátil, o mucho más simple como un PDA. 1.6.2.2 El Punto de Acceso (AP-Access Point)17 El Punto de acceso es un dispositivo que tiene la capacidad de gestionar todo el tráfico de las estaciones inalámbricas para que puedan comunicarse con otras redes. Para la transmisión de la información el AP se conecta a la red cableada como a la inalámbrica, por lo que su actividad se define como un puente de comunicación entre los dos tipos de redes. Dependiendo de las especificaciones del equipo, se puede interconectar un n número de usuarios a un mismo AP y de forma simultánea. En la Figura 1-11 se muestra un punto de acceso de los que se comercializa por los fabricantes de equipos para comunicación inalámbrica. 17 Pellejero, Izaskum, “Fundamentos y Aplicaciones de seguridad de redes WLAN, pág: 4 20 Figura 1-11: Punto de Acceso 1.6.2.3 El Medio Inalámbrico Para que las tramas que las estaciones envían lleguen hasta el AP o a otra estación se necesita un sustrato material, que en este caso es el medio inalámbrico. En un inicio, en el estándar se definieron dos sustratos de radiofrecuencia (RF) y uno de infrarrojos (IR) aunque éste último nunca ha sido muy utilizado. 1.6.2.4 Sistema de Distribución Si se desea aumentar la cobertura de una red inalámbrica se requiere la conexión de varios puntos de acceso o a su vez conectar con otra red cableada de mayores dimensiones, para lo cual se diseña un sistema o estrategia de comunicación, a este sistema se le denomina sistema de distribución, cabe considerar que dentro del estándar IEEE 802.11 no está definida una técnica específica para la distribución, por lo que hay varias alternativas utilizadas, las cuales van a depender de la función de uso de la red. 21 Figura 1-12: Componentes de Red WLAN En la Figura 1-1218 se puede visualizar los elementos de la red inalámbrica como los puntos de acceso, que comunican la red inalámbrica a la red cableada, las estaciones de servidos que son los computadores, y adicional un servidor que es el que proveerá los servicios a la red por medio del sistema de distribución. 1.7 SERVICIOS DE UNA RED INALÁMBRICA Dentro de las especificaciones del estándar IEEE 802.11, se define los servicios que debe ofrecerse con esta tecnología, por lo que los fabricantes de los diferentes componentes de la red, deben permitir que los equipos cumplan con los protocolos para que se pueda activar los servicios que se indicaran a continuación. Los servicios que una red inalámbrica debe proveer se dividen en dos categorías:19 18 Fuente: http://ict-lifeline.110mb.com/APPLIED/UNIT%209%20Communications%20and%20 Networks/Notes/ WLAN/wireless%20LAN%20Information%20from%20Answers_com.htm 19 Fuente: http://www.typoclothing.com/-fourth/-architecture.-html 22 ü Servicio de Estación (SS) ü Servicio de Sistema de Distribución (DSS) 1.7.1 SERVICIO DE ESTACIÓN (SS) Los servicios que se detallan a continuación se aplican para las estaciones base incluyendo los puntos de acceso, los cuales deben considerarse en cualquier dispositivo que sea compatible con el estándar IEEE 802.11. ü Entrega de tramas MSDU (MAC Service Data Unit: trama que se define para la entrega de tramas al destinatario. ü Privacidad: Se la define para considerar la seguridad de la información por medio de métodos de encriptación de las tramas de datos, para acercarse a la seguridad de una red cableada. ü Autenticación: Permite controlar la identidad del o los usuarios que accedan a la red inalámbrica antes de su conexión, se utiliza en todas las estaciones para su identificación. ü Desautentificación: Este servicio permite dar por finalizado el servicio de autentificación anterior. 1.7.2 SERVICIOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN (DSS) Estos son servicios que deberán cumplirse en el sistema de distribución, y se acceden desde el punto de acceso. ü Distribución: Este servicio se utiliza para la entrega de tramas para de esta forma determinar la dirección destino en redes tipo infraestructura. ü Integración: Se considera este servicio para la entrega de tramas a una red LAN fuera de la red inalámbrica. 23 ü Asociación: Es un servicio utilizado para la agrupación de los puntos de acceso y determinar cuál de ellos tendrá la función de GATEWAY , ü Reasociación: Se utiliza este servicio para cambiar la asociación de los puntos de acceso en caso de presentarse un cambio. ü Desasociación: Se aplica este servicio cuando se va a retirar un punto de acceso de la red inalámbrica. 1.8 APLICACIONES DE LAS REDES INALÁMBRICAS Algunas de las aplicaciones en la actualidad más conocidas son: ü Hoy por hoy las redes inalámbricas se usan para la comunicación entre oficinas que se encuentran ubicadas en diferentes localidades y deben compartir información de sus servidores que se encuentran en una de las localidades, para lo cual se requiere de un enlace de datos para poder comunicarse. ü Para proveer servicios, que hoy por hoy se encuentran en la nube y para poder accede a ellos se necesita utilizar el Internet para llegar a dicho servicio, es decir ya no se adquiere infraestructura propia para tener los servicios de una empresa in-house, sino que se alquila un espacio en un Cloud Computing Privado o Público. ü El uso en comunicaciones por medio de voz y video, es también una aplicación de las redes inalámbricas, en dichas redes se debe considerar niveles de calidad y servicio muy rigurosos para evitar los retardos en la comunicación, ya que son aplicaciones de tiempo real. ü La comunicación remota de los usuarios y empleados de una empresa o grupo social se facilita con la ayuda de las comunicaciones inalámbricas las cuales hacen posible que dicho usuario se conecte a la red interna desde cualquier punto con acceso a Internet de tal forma, como si estuviera dentro de la oficina. 24 ü La educación a distancia es también una aplicación de las comunicaciones inalámbricas, a las cuales se accede sin problema alguno y se puede interactuar fácilmente, uniendo a grupos de estudiantes que pueden estar ubicados en diferentes localidades, atendiendo a una misma clase. ü Implementación de redes de área local en edificios antiguos que han llegado a ser parte de la historia de una localidad, en dichos edificios el dañar fachadas se considera un delito, por lo que la comunicación debe ser inalámbrica en casi su totalidad. ü Implementación de redes de emergencia o en caso de que la línea cableada se encuentre saturada. ü Cuando la movilidad de los usuarios es indispensable en la comunicación, como en hospitales, fábricas y almacenes. ü En rediseños de redes, y se considera que el costo beneficio de una red inalámbrica es mucho mejor que una red cableada. ü Para formación de grupos de trabajo móviles eventuales como ferias, eventos, etc. ü Interconexiones de dos o más redes de área local cableadas que se encuentran en lugares físicos distintos, separadas por distancias considerables 1.9 DESARROLLO DE LAS REDES INALÁMBRICAS PARA AYUDA SOCIAL Dentro del diseño e implementación de las redes inalámbricas, un buen uso de este tipo de comunicación está siendo direccionado hacia la ayuda social, y comunitaria, de lugares que han sido por mucho tiempo, inaccesibles debido a la lejanía de las localidades principales de cada región. Es por esto que hoy en día el tema social, dentro de las Telecomunicaciones es un punto muy importante y por ende representan grandes retos, ya que una vez 25 implementada dicha red, el funcionamiento con los mejores niveles de calidad y seguridad, es un éxito para el desarrollo de los pueblos que van a tener acceso a la gran nube de la información, y de esta forma estar en contacto con todo un mundo lleno de novedades de toda índole. Algunas de las redes comunitarias con mayor renombre en América Latina a nivel privado son:20 ü Proyecto “ Sistema de Información Agraria” en Huaral, Perú (SIAHUARAL) ü Sistema de Información y Comunicación CAMARI, en Ecuador ü Proyecto Enlace Hispanoamericano de Salud (EHAS) en Colombia, Perú ü En Chile se implementan redes inalámbricas para comunicación de escuelas rurales Estos y muchos otros proyectos son importantes en el desarrollo de las grupos o comunidades, por lo que son financiados por asociaciones, organismos internacionales, o por políticas gubernamentales. En nuestro país hay varias entidades que se encargan de analizar, estructurar y plantear proyectos direccionados a la mejora continua de la educación ecuatoriana. Entre dichas organismos gubernamentales está el Gobierno Presidencial, el Ministerio de Educación, el Ministerio de Telecomunicaciones y el Ministerio de Bienestar Social. El organismo que gobierna y controla la implementación y ejecución de los proyectos analizados y aprobados principalmente es el Fondo de Desarrollo de las Telecomunicaciones (FODETEL). Algunos de los proyectos más importantes son los siguientes21: 20 “Redes Inalámbricas para el desarrollo en América Latina y el Caribe”, Lilian Chamorro y Ermanno Pietrosemoli, APC ”Temas Emergentes”, Dic 2008 26 ü MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DE LA EDUCACIÓN PÚBLICA EN LA PROVINCIA DE MANABÍ, Y LAS TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN PARA FORTALECER EL APRENDIZAJE, para Dotar de acceso a Internet a 177 centros educativos ubicados en áreas rurales y urbano marginales de la provincia de Manabí en los cantones de Olmedo y Paján en unidades educativas. ü DOTACIÓN DE INTERNET E INCORPORACIÓN DE PROGRAMAS DE TELEEDUCACIÓN, TELESALUD, DESARROLLO LOCAL COMUNITARIO Y GOBIERNO ELECTRÓNICO EN LA PROVINCIA DE LOJA, Dotar de Internet a 120 centros educativos e incorporar programas de teleeducación, desarrollo local comunitario y gobierno electrónico en la provincia de Loja ü CONECTIVIDAD PARA NO VIDENTES A NIVEL NACIONAL, para Dotar de Internet a las Bibliotecas para No Videntes administradas por la Escuela Politécnica del Ejército a Nivel Nacional En estos últimos años han salido varios proyectos para las diferentes provincias del país y en algunas más de un proyecto se ha implementado. Considerar todas las oportunidades que se han abierto para el mundo entero por el desarrollo de las telecomunicaciones y en especial por las inalámbricas son infinitas, y aun siguen descubriéndose, ya que las necesidades humanas son insaciables, y gracias al desarrollo tecnológico se facilita el solventarlas. Una vez dada una breve introducción de la parte social de las comunicaciones inalámbricas, prosigamos con los principios a considerarse para su diseño, tales como las formas y tecnologías de comunicación inalámbrica, al igual que formas de manipularlas; las cuales se detallaran en los siguientes puntos: 21 Fuente: http://www.conatel.gob.ec/site_conatel/index.php?view=article&catid=29%3Afodetelarticulos&id=18%3Aproyectos&tmpl=component&print=1&page=&option=com_content&Itemid=88 27 1.10 SEGURIDAD DE LAS REDES INALÁMBRICAS La seguridad de una red inalámbrica es muy importante, ya que se debe controlar el acceso y uso de la red por medio de configuraciones en los equipos de administración de la red, para que de esta forma sea controlado el ingreso de los usuarios autorizado, y negado a los no autorizados, ya que en el canal de comunicación se va a transportar información de todo tipo, que son importantes para las personas o para las instituciones, en el caso de redes corporativas. 1.10.1 TIPOS DE AMENAZAS EN UNA RED INALÁMBRICA Dentro del diseño y configuración de las redes inalámbricas se deben considerar las amenazas para poder transmitir información de toda índole sin temor. Las amenazas pueden darse en: ü La “escucha”, se denomina así al mecanismo de interceptar los paquetes de datos enviados por el canal de comunicación. ü Cuando por problemas de direccionamiento u otro tipo de inconvenientes se extravían datos o información. ü Un usuario no autorizado (atacante) accede a un punto de acceso. ü Cuando un usuario se conecta a un punto de acceso inseguro. En la Figura 1-13 se muestra gráficamente las amenazas que se pueden presentar en una red inalámbrica.22 22 Fuente: http://www.virusprot.com/whitepap1.html 28 Figura 1-13: Amenazas en una Red Inalámbrica Para poder controlar estas amenazas se ha desarrollado mecanismos para controlar la seguridad de la red. 1.10.2 MECANISMOS DE SEGURIDAD 1.10.2.1 WEP (Protocolo de Encriptación Inalámbrica-Wireless Encryption Protocol) Este protocolo es un mecanismo de encriptación propuesto por el comité 802,11, implementada en la capa MAC, y soportada en la mayoría de marcas de equipos inalámbricos. Con tipo de cifrado de la información permitirá que solo puedan interpretar los equipos que tengan conocimiento de la clave. La clave puede ser de 3 tipos: ü Clave de 64 bits: 5 caracteres o 10 dígitos hexadecimales ü Clave de 128 bits: 13 caracteres o 26 dígitos hexadecimales ü Clave de 256 bits: 29 caracteres o 58 dígitos hexadecimales 29 Siendo de estas claves la de 128 bits la más utilizada. El encriptado utilizando una clave de 64 bits, consiste en utilizar el algoritmo de encriptación RC4 para proporcionar la confidencialidad y CRC-32 para la integridad, el algoritmo RC4 es una clave de 64 bits, que es la suma de 24 bits del vector de inicialización (IV), el cual para cada trama es diferente, más 40 bits de la clave secreta. La clave debe ingresarse en los AP, así como en cada uno de los clientes. Cuando se habilita WEP, los clientes no pueden asociarse con el AP hasta que utilicen la clave correcta. Un fisgón escuchando en una red con WEP igual puede ver el tráfico y las direcciones MAC, pero los mensajes de los datos de cada paquete están encriptados. Esto provee un buen mecanismo de autenticación, además de darle un poco de privacidad, pero sin embargo WEP definitivamente no es la mejor solución de encriptación disponible. Por un lado, la clave WEP se comparte entre todos los usuarios, y si la misma está comprometida (es decir, si un usuario le dice a un amigo la contraseña, o un empleado abandona la organización) entonces cambiar la contraseña puede ser extremadamente difícil, ya que todos los AP y los dispositivos cliente deben cambiarla. Esto también significa que los usuarios legítimos de la red pueden escuchar el tráfico de los demás, ya que todos conocen la clave.23 1.10.2.2 OSA (Autenticación de Sistema Abierto - Open System Authentication) Es otro mecanismo de autenticación definido por el estándar 802.11 para autentificar todas las peticiones que reciba, pero lo que no realiza es la comprobación a la estación cliente, no encripta las tramas de gestión, lo que hace que no sea un mecanismo de confiar. 23 Rickenger, Rob, “Redes Inalámbricas en Países en Desarrollo”, 3era Edición. Pág 163 30 1.10.2.3 ACL (Listas de Control de Acceso - Access Control List) Es un mecanismo comercializado en la mayoría de equipos que se encuentran en el mercado. La lista de control de acceso, no es más que un listado de declaraciones condicionales (permitir o negar) para con ellas regular el tráfico de datos que entra y sale de un equipo de enrutamiento.24 1.10.2.4 CNAC (Control de Acceso de Redes Cercanas - Closed Network Access Control) Este mecanismo controla el acceso a la red inalámbrica, para que solo accedan aquellos que conozcan el nombre de la red denominado SSID, en calidad de contraseña, esto mecanismo es utilizado para acceder a redes que no aparecen visibles en el entorno. 1.10.2.5 WPA (Acceso Inalámbrico Protegido -Wi-Fi Protected Access) WPA es un estándar desarrollado por la Wi-Fi Alliance (WECA), desarrollado para sustituir a WEP. A la par se de desarrollo su similar el WPA2 que es el estandarizado por la IEEE, para estandarizarlos a WPA y WPA2 con IEEE 802.11i, los cuales mejoran notoriamente la protección de datos y control de acceso de tal forma que el nivel de protección es alto. Hay dos tipos de encriptación dependiendo del entorno que se vaya a proteger, por lo que hay dos versiones: 1.10.2.5.1 Para uso personal doméstico: El Protocolo de integridad de claves temporales (TKIP) es un tipo de mecanismo empleado para crear el cifrado de clave dinámico y autenticación mutua. TKIP aporta las características de seguridad que corrige las limitaciones de WEP. Debido a que las claves están en constante cambio, ofrecen un alto nivel de seguridad para su red. 24 Fuente: http://www.cisco.com/en/US/docs/ios/11_3/security/configuration/guide/scacls.html 31 1.10.2.5.2 Para uso empresarial: El Protocolo de autenticación extensible (EAP) se emplea para el intercambio de mensajes durante el proceso de autenticación. Emplea la tecnología de servidor 802.1i para autenticar los usuarios a través de un servidor RADIUS (Servicio de usuario de marcado con autenticación remota). Esto aporta una seguridad de fuerza industrial para su red, pero necesita un servidor RADIUS.25 Por lo que en resumen WPA corrige las vulnerabilidades de WEP y añade autenticación por usuarios de forma dinámica.26 1.10.3 POLÍTICAS DE SEGURIDAD Estas políticas se deben aplicar a pesar de las consideraciones tomadas para el diseño de la red y son las siguientes:27 ü Utilizar WEP, como mínimo de seguridad, o a su vez un mecanismo de encriptación. ü Utilizar mecanismos de intercambio de clave dinámica aportado por los diferentes productos comerciales. ü Inhabilitar DHCP para una red inalámbrica, en su reemplazo debe usarse IP’s fijas. ü Se actualizará el firmware de los puntos de acceso en forma constante, para tratar de cubrir los agujeros existentes. ü Colocar los puntos de acceso en lugares seguros, y desactivarlos durante periodos de inactividad. ü Cambiar el SSID por defecto de los puntos de acceso. El SSID es la clave de acceso para la comunicación entre el punto de acceso y la estación cliente. 25 Fuente: http://kdocs.wordpress.com/2007/02/12/diferencia-entre-wep-y-wpa/ 26 Fuente: http://www.enterate.unam.mx/Articulos/2004/agosto/redes.htm 27 Fuente: http://www.cisco.com/web/LA/soluciones/comercial/proteccion_wireless.html 32 ü Inhabilitar la emisión de broadcast del SSID ü Reducir la propagación de las ondas de radio fuera del edificio. ü Utilizar VPN, IPSec, firewalls y monitorizar los accesos los puntos de acceso. 1.11 CALIDAD DE SERVICIO (QoS) EN REDES INALÁMBRICAS Calidad de Servicio (QoS) se define en la recomendación E.800 de la UIT-T [1] como “La totalidad de las características de un servicio de telecomunicaciones que determinan su capacidad para satisfacer las necesidades explícitas e implícitas del usuario del servicio”. En tanto que el término calidad por si mismo está definido en esa misma recomendación como “La totalidad de las características de una entidad que determinan su capacidad para satisfacer las necesidades explícitas e implícitas”.28 En resumen la Calidad de Servicio viene relacionada al cumplimiento de los parámetros con que el usuario contrata a un proveedor, quien le entregará su producto, de tal forma de que cumpla con lo solicitado de acuerdo a sus expectativas. La calidad se la mide por medio de parámetros de la red, tales como: a. Retardo y sus variaciones b. Ancho de Banda c. Disponibilidad d. Fiabilidad e. Información de pérdidas f. Seguridad g. MTBF: Tiempo medio de fallas 28 Camila Trinidad Troncoso Solar, “Dualidad y Calidad de Servicio en Redes Inalámbricas", Santiago de Chile, Abril 2010 33 Cabe aclarar que la forma de uso de la red es impredecible y aleatorio, ya que no se sabe en qué tiempo específicamente va a realizar una transmisión, y mucho menos que tipos de datos o información, ni el fin que tendrá una vez que llegue a su destino, ya que allí implica el uso de diferentes aplicativos, los cuales consumen recursos de igual forma indeterminados.29 Se detalla a continuación algunas en los servicios que provee una red inalámbrica, en los cuales es indispensable considerar la Calidad de Servicio. 30 ü Medio de transmisión, específicamente los que trabajan con protocolos de televisión por internet (IPTV) ü Telefonía IP o Servicios de Voz sobre IP (VoIP) ü Videoconferencias ü Servicios de Emulación de Servicios. ü Aplicaciones de Seguridad Crítica, como Operaciones quirúrgicas remotas. ü Sistemas de monitoreo y soporte de red, en negocios de Misión Crítica, como Bancos. ü Juegos en línea ü Protocolos de sistemas de control industrial, como controles de maquinarias que no pueden parar su funcionamiento. Todas las aplicaciones detalladas requieren parámetros mínimos para un dar un buen servicio a los usuarios, tales como: ü Mínimo de ancho de banda ü Tiempos de latencia imperceptibles, por no decir nulos. 29 Fuente: http://www.websiteoptimization.com/speed/tweak/average-web-page 30 Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Quality_of_service 34 1.11.1 TÉCNICAS PARA MEJORAR LA CALIDAD DE SERVICIO No hay un proceso o metodología concreto para obtener la mejor calidad de servicio de una red, por lo cual se hace una combinación de métodos para solventar de mejor forma la variación de los parámetros anteriormente descritos. Algunas de las técnicas que se han desarrollado se describen brevemente a continuación:31 1.11.1.1 Sobreaprovisionamiento Es una técnica que requiere el consumo de muchos recursos de la red, para la comunicación ya que se proporciona suficiente capacidad para encaminar, buffer para el almacenamiento y ancho de banda para la transmisión de los flujos de paquetes, por lo que se convierte en un método de fácil aplicación pero de alta inversión y de recursos desperdiciados mientras no sean usados. Son tres los recursos que se pueden reservar: ü Ancho de Banda ü Espacio en el Buffer ü Ciclos de CPU 1.11.1.2 Almacenamiento en Buffer Los flujos de paquetes se almacenan en el buffer del receptor antes de ser entregados, realizar este proceso no afecta a la confiabilidad o al ancho de banda, pero sí afecta los retardos, pero atenúa la fluctuación. Esta técnica es muy utilizada en redes que proveen servicios de video o audio bajo demanda, ya que la fluctuación es un punto importante que se debe cuidar para poder proveer un buen servicio. 31 Fuente: Oscar Ortiz, “Caracterización de Calidad de Servicio en Redes Inalámbricas de Sensores”, U. Politécnica de Madrid. 35 1.11.1.3 Modelado de Tráfico Es una técnica muy usada para videoconferencia, ya que disminuye considerablemente la congestión de la red, para lo cual es necesario que el servidor transmisor ofrezca una tasa de transmisión constante. Así se consigue dos fines: Se obliga al tráfico entrante en la red a estructurarse según un patrón de flujo específico Se monitoriza el flujo de tráfico para saber si se cumple con el patrón fijado. El modelado del tráfico consiste en regular la velocidad promedio de la transmisión de los datos. En contraste los protocolos de ventana corrediza limitan la cantidad de datos con respecto a la transmisión, no a la velocidad a la que envían. 32 1.11.1.4 Control de Tráfico Son mecanismos para prevenir la congestión, supervisando la carga del tráfico de la red, para de esta forma adelantarse a un evento de que se forme un cuello de botella y pueda llegar a un colapso de la red. Estos mecanismos son: ü RED (Random Early Detection o detección temprana aleatoria): Evitar congestión ü WRED (Weighted Random Early Detection o detección temprana aleatoria pesada) : Cooperación con tecnologías de señalización QoS 32 Fuente: Diapositivas Calidad de Servicio, http://www.slideshare.net/ew_ing/servicio-de-calidad- presentation-718035 36 1.11.1.5 Control de Admisión Este mecanismo determina si la conexión del usuario es segura, es decir cumple las políticas de calidad asignadas, de forma que no afecte a las garantías de calidad de los flujos de información existentes en la red. La decisión de aceptar o rechazar un flujo no es tan simple, de tan solo comparar los recursos, sino que algunas aplicaciones solo conocerán el ancho de banda y los otros no, algunas aplicaciones son más tolerantes con el incumplimiento ocasional de los plazos , o algunas aplicaciones aceptan negociar el flujo que manejaran y otras no. Estas políticas suelen funcionar de acuerdo a los siguientes parámetros todos medidos en Bytes/s: ü La velocidad máxima de transmisión. ü El mínimo de paquetes de transmisión. ü El máximo de paquetes de transmisión. 1.11.1.6 Calendarización de Paquetes Es un mecanismo que maneja la organización de los paquetes de información que llegan a la cola antes de ser transmitidos, para este control se utiliza algoritmos que se llaman planificadores o schedulers (cronogramas). Los tipos de planificadores son:33 ü FIFO (First-in, First-out): Primero en entrar, primero en salir de la cola. ü PQ (Priority Queuing): Prioridad encolamiento. ü CQ (Custom Queuing): Por costumbre. ü WFQ (Weighted fair queuing): Por peso. 33 Fuente: http://qos.iespana.es/capitulo3.htm 37 1.11.2 ARQUITECTURAS QUE PROPORCIONAN CALIDAD DE SERVICIO 1.11.2.1 Servicios distinguidos (DiffServ) El modelo de Servicios Diferenciados está basado en tráfico sin reservación. Este modelo clasifica los paquetes en un número pequeño de tipos de servicios y utiliza mecanismos de prioridad, para proporcionar una calidad de servicio adecuada al tráfico. Este mecanismo asigna el ancho de banda de la Internet a diferentes usuarios en una forma controlada durante periodos de congestión. Se aplica igualmente a aplicaciones tradicionales basadas sobre TCP, tales como transferencia de archivos, accesos a bases de datos o Servidores de Web, y nuevas clases de aplicaciones tales como audio o video en tiempo real. Los Servicios Diferenciados pueden proveer a los usuarios, una expectativa predecible del servicio que la Internet le proveerá en los tiempos de congestión, y permite que diferentes usuarios obtengan diferentes niveles de servicio de la red.34 1.11.2.2 Servicios integrados (IntServ) Este tipo de servicio asume para determinar la Calidad de Servicio de la red, el retardo por paquete en la transmisión, específicamente el límite del retardo del peor caso. El parámetro considerado se debe a que: ü El Tiempo de Retardo de los datos, es un parámetro muy importante y de sumo interés para las aplicaciones. ü Las aplicaciones Playback35, como la transmisión de voz son más sensibles a los paquetes que han sufrido mayor retardo. 34 Ver: http://telematica.cicese.mx/i2/presentaciones/Primavera_2k1_CUDI_parte_2_files/frame.htm 35 Fuente: http://www.opalsoft.net/qos/QOS13.htm 38 ü La red se acopla mejor con este parámetro, que con el retardo promedio de los datos. La arquitectura IntServ encierra las siguientes funciones principales: ü Control de Admisión ü Enrutamiento ü Disciplina de servicio ü Descarte de paquetes Dentro de los Arquitectura de Servicios Integrados se utilizan protocolos para el control de calidad como: ü Protocolo Reservación de Recursos (RSVP) ü RSVP-TE 1.11.3 PROTOCOLOS Y ESTÁNDARES QUE PROVEEN CALIDAD DE SERVICIO 1.11.3.1 Protocolo de Reserva de Recursos (RSVP) Es un protocolo de señalización, útil para que los usuarios indiquen los parámetros de robustez y eficiencia, con que se requiere transmitir la información. Es decir que RSVP es un mecanismo para informar como reservar los recursos, más no indica cómo se hará la reserva. Se utiliza tanto para tráfico unicast como multicast, aunque, a un inicio se lo destino para tan solo tráfico multicast. Los objetivos principales de RSVP: ü Ha de permitir anchos de banda distintos a lo largo de los caminos de red. ü Permitir aplicaciones con diferentes requerimientos. ü Funcionamiento unicast y multicast. ü Mejorar el enrutamiento multicast-unicast. 39 ü Reestablecer conexiones. ü Actualización de los estados de los ruteadores. ü Diseño modular para tecnologías heterogéneas. 1.11.3.2 IEEE 802.1p Este es un estándar que permite añadir calidad de servicio a nivel de la MAC (Media Access Control), el cual proporciona priorización del tráfico y filtrado multicast dinámico. Cabe aclarar que es un estándar que se aplica tan solo a redes LAN. Está integrado en los estándares IEEE 802.1D y 802.1Q 36 1.11.3.3 IEEE 802.11e El estándar de la IEEE (Institute of Electrical and Electronic Ingenieers) desarrollado para definir mecanismos de Control de Calidad (QoS) para entornos inalámbricos este estándar es identificado como 802.11e, el cual agrupa un conjunto de protocolos de gestión de claves y mejoras de cifrado y autenticación con IEEE 802.1x El estándar 802.11e agrega mecanismos de QoS al estándar 802.11. Los mecanismos se basan en dos aspectos: La clasificación de los datos en 4 categorías: Background (AC_BK), Best Effort (AC_BE), Video (AC_VI) y Voice (AC_VO). La priorización por medio de modificación de los parámetros de acceso al medio de acuerdo con la prioridad: Los paquetes de voz tienen un tiempo de espera menor respecto a los paquetes tipo Background. Al momento de terminar una transmisión, los paquetes de voz tienen más probabilidad de acceder al medio en el instante siguiente. Los paquetes de voz tienen que esperar un tiempo menor para acceder al medio que los paquetes de baja prioridad. 36 Fuente: http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/590710 40 CAPITULO 2 2. DISEÑO DE LA RED INALÁMBRICA DE TELECOMUNICACIONES 2.1 INTRODUCCIÓN En este capítulo se considera las tecnologías estudiadas en el capítulo anterior de modo que con su aplicación, el diseño de la red inalámbrica para comunicar a las 93 Unidades Educativas del Cantón Otavalo tomadas en cuenta en este Proyecto, sea lo más óptimo y que en su implementación se consiga dar el acceso a Internet. Para esto en primera instancia se identifica la ubicación de las unidades educativas, para poder simularlas sobre el mapa geográfico del Cantón Otavalo, con ayuda del programa Google Earth; de esta forma se puede verificar el tipo de terreno sobre el cual se va a trabajar y en base a esto se establecen puntos principales o nodos donde se concentra la mayor cantidad de escuelas para que se provean del servicio, estos puntos serán estratégicos para el Proyecto ya que formarán la red principal o backbone, desde los cuales se generan los radioenlaces que brindan el acceso a la red a todas las unidades educativas. Antes de empezar la simulación de los enlaces se detallará los componentes de una red inalámbrica, los cuales son importantes ya que son los que van a permitir, manejar y controlar la distribución del servicio de toda la red. En la parte del diseño de los enlaces se determina que exista los requisitos necesarios para que el enlace sea óptimo entre cada punto principal y las escuelas, estableciendo principalmente que no exista obstáculos de gran magnitud que obliguen a tener que buscar otro nodo al que se deba conectar dicha escuela; esto se lo realiza con ayuda del simulador LINKPlanner del 41 fabricante Motorola, el cual entrega los perfiles reales asociados al Google Earth para considerar las irregularidades del terreno como elevaciones. Los enlaces simulados son los correspondientes a la red de backbone como los enlaces de la red de acceso, detallados uno a uno para confirmar que el enlace tiene conectividad. Una vez que la señal llega al equipo terminal de la red de acceso correspondiente al cliente final se pasa finalmente a conectar los equipos de los usuarios de las escuelas, a esta red se la denomina red LAN, que puede ser inalámbrica o cableada, ya que los equipos tienen las dos opciones de transmisión, en sus características necesarias para un buen desempeño de la red y proveer un servicio de conexión constante y cumpliendo las normas de calidad y servicio mínimas requeridas de acuerdo a lo solicitado para este Proyecto también conocido por las siglas SLA (Service Level Agreement - Acuerdo de Nivel de Servicio), de esta forma la planificación de las trayectorias de la información o enlaces van a permitir llevar a cabo el diseño final de la red. Y como parte final del capítulo se determinará los protocolos que deberán ser activados en la configuración de los equipos activos para el control de la Calidad de Servicio y de la Seguridad de la red. 2.2 CONSIDERACIONES INICIALES Como uno de los principales derechos de los seres humanos, se encuentra el derecho a la educación, y para ello, parte primordial, es el acceso a Internet, por lo cual con este Proyecto se plantea dar acceso a cientos de niños y jóvenes, pertenecientes a las centros educativos de los alrededores del cantón Otavalo, para lo cual se va a desarrollar el diseño de la red inalámbrica, en los que se considera los siguientes puntos que se irán desarrollando en este capítulo: ü Ubicación geográfica de la región. ü Ubicación geográfica de las escuelas y sitios que podrían ser útiles para ser considerados backbone o puntos de repetición. 42 ü Descripción del equipamiento de telecomunicaciones a utilizarse. ü Diagrama general de la red. ü Determinación de los nodos de la red de backbone y simulación de los radioenlaces. ü Determinación y simulación de los radioenlaces desde cada nodo a las escuelas que estén a su enlace para formar de las redes de acceso. 2.3 REQUERIMIENTOS DEL MUNICIPIO DE OTAVALO QUE DEBEN CUMPLIRSE PARA EL DISEÑO DE LA RED La red a diseñarse debe proveer el ancho de banda para interconectar a las unidades educativas y proveerlas del servicio de Internet, de tal forma que permita la comunicación de datos con el Gobierno Municipal de Otavalo. Se debe garantizar la conectividad, confiabilidad y disponibilidad de la red por un período mínimo de dos años, para lo cual se debe cumplir un Acuerdo de Nivel de Servicios (SLA). La red debe estar comprendida por una red backbone o troncal, la red de acceso y la red interna en cada escuela. El nodo de servicios desde donde se controlará y administrará la red debe ubicarse en el Gobierno Municipal de Otavalo, al cual se le denominará simplemente Municipio de Otavalo en este proyecto. Las bandas de frecuencias que se deben manejar son de las bandas no licenciadas en Ecuador, debido a que es un requerimiento del proyecto, y a la vez no tiene costo su uso. El uso de las frecuencias depende del tramo de red en el que se vaya a diseñar: Para la red de backbone: ü 5150- 5350 MHz ü 5470 – 5850 MHz Para la red de acceso: 43 ü 2400 – 2483,5 MHz ü 5150- 5350 MHz ü 5470 – 5850 MHz La red debe basarse en el protocolo IP, de forma que pueda soportar el servicio de Internet, transmisión de datos, video conferencia y voz. 2.4 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA REGIÓN Figura 2-1: Mapa de la Provincia de Imbabura En la Figura 2-137 se muestra el mapa de la Provincia de Imbabura y la ubicación de la ciudad de Otavalo sobre el mismo. Las escuelas se encuentran ubicadas dentro de los límites del cantón Otavalo, las cuales en su mayoría son de difícil acceso, debido a la irregularidad del terreno de 37 Fuente: INSTITUTO GEOGRÁFICO MILITAR Esc: 1:50.00 http://www.igm.gob.ec/cms/index.php?option=com_wrapper&Itemid=93 44 la Sierra ecuatoriana y a la falta de accesos terrestres óptimos para llegar a dichos lugares ya que en su mayoría son comunidades alejadas de la ciudad central que es Otavalo Figura 2-2: Carta Topográfica: Otavalo 38 El Cantón Otavalo tiene un terreno montañoso e irregular, característico de la Serranía ecuatoriana, como se puede ver en la Figura 2-2 que es la Carta Topográfica del sector, por lo cual, la ubicación de las antenas de transmisión se va a realizar sobre lomas o montañas de mayor altura, para poder obtener una mayor área de cobertura desde este nivel, considerando que las poblaciones rurales están dispersas y alejadas unas de otras. 38 Fuente: INSTITUTO GEOGRÁFICO MILITAR, Escala 1:50.000 (CT-ÑII-F1) http://www.igm.gob.ec/cms/index.php?option=com_wrapper&Itemid=93 45 Las coordenadas geográficas en donde se sitúan cada una de los 93 centros educativos se detallan en la Tabla 2-1, con ellas se establece las ubicaciones geográficas en el territorio de Otavalo, para determinar cuáles puntos se consideran para que ser nodos principales que conformen el anillo del backbone. COORDENADAS ID PARROQUIA INSTITUCIÓN LATITUD LONGITUD EPO1 DR MIGUEL EGAS CABEZAS CÉSAR ANTONIO MOSQUERA 0:14:36.0N 78:13:56.3W EPO2 DR MIGUEL EGAS CABEZAS TAHUANTINSUYO 0:15:9.2N 78:14:3.4W EPO3 DR MIGUEL EGAS CABEZAS PEGUCHE 0:15:06.3N 78:14:37.4W EPO4 DR MIGUEL EGAS CABEZAS SIN NOMBRE DE AGATO 0:14:35.4N 78:13:55.8W EPO5 DR MIGUEL EGAS CABEZAS ALFONSO CISNEROS PAREJA 0:15:23.1N 78:14:07.8W EPO6 EUGENIO ESPEJO (CALPÀQUI) MANUEL J. CALLE 0:12:30.8N 78:15:3.8W EPO7 JORDÁN VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO 0:14:30.3N 78:15:28.8W EPO8 EUGENIO ESPEJO (CALPÀQUI) VICENTE VINICIO LARREA 0:13:02.9N 78:14:33.3W EPO9 EUGENIO ESPEJO (CALPÀQUI) GENERAL ALFONSO JARAMILLO 0:13:35.5N 78:14:01.3W EPO10 SAN JUAN ILUMÁN ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN 0:16:35.1N 78:14:47.2W EPO11 GONZÁLEZ SUÁREZ SAN AUGUSTÍN DE CAJAS 0:9:15.0N 78:11:54.3W EPO12 GONZÁLEZ SUÁREZ TOMÁS DE RIVADENEIRA 0:15:6.0N 78:12:39.5W 46 EPO13 GONZÁLEZ SUÁREZ PROVINCIA DE LOJA 0:10:05.5N 78:11:39.1W EPO14 GONZÁLEZ SUÁREZ GRANJA ATAHUALPA 0:10:57.1N 78:12:51.5W EPO15 GONZÁLEZ SUÁREZ PAQUISHA 0:8:19.5N 78:11:26.9W EPO16 GONZÁLEZ SUÁREZ RUMIÑAHUI 0:10:42.0N 78:12:09.9W EPO17 GONZÁLEZ SUÁREZ PIJAL 0:9:18.6N 78:11:02.3W EPO18 GONZÁLEZ SUÁREZ CAMILO PONCE ENRÍQUEZ 0:10:31.5N 78:11:51.7W EPO19 GONZÁLEZ SUÁREZ FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ 0:10:40.8N 78:11:54.9W EPO20 JORDÁN JACINTO COLLAHUAZO 0:13:51.8N 78:15:26.2.W EPO21 JORDÁN GABRIELA MISTRAL 0:13:46.3N 78:15:55.9W EPO22 JORDÁN DIEZ DE AGOSTO 0:13:55.1N 78:15:50.3W EPO23 JORDÁN SARANCE 0:13:39.6N 78:15:53.4W EPO24 JORDÁN GONZALO RUBIO ORBE 0:14:06.0N 78:15:15.4W EPO25 JORDÁN FERNANDO CHÁVEZ REYES 0:13:46.7N 78:15:23.5W EPO26 JORDÁN 31 DE OCTUBRE 0:13:52.7N 78:16:02.3W EPO27 JORDÁN CARLOS UBIDIA ALBUJA 0:14:38.3N 78:15:05.3W EPO28 JORDÁN JOSÉ IGNACIO NARVÁEZ 0:15:16.2N 78:15:15.1W EPO29 JORDÁN GENERAL PÍNTAG 0:14:01.7N 78:13:40.5W EPO30 JORDÁN OTAVALO VALLE DEL AMANECER 0:14:04.0N 78:15:10.1W 47 EPO31 JORDÁN REPÚBLICA DEL ECUADOR 0:13:57.8N 78:15:38.3W EPO32 SAN JUAN DE ILUMÁN COLEGIO SAN JUAN DE ILUMÁN 0:16:24.6N 78:14:0.3W EPO33 PATAQUI MANUEL ÁLVAREZ 0:10:23.9N 78:22:07.1W EPO34 PATAQUI FEDERICO PÁEZ 0:10:23.9N 78:22:07.1W EPO35 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE JAIME ROLDÓS AGUILERA 0:18:16.1N 78:23:24.7W EPO36 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ULPIANO NAVARRO 0:14:12.9N 78:17:27.3W EPO37 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ALEJANDRO CHÁVEZ 0:15:10.2N 78:19:5.2W EPO38 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE GENERAL MARCO AURELIO SUBÍA 0:14:26.30N 78:24:36.70W EPO39 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE DOLORES CACUANGO QUILO 0:14:53.3N 78:20:1.6W EPO40 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ESTUARDO JARAMILLO PÉREZ 0:15:55.2N 78:17:40.4W EPO41 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ATI PILLAHUASI 0:13:57.5N 78:17:29.1W EPO42 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE GENERAL CACHA 0:13:20.8N 78:17:21.3W EPO43 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE DUCHICELA 0:15:39.2N 78:20:52.2W EPO44 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE MAYOR GALO LARREA TORRES 0:16:14.0N 78:23:43.6W EPO45 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO 0:14:14.9N 78:17:20.1W EPO46 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE MANUEL CÓRDOVA GALARZA 0:12:40.1N 78:26:37.9W EPO47 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE MONSEÑOR LEONIDAS PROAÑO 0:13:13.8N 78:18:32.1W EPO48 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE HUAYNA FALCÓN 0:18:27.4N 78:24:14.7W 48 EPO49 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE FERNANDO DAQUILEMA 0:14:13.9N 78:18:49.0W EPO50 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ANÍBAL BUITRÓN 0:17:09.8N 78:22:40.5W EPO51 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE CACIQUE JUMANDI 0:17:49.4N 78:25:15.2W EPO52 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE FRANCISCO FUERES MAYGUA 0:16:05.2N 78:27:21.1W EPO53 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE GENERAL ELOY ALFARO 0:13:56.9N 78:27:18.5W EPO54 SAN JUAN DE ILUMÁN DOMINGO F. SARMIENTO 0:16:17.9N 78:14:00.9W EPO55 SAN JUAN DE ILUMÁN ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN 0:16:35.2N 78:14:48.6W EPO56 SAN JUAN DE ILUMÁN ESCUELA SAN LUIS DE AGUALONGO 0:16:52.3N 78:13:46.9W EPO57 SAN JUAN DE ILUMÁN ESCUELA SAN JOSÉ DE JAHUAPAMBA 0:16:33.0N 78:15:1.6W EPO58 SAN JUAN DE ILUMÁN MARÍA LARREA FREIRE 0:16:42.1N 78:14:09.7W EPO59 JORDÁN INST. TECN. SUP. OTAVALO 0:14:12.8N 78:15:21.3W EPO60 SAN LUIS LIBERTADOR SIMÓN BOLÍVAR 0:13:28.1N 78:15:48.7W EPO61 SAN LUIS JOSÉ MARTÍ 0:13:18.1N 78:16:03.8W EPO62 SAN LUIS ISACC JESÚS BARRERA 0:13:18.0N 78:15:52.0W EPO63 SAN LUIS JAIME BURBANO ALOMÍA 0:13:29.1N 78:16:04.1W EPO64 SAN LUIS LUIS GARZÓN PRADO 0:13:02.4N 78:16:22.8W EPO67 SAN LUIS CARLOS ELÍAS ALMEIDA 0:15:29.5N 78:16:51.0W EPO68 SAN LUIS FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ 2 0:12:40.2N 78:17:12.1W 49 EPO69 SAN LUIS PEDRO PINTO GUZMÁN 0:12:20.7N 78:16:14.6W EPO70 SAN LUIS ECUADOR 0:15:19.9N 78:17:45.5W EPO71 SAN LUIS ABELARDO MONCAYO 0:15:54.5N 78:17:40.8W EPO72 SAN PABLO COLEGIO NACIONAL SAN PABLO 0:11:47.1N 78:11:27.8W EPO73 SAN PABLO LEOPOLDO N. CHÁVEZ 0:11:33.9N 78:11:37.1W EPO74 SAN PABLO MARÍA ANGÉLICA IDROBO 0:11:43.2N 78:11:37.5W EPO75 SAN PABLO GALO PLAZA LASSO 0:12:45.6N 78:09:16.9W EPO76 SAN PABLO APLICACIÓN PEDAGÓGICA 0:11:29.9N 78:11:31.3W EPO77 SAN PABLO ANDRÉS BELLO 0:12:22.1N 78:12:03.3W EPO78 SAN PABLO INST. SUP. PED. ALFREDO PÈREZ GUERRERO 0:11:37.8N 78:11:35.5W EPO79 SAN PABLO JULIÁN JUEZ VICENTE 0:12:12.2N 78:10:33.0W EPO80 SAN PABLO TARQUINO IDROBO 0:11:53.9N 78:08:34.9W EPO81 SAN PABLO LUIS WANDEMBER 0:12:25.4N 78:11:16.3W EPO82 SAN PABLO GERARDO GUEVARA BORJA 0:13:07.6N 78:10:38.6W EPO83 SAN PABLO ALFONSO BARBA 0:11:49.2N 78:11:24.4W EOP84 SAN RAFAEL JUAN MONTALVO Nº 2 0:10:39,10N 78:12:18,40W EPO85 SAN RAFAEL IMBAYA 0:10:59.6N 78:1.19.9W EPO86 SAN RAFAEL JOSÉ PEDRO MALDONADO DUQUE 0:11:12.0N 78:13:11.0W 50 EPO87 SAN RAFAEL JUAN FRANCISCO CEVALLOS 0:11:16.8N 78:12:53.8W EPO88 SAN RAFAEL FLORENCIO OLEARY 0:11:20.1N 78:13:31.5W EPO89 SAN RAFAEL RUMITULA 0:11:43.9N 78:13:33.0W EPO90 SAN RAFAEL PRINCESA TOA 0:11:31.6N 78:13:31.9W EPO91 SAN RAFAEL GONZALO RUBIO ORBE 2 0:11:45.8N 78:14:13.2W EPO92 SAN RAFAEL PROVINCIA DE IMBABURA 0:11:37.3N 78:14:15.0W EPO93 JORDÁN MUNICIPIO BIBLIOTECA MUNICIPAL 0:13:29.80N 78:15:52.20W Tabla 2-1: Listado de las Unidades Educativas Fiscales del Municipio de Otavalo En la Figura 2-3 se puede visualizar la ubicación geográfica de las escuelas sobre el mapa con ayuda del Google Earth. Figura 2-3: Ubicación Geográfica de las Escuelas que forman parte del Proyecto 51 52 Analizando las elevaciones del territorio se ve que una de las principales elevaciones que existe en Otavalo es el Cerro Blanco, lugar en donde se ha instalado varias torres de comunicación de medios de comunicación, ya que permite una gran cobertura sobre esta ciudad y para fines de este Proyecto se lo considera un punto principal ya que la ubicación es adecuada para tener una mejor cobertura hacia un mayor número de escuelas. Otro nodo principal se ubica en las instalaciones del Municipio de Otavalo, específicamente de acuerdo a los requerimientos del Proyecto los equipos de control y monitoreo estarán en la Biblioteca Municipal, y los equipos transmisores se instalarán en la terraza. Con estos dos puntos se inicia el desarrollo de este Proyecto. 2.5 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPAMIENTO PARA LA RED INALÁMBRICA Para poder diseñar una red inalámbrica debemos considerar que los radioenlaces que la componen, requieren de una estación terminal, estaciones repetidoras intermedias y equipos transceptores, junto con sistemas de antenas y elementos de supervisión y reserva. Hay factores que son indispensables considerar y uno de ellos es que se debe tomar en cuenta que los equipos a usar deben ser interoperables, esto quiere decir que manejen estándares reconocidos a nivel internacional para garantizar la compatibilidad a futuro y de esta forma evitar problemas en caso de que se desee realizar una ampliación de la red o a su vez haya que reemplazar equipos y para la fecha ya no exista disponibilidad del mismo modelo, lo que implicaría que para poder cambiarlo se debe hacer muchos cambios con costos considerables. Otro factor es el tiempo de garantía de los equipos y la disponibilidad con que se pueda conseguir los repuestos en caso de un daño ya sea dentro o fuera de la validez de la garantía. 53 Se debe considerar también que todos los equipos incluyan los accesorios necesarios para poder armarlos e instalarlos, preferentemente en un mismo paquete, con esto se mitiga los tiempos muertos o demoras en el proceso de instalación, y evitará ocasionar costos adicionales no considerados. Tomar en cuenta también que los equipos y sus partes sean modelos actualizados, para que sea un proyecto tecnológicamente vigente durante un tiempo considerable, puede ser de 5 años, tiempo que la mayoría de fabricantes garantiza y lo especifican en los datasheets u hojas técnicas de los equipos. 2.5.1 INFRAESTRUCTURA En este punto se determinan todos los equipos que forman parte para el funcionamiento óptimo de la red al momento de la instalación del Proyecto, estos equipos y elementos son los siguientes: 2.5.1.1 Torres y Mástiles Para el montaje en este caso se va considerar la instalación de las antenas sobre torres, mástiles o brazos, para lo cual es indispensable utilizar soportes resistentes que mantengan estable la antena. Figura 2-4: Vista de instalación de una antena sobre una torre 54 En la Figura 2-4 se puede ver cuando la antena está siendo elevada para poder instalarla en la torre desde donde radiará la señal hacia un punto de destino que se requiera. Las torres y mástiles deberán ser de material resistente e inoxidable, ya que van a estar a la intemperie durante toda su vida útil. Para ello se deberá escoger acero inoxidable, o galvanizado al calor o si no se consiguen estos materiales por precio o disponibilidad, la pintura anti-óxido también es mucha utilidad, considerando que el mantenimiento anual y repintado es indispensable. En algunos casos se puede reutilizar las torres de antenas ya instaladas, tan solo no se deberá usar las torres de transmisión AM ya que toda la estructura es activa, pero las de trasmisión FM si son útiles considerando una separación considerable por el tipo de frecuencia que utilizan. Las torres que se consideran para este Proyecto son de 15m, 21m y 30m. La altura de las torres ayuda a elevar las antenas para conseguir la visión hacia su par en el otro extremo del radioenlace, de forma que si hay un obstáculo que interfiera se lo pueda sobrepasa elevando un poco más si es posible. Adicional se tendrá brazos, los cuales son estructuras que van pegadas a las paredes en forma de L, que van desde 1,5 m hasta 3,0 m, las cuales elevan la antena en aquellos lugares donde no hay acceso a los techos, o se consigue la línea de vista justamente a un filo fuera de la construcción del edificio de la escuela. La altura de los brazos para los lugares donde se debe colocar las antenas empotradas en paredes desde 1,5m hasta 3m. La altura de las torres, mástiles y brazos se determinan desde la superficie donde se instalen las mismas. 2.5.1.2 Racks Los racks son armarios en los cuales se instalan los equipos de telecomunicación y/o informáticos, para poder tener organizados y seguros los equipos. La altura de 55 los racks se la mide en unidades de rack (U) que en unidades de metro es igual a 44,45 mm. Los racks más usados suelen ser de 42 U, pero dependiendo puede haber más pequeños o más altos. En este Proyecto se recomienda usar racks de 42 U en el data center principal mientras que en los nodos se va a instalar racks de 10 U, en la Figura 2-5 se puede observar los diferentes tamaños de racks que existen en el mercado. Figura 2-5: Diferentes tamaños de Racks 2.5.1.3 Vallas de Protección Las vallas de protección son para proteger la instalación de las antenas que se encuentran sobre torres o mástiles, para prohibir el paso del personal no autorizado, y delimitar el área en donde estarán los equipos instalados. En este proyecto se utilizará cerramientos con malla con puerta y candados en el perímetro exterior de la ubicación del nodo principalmente. 2.5.2 ELÉCTRICO 2.5.2.1 Equipos de Alimentación de Energía (UPS) Los UPS (Uninterruptible Power Supply) o Sistema de alimentación ininterrumpida son equipos que trabajan como fuentes de suministro eléctrico, los cuales poseen 56 una batería con el fin de seguir dando energía a un dispositivo en el caso de interrupción eléctrica.39 Figura 2-6: UPS ONLINE 1,5KVA En la Figura 2-6 se muestra un modelo de UPS que se comercializa. En el tema de prevención de pérdidas de energía se considera UPS de diferente capacidad de carga, ya que en los nodos se requiere mayor capacidad para los equipos de transmisión y demás, y un modelo de menor capacidad de carga para los que se ubican en las escuelas. Ahora, como son equipos que van estar ubicados en algunos casos en lugares alejados, deberán tener un tiempo de suministro prudencial, en este proyecto deberá proveer de energía por no menos de ocho (8) horas, tiempo que se considera hasta que lleguen los técnicos a solucionar el corte de energía o cualquier evento que pueda causar el apagado de los equipos o a su vez se pueda cambiar la batería de respaldo, como una solución temporal en caso de saber que la demora en volver a suministrar energía será mayor. Los UPS para los nodos deben tener una capacidad de 1,5 KVA para cumplir con las especificaciones del proyecto, y para los equipos que se instalarán en cada 39 Fuente: http://www.alegsa.com.ar/Dic/ups.php 57 una de las escuelas se utilizará de capacidad de potencia de 550 VA y que provean de respaldo por dos (2) horas como el que se muestra en la Figura 2-7. Figura 2-7: UPS de 550 VA 2.5.2.2 Grounding (Sistemas de Tierra) y Pararrayos En toda instalación eléctrica de alta o baja potencia es indispensable considerar la instalación a tierra para proteger los equipos y aparatos que se conectan a la red eléctrica, en caso de falla de corriente, ya sea una alta o baja, evitará un mal funcionamiento o hasta una quema eléctrica de los equipos y por ende una caída del sistema de comunicaciones. La protección eléctrica y electrónica tiene dos componentes fundamentales, que son indesligables uno de otro: 40 Los equipos protectores (pararrayos) y El sistema dispersor o Sistema de Puesta a Tierra (SPAT), De los equipos protectores en las instalaciones de este proyecto se considerarán los pararrayos ya que como son antenas están a la intemperie y se ubican en zonas altas para poder radiar y por ende están expuestos a los cambios y fenómenos ambientales, como son en una lluvia torrencial. 40 Fuente: MANUAL DE PUESTAS A TIERRA THOR-GEL® www.para-rayos.com/datos/gel20061.pdf 58 Por Sistema de Puesta a Tierra (SPAT) se debe entender como el pozo infinito donde ingresan corrientes de falla o transitorios y no tienen retorno porque van a una masa neutra en la que son dispersados. En el caso de que se vaya a utilizar torres con varias antenas se debe verificar nuevamente la tierra instalada para evitar fallas en caso de un sobrevoltaje y adicional se deberá considerar cable apantallado para los datos. El colocar un sistema de tierra tiene como objetivo obtener una resistencia eléctrica de bajo valor para derivar a tierra fenómenos eléctricos, corrientes de fallas parásitas y estáticas, así como radio frecuencia y ruido eléctrico. Figura 2-8: Sistema de Tierras (gel y barras en delta) Los sistemas de tierra para este proyecto deberán cumplir con un valor de 5 Ohmios, los cuales serán medidos con instrumentos especiales para este tipo de mediciones. Para ello se debe realizar análisis previos de la tierra donde se instalará, para determinar el mejor método para lograr el ohmiage necesario. Los pararrayos son instrumentos que se utilizan para atraer al rayo ionizado el aire para excitar, llamar y conducir la descarga hacia el sistema de tierra instalado, para que de tal forma no afecte a los seres humanos o construcciones, 59 los cuales deben como norma sobrepasar la altura máxima de la edificación que va a proteger, como se muestra en la Figura 2-9. Figura 2-9: Pararrayos instalado 2.5.3 EQUIPAMIENTO Dentro del equipamiento se considerará dispositivos o aparatos de comunicaciones que permitirán que la señal radioeléctrica o los datos se transmitan de un lugar a otro de acuerdo a las normativas que se configuren en dichos elementos de la red. 2.5.3.1 Equipos de radio Un equipo de radio es un transceptor, es decir es un equipo que dentro de un mismo chasis o caja realiza las funciones de transmisión y recepción de una señal de radiofrecuencia. Para poder funcionar los radios trabajan en pares, lo que implica que a cada extremo del enlace se debe instalar un radio similar o compatible. 60 Para decidir el equipo idóneo para el Proyecto, se debe tomar en cuenta varias consideraciones para lo cual se deberá generar las siguientes preguntas al equipo que se esté evaluando. ¿El equipo es compatible con otros equipos de otros fabricantes, es decir trabaja con normas estándares? ¿El equipo trabaja con protocolos estandarizados como 802.11 b/g/a? ¿Qué potencia de transmisión posee el radio? ¿Qué ganancia tiene la antena? ¿Cuál es la sensibilidad del equipo ante una velocidad de transferencia dada? ¿Cuál es el throughput, o caudal neto del equipo? Si no hay el dato se deberá considerar el 20% de la mitad considerada como la “máxima velocidad” de transmisión del equipo. ¿Trae el equipo dentro de su caja original todos los accesorios para que funcione el equipo? Y considerar que accesorios son necesarios pero no están incluidos. ¿Los repuestos de los equipos son de fácil disponibilidad en caso de un percance? ¿Qué conectores son necesarios disponer para la instalación que no se incluye en la caja del equipo? Estas son unas de las preguntas principales que deberías considerar, al momento de revisar el modelo a adquirir para la implementación. Y para ello también se debe tener claras cuales son los factores que se necesita cumplir, dichos datos son los que se detallan a continuación, como requerimiento para este proyecto. Una vez que tengamos la respuesta a las anteriores preguntas revisaremos las especificaciones técnicas que deberán cumplir los equipos para este proyecto, ya que no siempre serán las mismas consideraciones: 61 EQUIPOS PARA TRANSMISIÓN Frecuencia de operación: 5150-5320 MHz y 5470-5825 MHz Modulación OFDM, BPSK, QPSK, 16QAM, 64 QAM Throughput efectivo mínimo 30 Mbps Capacidad de soportar VLANs protocolo IEEE 802,1q Capacidad de soportar QoS Funciones de Firewall y NAT Permita encriptación de datos Certificación tipo NEMA, equipos certificados outdoors Equipos alimentados por puerto PoE Interfaz con RJ-45 10/100 Base T con capacidad de autonegociación Consumo máximo de potencia 20W Técnica de inmunidad a interferencias Antenas de alto rendimiento (externas o integradas) Tabla 2-2: Características de Equipos de Radio para Transmisión El primer punto a considerar para empezar a escoger el equipo idóneo que cumpla será la frecuencia a la que trabaje dicho dispositivo, en la Tabla 2-2 se especifica que la frecuencia de operación esté entre dos rangos 5150-5320 MHz o 5470-5825 MHz, lo que ya simplifica la tarea de escoger un equipo. A continuación se detalla las características de los equipos que permitirán el acceso a la red desde cada una de las unidades educativas en la Tabla 2-3. . EQUIPOS PARA ACCESO A LA RED Frecuencia de operación: 2400-2483,5 MHz Velocidad de transmisión de 11 Mbps Throughput efectivo mínimo 7 Mbps Capacidad de soportar VLANs protocolo IEEE 802,1q Certificación tipo NEMA, equipos certificados outdoors 62 Equipos alimentados por puerto PoE Interfaz con RJ-45 10/100 Base T con capacidad de auto negociación Herramientas para realizar pruebas de enlace Consumo máximo de potencia 20W Permitir manejo remoto por comandos CLI, WEB,SNMP El equipo debe permitir el uso de protocolos propietarios Antenas de alto rendimiento (externas o integradas) Tabla 2-3: Características Equipos de Radio para Acceso a la Red Este radio a diferencia del anterior requiere que trabaje a una frecuencia de operación en el rango de 2400-2483,5 MHz 2.5.3.2 Antenas Una antena es un dispositivo que se ha diseñado para la emisión y recepción de ondas electromagnéticas, usando como medio de transmisión el espacio libre (aire). La antena no hace otra cosa que transformar los datos dados en voltajes a ondas electromagnéticas al momento de transmitir y su viceversa a la recepción, para pasarla a los equipos que se encargan de procesar la información y enviarla a un siguiente nodo o a un equipo terminal. En la Figura 2-10 se puede visualizar varios tipos de antenas, las cuales se las nombrará en orden horario desde la esquina izquierda de la figura, antena Yagi direccional, Panel direcciona, antena omnidireccional de montaje magnético, antena de escritorio omnidireccional, antena sectorial direccional, antena direccional casera y una antena omnidireccional casera. 63 Figura 2-10: Tipos de Antenas Los datos transmitidos tendrán un largo o corta alcance dependiendo de la potencia que con que la antena emita la señal, por lo que se debe considerar la distancia del enlace y la ganancia de la antena para conseguir una transmisión efectiva. En este caso usaremos antenas direccionales para los enlaces punto a punto de la red de backbone, para canalizar la potencia de forma directiva hacia la antena del siguiente nodo, y se utilizará antenas sectoriales las cuales son una mezcla de una antena omnidireccional y direccional, para enfocar hacia un área de cobertura específica para la transmisión multipunto a punto en la parte de la red de acceso. Estos elementos serán antenas que deberán cumplir con las siguientes especificaciones: Frecuencia de trabajo: 2,4 GHz y 5,8 GHz Estándares 802.11b y 802.11g Un ángulo de inclinación de hasta 20º para la antena sectorial Ganancia de acuerdo al tipo de enlace y a la distancia. 64 2.5.3.3 Equipos Enrutadores y Switch Los ruteadores o encaminadores, como el que se muestra en la Figura 2-11, son dispositivos que operan a nivel de capa 3(nivel de red), cumpliendo el papel de enrutar o encaminar los paquetes de datos que se transmiten por la red. Los ruteadores se encargan de asegurar la transmisión de paquetes utilizando una dirección de la red y una dirección del dispositivo, lo que permite escoger un mejor camino para el envío, adicional permite configurar subredes para de esta forma concentrar en una sola tabla más usuarios. Figura 2-11: Ruteador Los ruteadores utilizan para comunicarse entre ellos, protocolos de enrutamiento, los cuales le permite determinar la mejor ruta por la que se enviará un paquete de datos, entre los protocolos de enrutamiento más usados están: RIP OSPF IGRP EIGRP BGP Estos protocolos gestionan rutas de forma dinámica. Pero si no se desea usar protocolos de enrutamiento, también es posible, tan solo se configurará rutas fijas o estáticas El Switch, como el de la Figura 2-12, por su parte es un dispositivo diseñado para operar a nivel de capa 2 (nivel de enlace de datos), su fin es conectar múltiples 65 redes, para que se fusionen en una sola y se mejore el rendimiento conjuntamente con la seguridad de las LANs. Figura 2-12: Switch El switch aprende y almacena direcciones MAC de los dispositivos que se conectan a sus puertos. Pero de por sí su actividad es solo permitir el paso de la información de un puerto a otro. En la actualidad un switch ha mejorado su desempeño y cumple tanto sus funciones como las de un ruteador es decir trabaja a nivel de capa 2 y de capa 3, y combinarlas con las funciones originales de un switch, siendo totalmente configurable y administrable. Los switches que trabajan como ruteadores se los conoce como switches de capa 3. Y sus canales de comunicación serán de 10 Mbps hasta 1 Gbps y pueden tener puertos de conexión a fibra, dependiendo del modelo de switch. En los switches de entrada a la LAN de cada centro educativo se deberá considerar como mínimo un puerto fast Ethernet. Un ruteador funcionará también como FIREWALL, o dispositivo de pasarela de seguridad, el cual sirve de seguridad para las redes corporativas de modo que información maliciosa no infecte la red interna. El firewall utiliza cuatro técnicas para filtrar información: Filtrado de aplicaciones Filtrado de paquetes Filtrado de paquetes dinámicos Firewalls a nivel de Circuito 66 Las especificaciones técnicas que deberán cumplir los equipos son las que se enlistan a continuación en la Tabla 2-4: EQUIPOS DE DISTRIBUCIÓN Ruteador multiservicios de Marca. Soporte actualización de software por protocolo TFTP Soportar el almacenamiento de múltiples versiones de su sistema operativo en su memoria FLASH 2 Puertos ruteados 10/100 4 Puertos switch 10/100 Debe soportar diferentes niveles de acceso y que soporte autenticación por RADIUS Debe soportar TACACS Soporte interfaz de VOZ: E&M, FXO,FXS, BR1,E1,T1,F.703 Sea configurable enlaces de respaldo, y recuperación de enlace dedicado automático Manejo de protocolos de QoS: Marcado de paquetes vía DSCP, e IP precedence, RSVP, PQ, WFQ, CBWFQ, IP RTP Priority, LLQ, WRED, FRF.12, FRF.11. Throughput mínimo 61000 Kbps Encriptación 3DES, y AES-256 en 130 Mbps como VPN, mínimo Detección y prevención de ataques denial of service Manejo de filtros URLs interno y vía base de datos externa Capacidad de soportar políticas de seguridad por usuario autenticado Control de Ataques: Ping Of Death, RCPFRAG SYN/FINPacket DNS QUERY Overflow Manejo de túneles IPSEC, PPTP, L2TP Acceso de administración seguro: ssh y https con manejo de perfiles de administración y niveles de autorización personalizables respecto a los comandos y visibilidad de recursos de configuración. Manejo administrativo vía SNMP Seguro, SNMP v3 Interfaz de administración vía web Acceso por medio de HTTP o TELNET Tabla 2-4: Características de Equipo de Distribución 67 2.5.3.4 Repetidor Un repetidor es un dispositivo electrónico que se encarga de recibir una señal y retransmitirla, lo interesante de este equipo es que recibe la señal que llega con un bajo nivel y el repetidor internamente la procesa y la sube de nivel para enviarla con mayor potencia y de esta forma se puede cubrir mayores distancias.41 2.5.3.5 Tarjeta de Red Inalámbrica Las tarjetas de red son dispositivos que se conectan a la tarjeta madre del computador u ordenador, ya sea internamente por puertos de comunicación como puede ser en formato PCI, PCIx, PCIx1, y todas las nuevas versiones o a su vez se conectan externamente por medio de puertos seriales universales (USB) versión 2,0 o 2.1, todo dependerá de cuan antigua sea la tecnología del computador en el que se instalará este dispositivo. En la Figura 2-13, se muestra una tarjeta de red para computador interna de puerto PCI. Figura 2-13: Tarjeta de Interfaz de Red interna (NIC) 41 Fuente: http://www.ithinkweb.com.mx/capacita/redes_inf.html 68 Además del tipo de conexión con que se instalará la tarjeta, se debe especificar la velocidad con la que permitirá transmitir y receptar la información. Para este proyecto lo ideal será que trabajen con velocidades de 10/100/1000 Gbits por segundo. El protocolo de comunicación inalámbrica con el que deberá trabajar esta tarjeta deberá ser compatible con el protocolo de comunicación que usarán las antenas, para de esta forma poder enganchar y que se forme el canal de comunicación por donde viajará la información. 2.5.3.6 Servidores Los servidores no son más que computadores sofisticados de características robustas y gran desempeño, que se conectan a una red, para por medio de ella proveer de archivos y servicios a los usuarios conectados por medio de ordenadores a los que por acceder a dicho servidor se les denomina clientes. El servidor tiene las siguientes funciones dependiendo del tipo de servidor que se necesite configurar: ü Permite centralizar la administración de todos los sistemas de TI ü Ofreces mayor seguridad contra accesos no autorizados. ü Permite menores pérdidas accidentales de información. ü Permite realizar con mayor facilidad las actualizaciones del sistema y aplicaciones o a su vez obtener copias de respaldos del propio servidor y de sus usuarios o cliente. ü Se puede reducir costos, ya que se puede compartir recursos como impresoras, faxes, y conexiones a Internet. Debilidad Hay varios tipos de servidores como: ü Servidor de Aplicaciones ü Servidor de Audio y Video ü Servidor de Fax ü Servidor de Correo ü Servidor de Noticias 69 ü Servidor Proxy ü Servidor Web ü Servidor FTP ü Servidor de Archivos De los tipos de servidores mencionados en este proyecto se utilizarán los siguientes: 2.5.3.6.1 Servidor Proxy Un servidor proxy es un equipo intermediario, ya que se situa entre el sistema del usuario e Internet. Puede utilizarse para registrar el uso de Internet y también para bloquear el acceso a una o varias sedes Web. El servidor de seguridad del servidor proxy bloquea algunas sedes o páginas Web por diversas razones. 42 De esta forma el servidor proxy funcionan como servidor de seguridad y como filtro de contenidos. 2.5.3.6.2 Servidor Web En este servidor se almacena documentos con formato HTML (HyperText Markup Language- Lenguaje de Marcado de Hipertexto), imágenes, archivos de texto, escrituras, y demás material Web, compuestos por datos, para distribuirlos a clientes de la red que soliciten acceso a ellos, lo que reduce los tiempos de conexión, y agilita las tareas de los usuarios.43 2.5.3.6.3 Servidor de Correo El correo es una importante herramienta de comunicación en entidades y empresas, por lo que es necesario instalar un servidor de correo el cual funciona como una oficina postal pero en este caso virtual en la cual se administra y almacena mensajes, entrega los correos electrónicos a los ordenadores del usuario al que se solicita la entrega desde otro ordenador.44 42 Fuente: http://www.java.com/es/download/help/proxy_server.xml 43 Fuente: http://www.ithinkweb.com.mx/capacita/redes_inf.html 44 Fuente: http://www.foroswebgratis.com/tema-distintos_tipos_de_servidores-55770-511619.htm 70 2.5.4 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE LA IMPLANTACIÓN 2.5.4.1 Nodos Principales Una vez detallados los elementos que formarán parte del diseño, se describe las consideraciones a tomar para la instalación de cada tramo de la red. El siguiente esquema de la Figura 2-14, muestra en detalle la forma y ubicación de los equipos en los nodos para con este diagrama identificar de mejor manera durante la instalación: Figura 2-14: Diagrama Esquemático de Implantación de un Nodo 2.5.4.2 Centros Educativos En las escuelas e instituciones educativas también se debe llevar un orden para la instalación, y para ello el siguiente esquema se muestra será de mucho apoya al personal técnico al momento de la instalación para de esta forma identificar de 71 mejor manera y llevar a su vez una misma terminología para cada una de las partes que forman parte del proyecto. Los equipos se deben instalar de la forma que se indica en la Figura 2-15: Figura 2-15: Diagrama Esquemático de Implantación en los Centros Educativos Con estos diagramas, el delegar las obras al momento de la implementación será mucho más fácil de explicar y entender, lo que ayudará a un mejor rendimiento del trabajo de implementación. 2.6 DIAGRAMA DE LA RED Para el diseño de esta red se considerará dos partes fundamentales: ü Red Backbone ü Red de Acceso ü Red LAN 72 El nodo desde el cual se establece el control y monitoreo estará ubicado en las localidades del Gobierno Municipal de Otavalo, de donde se conectará a las diferentes escuelas que forman parte del proyecto, por medio de varios nodos para poder llegar a lugares donde por la irregularidad del terreno es imposible radiar la señal desde un solo punto de transmisión, para ello necesitaremos varios elementos y equipos desde torres hasta elementos pasivos. El diagrama del diseño de la red es el que se muestra de forma general es la Figura 2-16: Diagrama de la Red Educativa: Figura 2-16: Diagrama de la Red Educativa 2.7 ENLACES En la Figura 2-17, que se encuentra a continuación, se puede visualizar los tres tramos que delimitan las funciones de cada parte de la red de telecomunicaciones en general. 73 Esta división es la que se usará para el diseño de la red del presente proyecto y poder identificar a groso modo o a simple vista el uso de dicho red, considerando que en la parte de enlace se conectaran los usuarios finales, que en este proyecto son las redes LAN de cada una de las 93 escuelas. Figura 2-17: Tramos de la red de comunicación Antes de revisar las partes que conforman la red total, se va a detallar de forma rápida los puntos a considerar en las simulaciones para el diseño de un enlace con el software LINKPlanner. 2.7.1 CONSIDERACIONES PARA UN ENLACE DE RADIO En la transmisión de una señal por medio de radio, se considera los siguientes puntos o fenómenos físicos, ya que como se sabe el medio por el cual viajarán dichas señales es el aire.45 45 Fuente: Rickenger, Rob, “Redes Inalámbricas en Países en Desarrollo”, 3era Edición. Pág.53 74 2.7.1.1 Reflexión El fenómeno de reflexión se genera cuando la onda de radio choca contra una superficie de reflexión como puede ser metal o agua, lo que causa un cambio de dirección total de la señal, lo que provocaría una pérdida total ya que el destino se verá truncado. 2.7.1.2 Difracción La difracción de la señal es un fenómeno explicado de mejor forma por el Principio de Huygens, el cual permitirá que un sin número de ondas que choquen en una barrera logren atravesar la misma por una abertura en dicha barrera. Este fenómeno es utilizado en beneficio para rodear obstáculos. 2.7.1.3 Interferencia La interferencia no es más que la superposición de las ondas de transmisión, lo cual sumarán, anularán o generarán nuevas señales. En la mayoría de casos estas nuevas señales degeneran a la principal lo que provoca que en la recepción de dicha señal el mensaje no esté claro o mucho peor que se pierda completamente. 2.7.1.4 Línea de Vista La línea de vista (LOS) es un factor importante, ya que podremos tener una transmisión completa si desde un punto a otro punto tenemos visión real, textualmente que se pueda ver la antena con que se va a trabajar y que no haya obstáculos, lo que prevendrá que todos los fenómenos anteriores afecten en la comunicación. 75 2.7.1.5 Zona de Fresnel La Zona de Fresnel es un segmento del enlace que se genera desde el punto de partida hasta el punto final, en dicha área no deberá haber ninguna interferencia u obstrucción o por lo menos no que cubra el 60% de la Zona de Fresnel es lo ideal. Esta Zona se debe al movimiento de las ondas de radio, las que fluctúan alrededor del eje central que uno el punto de origen y el punto de destino. Figura 2-18: Zona de Fresnel con Obstrucción parcial Como podemos observar en la Figura 2-18, a pesar de que la línea de vista no está obstruida por la montaña o elevación causa una obstrucción parcial ya que sobrepasa el 60% del radio de la Zona lo que impedirá transmitir sin ninguna complicación. 2.7.1.6 Potencia La potencia es la energía con que la señal será transmitida desde un equipo transmisor hasta un equipo receptor, si dicha potencia no es la adecuada o mínima el enlace se habrá perdido. 76 2.7.1.7 Ganancia La ganancia es una magnitud que no posee dimensiones, y es la relación entre las amplitudes de una señal de entrada con una señal de salida. A esta relación se la mide en Decibelios (dB). En el campo de antenas la relación se mide entre la potencia entregada por dicha antena y la potencia entregada por una isotrópica o ideal. 2.7.1.8 Mínimo Nivel de Señal Recibida Este nivel va a depender para que el enlace pueda darse, ya que bajo este valor se perderá el enlace. Es medido en dBm negativos (-dBm). El rango más bajo permitido está entre -75 a -98 dBm. Este valor será especificado en el manual del equipo de radio que vaya a usar. 2.7.1.9 Pérdidas en los Cables y Conectores La señal se pierde durante la transmisión y una de esas pérdidas es en el cableado, en los conectores, en los dispositivos entre las radios y las antenas, principalmente cuando los cables son de mayores longitudes. Estas pérdidas están entre los 2 y 3 dB. 2.7.2 PARTES DE LA RED A continuación se detalla los tramos de la red que se está diseñando y a cada uno de ellos se lo desarrollará, de tal forma que se cumpla con el objetivo del Proyecto que es brindar el servicio de Internet a las 93 escuelas del Cantón Otavalo. 2.7.2.1 Red de Backbone o Troncal La red de Backbone, es el tramo de la red en donde se encuentra los enlaces de comunicación de mayor velocidad. En este segmento, la infraestructura a utilizar es mucho más robusta y más compleja, ya que en estos nodos se va a tener la 77 mayor potencia de la señal para transmitir la información a la red interna de cada escuela por la red de acceso. Hay dos tipos de backbone: Cascada o distribuido Colapsado. En el backbone en cascada se considera un solo cuarto de equipos (ER) y desde este y hacia este todos los usuarios se conectarán. Esta arquitectura ya es obsoleta debido a que genera mucho tráfico en la red, pero se la usa en contados casos. En el colapsado en cambio se va generando por tramos, lo que permite una mejor distribución de los servicios y disminución de los cuellos de botella, evitando la saturación de la red, por lo tanto este será el tipo de backbone que se utilizará para este proyecto. Para este Proyecto no se toma un solo tipo de backbone, ya que debido a la irregularidad del terreno estaremos obligados a realizar una mezcla de conexiones para obtener los mejores y óptimos resultados. En la parte de la red troncal se encuentran los nodos desde donde se realiza las siguientes funciones: Transmisión. Recuperación. Enrutamiento. Repetición. Direccionamiento. Control de ancho de banda. 78 Todas y cada una de estas funciones se aplican de acuerdo al nivel o grado de operatividad de cada nodo, considerando que la mayoría de las funciones se reflejan activas en el nodo principal, ubicado en el Municipio de Otavalo. Para poder identificar estos lugares en donde se ubicarán los nodos, se considerará en primera instancia los cerros más altos como se lo explica al inicio del capítulo, dichos puntos se detallan en la Tabla 2-5 con sus coordenadas y se define los enlaces que se establecen con ayuda de la herramienta LINKPlanner. A más de Cerro Blanco y el Municipio, adicional se menciona el lugar donde funciona la repetidora de la operadora Porta en vista de que hay escuelas que se encuentran muy alejadas, y no hay la línea de vista de ningún punto considerado previamente, ni escuela aledaña. Los nodos principales para este Proyecto se los enumera a continuación en la Tabla 2-5: NODOS PRINCIPALES PARROQUIA LUGAR O ESCUELA IDENTIFICADOR (ID) SAN RAFAEL MUNICIPIO BIBLIOTECA MUNICIPAL NPO6 / EPO93 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE NODO CERRO BLANCO NPO5 DR MIGUEL EGAS CABEZAS (PEGUCHE) ALFONSO CISNEROS PAREJA EPO5 GONZÁLEZ SUÁREZ PROVINCIA DE LOJA EPO13 SAN JUAN DE ILUMÁN DOMINGO F SARMIENTO EPO54 SAN LUIS PEDRO PINTO GUZMÁN EPO69 SAN PABLO MARÍA ANGÉLICA IDROBO EPO74 SAN RAFAEL IMBAYA EPO85 NODO RADIO BASE DE PORTA NPORBP Tabla 2-5: Nodos Principales que forman el Backbone y su ID Identificados los lugares desde donde se transmitirá la señal a las 93 escuelas, se ubica los puntos designados como nodos en el mapa con ayuda del Google Earth como se muestra en la Figura 2-19, para procede a generar los enlaces que 79 comunicarán a estos nodos entre sí y para luego transmitir la señal por medio de los enlaces de acceso a los equipos receptores que se ubican en cada escuela. Figura 2-19: Ubicación Geográfica de los Nodos del Backbone 2.7.2.1.1 Nodo Biblioteca Municipal de Otavalo El nodo central se encuentra en las instalaciones del Municipio de Otavalo, debido a que la conexión entre la red diseñada y el proveedor de servicio de Internet se va a instalar en este nodo, al igual que el monitoreo y administración se lo lleva a cabo desde este punto. Los radios y antenas se los ubican en el techo de la edificación. Además de radiar a los dos nodos que se encuentran más cercanos, también radiará a los centros educativos que se detallan en la Tabla 2-6, en la que se detalla el origen y destino de los enlaces, la distancia que hay entre los dos puntos y el tipo de enlace. Este nodo se enlaza al nodo de Cerro Blanco y a la Escuela Pedro Pinto Guzmán para formar el backbone. 80 NOMBRE DEL ENLACE ORIGEN DESTINO DISTANCIA Km TIPO DE ENLACE NODO MUNICIPIO DE OTAVALO (BIBLIOTECA) LUIS GARZÓN PRADO 1.260 MULTIPUNTO A PUNTO NODO MUNICIPIO DE OTAVALO (BIBLIOTECA) FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ 2 3.256 MULTIPUNTO A PUNTO NODO MUNICIPIO DE OTAVALO (BIBLIOTECA) PEDRO PINTO GUZMÁN 2.233 MULTIPUNTO A MULTIPUNTO NODO MUNICIPIO DE OTAVALO (BIBLIOTECA) NODO CERRO BLANCO 8.349 MULTIPUNTO A MULTIPUNTO Tabla 2-6: Escuelas que se enlazarán a Nodo Biblioteca Municipal 2.7.2.1.2 Nodo Cerro Blanco El Cerro Blanco se lo ha considerado como nodo, ya que es una elevación de aproximadamente 3.500 m sobre el nivel de mar, una de las elevaciones de altura considerable del sector en la cual la mayoría de operadoras telefónicas, y medios de comunicación colocan sus antenas de transmisión. Desde este punto se puede llegar a conseguir enlaces con óptimas condiciones con un número considerable de escuelas, esto se lo valida mediante una visita de campo. En la Tabla 2-7 se detalla las unidades educativas que se enlazan a este nodo. NOMBRE DEL ENLACE ORIGEN Km TIPO DE ENLACE 12.049 MULTIPUNTO A PUNTO DESTINO NODO CERRO BLANCO JAIME ROLDÓS AGUILERA NODO CERRO BLANCO ULPIANO NAVARRO 6.548 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO ALEJANDRO CHÁVEZ 5.256 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO DOLORES CACUANGO QUILO 4.302 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO ESTUARDO JARAMILLO PÉREZ 7.847 MULTIPUNTO A PUNTO 81 NODO CERRO BLANCO ATI PILLAHUASI 5.753 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO GENERAL CACHA 5.593 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO DUCHICELA 5.843 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO MAYOR GALO LARREA TORRES 9.321 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO 6.238 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO MONSEÑOR LEONIDAS PROAÑO 3.453 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO FERNANDO DAQUILEMA 4.364 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO ANÍBAL BUITRÓN 11.771 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO INST. TECNOLÓGICO SUPERIOR OTAVALO 13.127 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO HUMBERTO VACAS GÓMEZ 5.298 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO CARLOS ELÍAS ALMEIDA 8.335 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO ECUADOR 6.916 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO ABELARDO MONCAYO 7.822 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO MUNICIPIO BIBLIOTECA MUNICIPAL 8.349 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO REPETIDORA TANQUE 11.822 MULTIPUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO NODO RADIO BASE DE PORTA 12.848 PUNTO A PUNTO NODO CERRO BLANCO REPETIDORA HACIENDA 1.672 PUNTO A PUNTO REPETIDORA TANQUE HUAYNA FALCÓN 1.643 PUNTO A PUNTO MANUEL ÁLVAREZ 4.271 PUNTO A PUNTO FEDERICO PÁEZ 4.234 PUNTO A PUNTO REPETIDORA HACIENDA REPETIDORA HACIENDA Tabla 2-7: Escuelas que se enlazarán a Nodo Cerro Blanco Desde este punto en adelante se considera a 7 unidades educativas como sitios donde se va a instalar los sistemas de transmisión para llegar con la señal a las demás escuelas de su alrededor. Cabe considerar que dentro de la cobertura del Nodo Cerro Blanco se añadirá dos repetidores para poder alcanzar a tres escuelas que son: 82 ü Esc. Huayna Falcón ü Esc. Manuel Álvarez ü Esc. Federico Páez 2.7.2.1.3 Nodo Pedro Pinto Guzmán La escuela Pedro Pinto Guzmán servirá de nodo al cual se interconecta los nodos María Angélica Idrobo, Domingo F. Sarmiento y Alfonso Cisneros Pareja, y la Biblioteca Municipal. Es un punto importante ya que está a una altura considerable y desde donde se puede llegar a otro gran número de escuelas desde este punto. Los enlaces que se generarían desde este punto son los que se detallan en la Tabla 2-8: NOMBRE DEL ENLACE Km TIPO DE ENLACE PEGUCHE 5.860 MULTPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN ALFONSO CISNEROS PAREJA 5.799 MULTPUNTO A MULTIPUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN MANUEL J. CALLE 2.233 MULTPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO 4.222 MULTPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN JACINTO COLLAHUAZO 3.204 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN GABRIELA MISTRAL 2.507 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN DIEZ DE AGOSTO 2.758 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN SARANCE 2.511 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN GONZALO RUBIO ORBE 1.718 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN FERNANDO CHÁVEZ REYES 3.171 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN 31 DE OCTUBRE 2.931 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN CARLOS UBIDIA ALBUJA 6.576 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN OTAVALO VALLE DEL AMANECER 3.760 MULTIPUNTO A PUNTO ORIGEN DESTINO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN 83 NODO PEDRO PINTO GUZMÁN NODO PEDRO PINTO GUZMÁN REPÚBLICA DEL ECUADOR G. MARCO AURELIO SUBIA 3.137 MULTIPUNTO A PUNTO 6.209 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN DOMINGO F. SARMIENTO 8.377 MULTIPUNTO A MULTIPUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN LIBERTADOR SIMÓN BOLÍVAR 2.195 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN JOSÉ MARTÍ 1.393 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN ISACC JESÚS BARRERA 1.827 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN JAIME BURBANO ALOMÍA 2.210 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PEDRO PINTO GUZMÁN GUILLERMO GARZÓN UBIDIA 2.544 MULTIPUNTO A PUNTO Tabla 2-8: Escuelas que se enlazarán a Nodo Pedro Pinto Guzmán 2.7.2.1.4 Nodo Domingo F. Sarmiento La Escuela Domingo Sarmiento será la unidad más al norte la cual recibirá la señal desde Pedro Pinto Guzmán para distribuirla hacia las escuelas de su alrededor formando los siguientes enlaces que se detallan en la Tabla 2-9: NOMBRE DEL ENLACE KM TIPO DE ENLACE ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN 1.526 MULTIPUNTO A PUNTO NODO DOMINGO F. SARMIENTO JOSÉ IGNACIO NARVÁEZ 2.990 MULTIPUNTO A PUNTO NODO DOMINGO F. SARMIENTO COLEGIO SAN JUAN DE ILUMÁN 0.207 MULTIPUNTO A PUNTO NODO DOMINGO F. SARMIENTO ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN 1.568 MULTIPUNTO A PUNTO NODO DOMINGO F. SARMIENTO ESCUELA SAN LUIS DE AGUALONGO 1.109 MULTIPUNTO A PUNTO NODO DOMINGO F. SARMIENTO ESCUELA SAN JOSÉ DE JAHUAPAMBA 1.933 MULTIPUNTO A PUNTO NODO DOMINGO F. SARMIENTO MARÍA LARREA FREIRE 0.814 MULTIPUNTO A PUNTO ORIGEN DESTINO NODO DOMINGO F. SARMIENTO Tabla 2-9: Escuelas que se enlazarán a Nodo Domingo Sarmiento 84 2.7.2.1.5 Nodo Alfonso Cisneros Pareja La Escuela Alfonso Cisneros Pareja es un nodo de comunicación que se conecta hacia Pedro Pinto Guzmán y luego transmitirá hacia las siguientes escuelas que se detallan en la Tabla 2-10: NOMBRE DEL ENLACE ORIGEN DESTINO NODO ESC. ALFONSO CISNEROS PAREJA CÉSAR ANTONIO MOSQUERA NODO ESC. ALFONSO CISNEROS PAREJA TAHUANTINSUYO NODO ESC. ALFONSO CISNEROS PAREJA SIN NOMBRE DE AGATO DISTANCIA Km 1.511 1.079 1.435 TIPO DE ENLACE MULTIPUNTO A PUNTO MULTIPUNTO A PUNTO MULTIPUNTO A PUNTO Tabla 2-10: Escuelas que se enlazarán a Nodo Alfonso Cisneros Pareja 2.7.2.1.6 Nodo María Angélica Idrobo La Escuela María Angélica Idrobo será otro nodo de la red de backbone dentro de la ruta de comunicaciones para dar paso la señal entre los nodos de las Escuela Pedro Pinto Guzmán y la Escuela Imbaya. Los enlaces que se forman desde este nodo son los que se detallan en la Tabla 2-11: NOMBRE DEL ENLACE ORIGEN DESTINO KM TIPO DE ENLACE NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO IMBAYA 19.017 MULTIPUNTO – MULTIPUNTO NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO JOSÉ MALDONADO DUQUE 3.147 MULTIPUNTO A PUNTO NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO JUAN F. CEVALLOS 2.529 MULTIPUNTO A PUNTO NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO FLORENCIO OLEARY 3.616 MULTIPUNTO A PUNTO NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO RUMITULI 3.621 MULTIPUNTO A PUNTO NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO PRINCESA TOA 3.409 MULTIPUNTO A PUNTO NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO GONZALO RUBIO ORBE 2 4.869 MULTIPUNTO A PUNTO NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO PROVINCIA DE IMBABURA 4.943 MULTIPUNTO - MULTPUNTO Tabla 2-11: Escuelas que se enlazarán a Nodo María Angélica Idrobo 85 2.7.2.1.7 Nodo Imbaya Desde la Escuela Imbaya se transmite la señal que se recibe desde el nodo María Angélica Idrobo para formando parte de los enlaces del backbone, y adicional transmitirá a las escuelas que se detallan en la Tabla 2-12 para formar dichos enlaces: NOMBRE DEL ENLACE ORIGEN KM TIPO DE ENLACE DESTINO NODO IMBAYA VICENTE VINICIO LARREA 24.813 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA GENERAL ALFONSO JARAMILLO 24.972 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA SAN AUGUSTÍN DE CAJAS 19.885 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA TOMÁS DE RIVADENEIRA 22.336 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA PROVINCIA DE LOJA 19.276 MULTIPUNTO A MULTIPUNTO NODO IMBAYA GRANJA ATAHUALPA 21.364 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA RUMIÑAHUI 20.131 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA PIJAL 19.030 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA GENERAL PÍNTAG 23.615 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA COLEGIO NACIONAL SAN PABLO 18.922 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA LEOPOLDO N CHÁVEZ 19.121 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA GALO PLAZA LASSO 15.090 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA APLICACIÓN PEDAGÓGICA 18.922 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA ANDRÉS BELLO 20.469 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA 18.925 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA INSTITUTO SUPERIOR PEDAGÓGICO ALFREDO PÉREZ GUERRERO JULIÁN JUEZ VICENTE 17.258 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA LUIS WANDEMBER 18.629 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA GERARDO GUEVARA BORJA 17.723 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA ALFONSO BARBA 18.749 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA JUAN MONTALVO Nº 2 29.372 MULTIPUNTO A PUNTO NODO IMBAYA TARQUINO IDROBO 13.555 MULTIPUNTO A PUNTO PIJAL PAQUISHA 1.856 PUNTO A PUNTO Tabla 2-12: Escuelas que se enlazarán a Nodo Imbaya 86 2.7.2.1.8 Nodo Provincia de Loja La Escuela Provincia de Loja es el último nodo del backbone ubicado al lado sureste para dar cobertura a las escuelas de este extremo. Este nodo se comunica con el nodo María Angélica Idrobo como parte de la red de backbone y con las escuelas a las que se proveerá del servicio son las que se enlistan en la Tabla 2-13, formando los siguientes enlaces: NOMBRE DEL ENLACE ORIGEN DESTINO KM TIPO DE ENLACE NODO PROVINCIA DE LOJA CAMILO PONCE ENRÍQUEZ 0.938 MULTIPUNTO A PUNTO NODO PROVINCIA DE LOJA FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ 1.219 MULTIPUNTO A PUNTO Tabla 2-13: Escuelas que se enlazarán a Nodo Prov. de Loja 2.7.2.1.9 Nodo Radio Base de Porta El repetidor estará en la antena instalada por la telefónica Porta. Ya que para poder llegar a las escuelas más alejadas al Occidente es la única opción de accesibilidad a dichas escuelas que se enlistan a continuación en la Tabla 2-14: NOMBRE DEL ENLACE ORIGEN NODO RADIO BASE DE PORTA NODO RADIO BASE DE PORTA NODO RADIO BASE DE PORTA NODO RADIO BASE DE PORTA KM TIPO DE ENLACE MANUEL CÓRDOVA GALARZA 2.978 MULTIPUNTO A PUNTO CACIQUE JUMANDI 7.444 MULTIPUNTO A PUNTO FRANCISCO FUERES MAYGUA 3.578 MULTIPUNTO A PUNTO GENERAL ELOY ALFARO 0.670 MULTIPUNTO A PUNTO DESTINO Tabla 2-14: Escuelas que se enlazarán a Nodo Radio Base de Porta Los parámetros necesarios para generar los enlaces que se forman entre los nodos escogidos, son los que se detallan en la Tabla 2-15, considerando que en la columna de TORRE se detalla su altura sobre el nivel del piso de las torres o 87 mástiles y los brazos desde el lugar en que se considere la extensión, ya que van incrustadas en la pared de las escuelas. También se considerará antenas de ganancia 27dBi, para simular lo enlaces en la herramienta LINKPlanner ya que es una ganancia considerable a usarse en enlaces que operan a frecuencia de 5,8 MHz ID INSTITUCIÓN FRECUENCIA LAT LON TORRE GANANCIA DE ANTENA EPO5 ALFONSO CISNEROS PAREJA 5,8 MHz 0:15:23.1N 78:14:07.8W TORRE 15 ANTENAS DE 27 dBi EPO13 PROVINCIA DE LOJA 5,8 MHz 0:10:05.5N 78:11:39.1W BRAZO L3 ANTENAS DE 27 dBi EPO54 DOMINGO F. SARMIENTO 5,8 MHz 0:16:17.9N 78:14:00.9W TORRE 24 ANTENAS DE 27 dBi EPO69 PEDRO PINTO GUZMÁN 5,8 MHz 0:12:20.7N 78:16:14.6W TORRE 27 ANTENAS DE 27 dBi EPO74 MARÍA ANGÉLICA IDROBO 5,8 MHz 0:11:43.2N 78:11:37.5W TORRE 21 ANTENAS DE 27 dBi EPO85 IMBAYA 5,8 MHz 0:10:59.6N 78:1.19.9W TORRE 21 ANTENAS DE 27 dBi NPO6 BIBLIOTECA MUNICIPAL 5,8 MHz 0:13:29.80N 78:15:52.20W TORRE 30 ANTENAS DE 27 dBi NPO5 NODO CERRO BLANCO 5,8 MHz 0:12:33.70N 78:20:16.40W TORRE 30 ANTENAS DE 27 dBi NPOR BP NODO RADIO BASE DE PORTA 5,8 MHz 0:14:18.50N 78:26:42.60W TORRE 30 ANTENAS DE 27 dBi Tabla 2-15: Datos a usarse para determinar los enlaces entre los nodos principales En la Figura 2-20 se muestra el diseño de la conexión de los enlaces de radio plasmados en el mapa geográfico que entrega el Google Earth, de esta forma queda definida como está instalada la red de backbone. 88 Figura 2-20: Enlaces entre Nodos del Backbone Exclusivamente, estos puntos a detallarse, son los puntos teóricos claves desde donde se ubican las antenas para distribuir a las escuelas que se encuentran a su alrededor y que se detallarán en los siguientes puntos a tratar en este capítulo. Para ello se trazarán los perfiles de cada enlace, para verificar la existencia de una vista directa entre los pares de antenas, con el LINKPlanner. A continuación se muestra los enlaces desde la Figura 2-21 hasta Figura 2-28 que se han considerado entre cada uno de los nodos para determinar la ruta de transmisión para su conexión utilizando el software LINKPlanner en el cual se determina el perfil geográfico, con los datos tabulados en la tabla 2-2. 89 Enlace Municipio (Biblioteca) - Cerro Blanco Figura 2-21: Enlace Municipio (Biblioteca) - Cerro Blanco Enlace Cerro Blanco- Radio Base de Porta Figura 2-22: Enlace Cerro Blanco- Radio Base de Porta 90 Enlace Municipio (Biblioteca) - Esc. Pedro Pinto Guzmán Figura 2-23: Enlace Municipio (Biblioteca) - Esc. Pedro Pinto Guzmán Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Alfonso Cisneros Pareja Figura 2-24. Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Alfonso Cisneros Pareja 91 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Domingo F. Sarmiento Figura 2-25: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Domingo F. Sarmiento Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. María Angélica Idrobo Figura 2-26: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. María Angélica Idrobo 92 Enlace Esc. María Angélica Idrobo - Esc. Imbaya Figura 2-27: Enlace Esc. María Angélica Idrobo - Esc. Imbaya Enlace Esc. María Angélica Idrobo - Esc. Provincia de Loja Figura 2-28: Enlace Esc. María Angélica Idrobo - Esc. Provincia de Loja 93 En las figuras anteriores se puede ver que existe línea de vista en cada uno de los enlaces, lo que garantiza la confiabilidad del enlace entre los radios de cada nodo que ahora son parte de la red principal. 2.7.2.2 Red de Acceso La parte de la red de acceso, es la continuación de los enlaces de transmisión entre los nodos principales que se detalló anteriormente, y termina cerca o en las instalaciones del usuario, físicamente llega hasta la interfaz de entrada al ruteador de la LAN del cliente. En este caso, en cada una de las escuelas en donde se proporcionará el servicio de Internet, faltando solo un tramo más para que tenga el usuario final la disponibilidad de Internet a su disposición. La Figura 2-29 se muestra una simulación de los enlaces de la red de acceso desde el nodo principal que forma parte del Backbone hacia los recintos de las escuelas, y que será continuada por una red LAN o cableada o inalámbrica. Para la comunicación desde los nodos principales hasta las escuelas se trabajará con frecuencias en la banda de 2,4 MHz, para poder trabajar con la tecnología WiFi ya que es la tecnología inalámbricas más conveniente por su costo de implementación y mantenimiento, especialmente para zonas rurales y de difícil acceso, ya que por medio de los equipos radiantes cubre una mayor área.46 Figura 2-29: Diagrama de una Red de Acceso 46 Fuente: http://www.une.edu.ve/~iramirez/te1/wll.htm 94 Desde cada nodo se conecta a las escuelas que se encuentran a su alrededor y al siguiente nodo de la red, con ayuda del software podemos ver la cobertura que tendrá la antena a colocarse en los siguientes ilustraciones. Las escuelas que se van a conectar desde cada nodo se detallan en los siguientes cuadros junto con su ubicación geográfica y la torre o brazo que se necesitará para colocar la antena transmisora a la altura necesaria para conseguir la línea de vista con las mejores condiciones que permitan el enganche; con estos datos se simulará los enlaces que se detallan también a continuación. 2.7.2.2.1 Nodo NPO6 Biblioteca Municipal de Otavalo La Tabla 2-16 enlista las escuelas que se enlazan a este nodo las cuales son dos. NODO BIBLIOTECA MUNICIPAL DE OTAVALO EPO64 SAN LUIS LUIS GARZÓN PRADO BRAZO 1,5 EPO68 SAN LUIS FEDERICO SUÁREZ 2 TORRE 21 GONZÁLEZ L 0:13:02.4N 78:16:22.8W 0:12:40.2N 78:17:12.1W Tabla 2-16: Escuelas que se conectarán desde el Nodo Biblioteca Municipal En la Figura 2-30 se muestra la cobertura desde el Nodo Biblioteca Municipal de Otavalo. 95 Figura 2-30: Nodo Principal Biblioteca Municipal de Otavalo Los radioenlaces desde la Figura 2-31 hasta Figura 2-32 son los que se generan desde este nodo en donde se puede ver claramente que hay línea de vista. Enlace Municipio Biblioteca Municipal - Esc. Luis Garzón Prado Figura 2-31: Enlace Municipio Biblioteca Municipal - Esc. Luis Garzón Prado 96 Enlace Municipio Biblioteca Municipal - Esc. Federico González Suárez 2 Figura 2-32: Enlace Municipio Biblioteca Municipal - Esc. Federico González Suárez 2 2.7.2.2.2 Nodo NPO5 Cerro Blanco En este nodo se colocará radios transmisores multipuntos a punto y punto a punto para llegar a las unidades educativas y a la vez llegar a los nodos que forma el backbone. Los radioenlaces que se generan desde Cerro Blanco son los que se detallan en la Tabla 2-17. NODO CERRO BLANCO ID PARROQUIA INSTITUCIÓN TORRE LAT LON EPO35 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE JAIME ROLDÓS AGUILERA BRAZO L 1,5 0:18:16.1N 78:23:24.7W EPO36 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ULPIANO NAVARRO BRAZO L 1,5 0:14:12.9N 78:17:27.3W EPO37 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ALEJANDRO CHÁVEZ BRAZO L 1,5 0:15:10.2N 78:19:5.2W EPO39 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE DOLORES CACUANGO QUILO BRAZO L 1,5 0:14:53.3N 78:20:1.6W EPO40 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ESTUARDO JARAMILLO PÉREZ BRAZO L 1,5 0:15:55.2N 78:17:40.4W 97 EPO41 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ATI PILLAHUASI BRAZO L 1,5 0:13:57.5N 78:17:29.1W EPO42 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE GENERAL CACHA BRAZO L 1,5 0:13:20.8N 78:17:21.3W EPO43 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE DUCHICELA BRAZO L 1,5 0:15:39.2N 78:20:52.2W EPO44 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE MAYOR GALO LARREA TORRES BRAZO L 1,5 0:16:14.0N 78:23:43.6W EPO45 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO POSTE 3 0:14:14.9N 78:17:20.1W EPO47 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE MONSEÑOR LEONIDAS PROAÑO BRAZO L 3 0:13:13.8N 78:18:32.1W EPO49 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE FERNANDO DAQUILEMA BRAZO L 1,5 0:14:13.9N 78:18:49.0W EPO50 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE ANÍBAL BUITRÓN BRAZO L 1,5 0:17:09.8N 78:22:40.5W EPO59 JORDÁN INST. TECNOLÓGICO SUPERIOR OTAVALO POSTE 2 0:14:12.8N 78:15:21.3W EPO65 SAN LUIS HUMBERTO VACAS GÓMEZ POSTE 6 0:12:53.9N 78:17:32.0W EPO67 SAN LUIS CARLOS ELÍAS ALMEIDA BRAZO L 1,5 0:15:29.5N 78:16:51.0W EPO70 SAN LUIS ECUADOR TORRE 12 0:15:19.9N 78:17:45.5W EPO71 SAN LUIS ABELARDO MONCAYO BRAZO L 1,5 0:15:54.5N 78:17:40.8W REPETIDORA TANQUE TORRE 15 0:17:34.60N 78:24:14.80W HUAYNA FALCÓN BRAZO L 1,5 0:18:27.4N 78:24:14.7W REPETIDORA HACIENDA BRAZO L 1,5 0:12:38.20N 78:21:10.30W NPOR1 EPO48 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE NPOR2 EPO33 PATAQUI MANUEL ÁLVAREZ POSTE 2 00:10:29.7N 078:22:03.1W EPO34 PATAQUI FEDERICO PÁEZ POSTE 2 00:10:31.6N 078:22:04.5W Tabla 2-17: Escuelas que se conectan al Nodo Cerro Blanco A continuación la Figura 2-33 muestra la cobertura que se tendrá desde Cerro Blanco hacia las escuelas con las indicadas anteriormente. 98 Figura 2-33: Nodo Principal Cerro Blanco Los enlaces desde la Figura 2-34 hasta la Figura 2-53 son los que se generan desde este nodo Cerro Blanco: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Jaime Roldós Aguilera Figura 2-34: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Jaime Roldós Aguilera 99 Enlace Nodo Cerro Blanco – Ulpiano Navarro Figura 2-35: Enlace Nodo Cerro Blanco – Ulpiano Navarro Enlace Nodo Cerro Blanco - Alejandro Chávez Figura 2-36: Enlace Nodo Cerro Blanco - Alejandro Chávez 100 Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Dolores Cacuango Quilo Figura 2-37: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Dolores Cacuango Quilo Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Estuardo Jaramillo Pérez Figura 2-38: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Estuardo Jaramillo Pérez 101 Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Ati Pillahuasi Figura 2-39: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Ati Pillahuasi Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. General Cacha Figura 2-40: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. General Cacha 102 Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Duchicela Figura 2-41: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Duchicela Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Mayor Galo Larrea Torres Figura 2-42: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Mayor Galo Larrea Torres 103 Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Víctor Alejandro Jaramillo Figura 2-43: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Víctor Alejandro Jaramillo Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Monseñor Leonidas Proaño Figura 2-44: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Monseñor Leonidas Proaño 104 Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Fernando Daquilema Figura 2-45: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Fernando Daquilema Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Aníbal Buitrón Figura 2-46: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Aníbal Buitrón 105 Enlace Nodo Cerro Blanco - Inst. Técnico Superior Otavalo Figura 2-47: Enlace Nodo Cerro Blanco - Inst. Tecn. Superior Otavalo Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Humberto Vacas Gómez Figura 2-48: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Humberto Vacas Gómez 106 Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Carlos Elías Almeida Figura 2-49: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Carlos Elías Almeida Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Ecuador Figura 2-50: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Ecuador 107 Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Abelardo Moncayo Figura 2-51: Enlace Nodo Cerro Blanco - Esc. Abelardo Moncayo Enlace Nodo Cerro Blanco - Repetidor Tanque Figura 2-52: Enlace Nodo Cerro Blanco - Repetidor Tanque 108 Enlace Repetidor Tanque - Esc. Huayna Falcón Figura 2-53: Enlace Repetidor Tanque - Esc. Huayna Falcón Enlace Nodo Cerro Blanco - Repetidor Hacienda Figura 2-54: Enlace Nodo Cerro Blanco - Repetidor Hacienda 109 Enlace Repetidora Hacienda - Esc. Manuel Álvarez Figura 2-55: Enlace Repetidora Hacienda - Esc. Manuel Álvarez Enlace Repetidora Hacienda - Esc. Federico Páez Figura 2-56: Enlace Repetidora Hacienda - Esc. Federico Páez 2.7.2.2.3 Nodo EPO69 Esc. Pedro Pinto Guzmán En la Tabla 2-18 se enlista las escuelas que se enlazan al nodo ubicado en la Esc. Pedro Pinto Guzmán. 110 NODO PEDRO PINTO GUZMÁN ID PARROQUIA INSTITUCIÓN TORRE LAT LON EPO3 DR MIGUEL EGAS CABEZAS (PEGUCHE) PEGUCHE POSTE 6 0:15:06.3N 78:14:37.4W EPO5 DR MIGUEL EGAS CABEZAS (PEGUCHE) ALFONSO CISNEROS PAREJA TORRE 15 0:15:23.1N 78:14:07.8W EPO6 EUGENIO ESPEJO (CALPÀQUI) MANUEL J CALLE POSTE 6 0:12:30.8N 78:15:3.8W EPO7 JORDÁN VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO POSTE 2 0:14:30.3N 78:15:28.8W EPO20 JORDÁN JACINTO COLLAHUAZO POSTE 2 0:13:51.8N 78:15:26.2. W EPO21 JORDÁN GABRIELA MISTRAL BRAZO L 1,5 0:13:46.3N 78:15:55.9W EPO22 JORDÁN DIEZ DE AGOSTO POSTE 2 0:13:55.1N 78:15:50.3W EPO23 JORDÁN SARANCE POSTE 3 0:13:39.6N 78:15:53.4W EPO24 JORDÁN GONZALO RUBIO ORBE BRAZO L 1,5 0:14:06.0N 78:15:15.4W EPO25 JORDÁN FERNANDO CHÁVEZ REYES POSTE 6 0:13:46.7N 78:15:23.5W EPO26 JORDÁN 31 DE OCTUBRE POSTE 2 0:13:52.7N 78:16:02.3W EPO27 JORDÁN CARLOS UBIDIA ALBUJA BRAZO L 1,5 0:14:38.3N 78:15:05.3W EPO30 JORDÁN OTAVALO VALLE DEL AMANECER BRAZO L 1,5 0:14:04.0N 78:15:10.1W EPO31 JORDÁN REPÚBLICA DEL ECUADOR POSTE 2 0:13:57.8N 78:15:38.3W EPO38 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE GENERAL MARCO AURELIO SUBÍA BRAZO L 1,5 0:15:9.5N 78:14:24.1W EPO54 SAN JUAN DE ILUMÁN TORRE 24 0:16:17.9N 78:14:00.9W EPO60 SAN LUIS LIBERTADOR SIMÓN BOLÍVAR BRAZO L 1,5 0:13:28.1N 78:15:48.7W EPO61 SAN LUIS JOSÉ MARTÍ POSTE 2 0:13:18.1N 78:16:03.8W EPO62 SAN LUIS ISACC JESÚS BARRERA BRAZO L 1,5 0:13:18.0N 78:15:52.0W EPO63 SAN LUIS JAIME BURBANO ALOMÍA BRAZO L 1,5 0:13:29.1N 78:16:04.1W EPO66 SAN LUIS GUILLERMO GARZÓN UBIDIA BRAZO L 1,5 0:13:17.2N 78:16:29.9W DOMINGO F. SARMIENTO Tabla 2-18: Escuelas conectadas al Nodo Pedro Pinto Guzmán 111 A continuación la Figura 2-57 muestra la cobertura que se obtiene desde la escuela Pedro Pinto Guzmán hacia las escuelas con las indicadas anteriormente. Figura 2-57: Nodo Principal Esc. Pedro Pinto Guzmán Los enlaces desde la Figura 2-58 hasta la Figura 2-78 que se generan desde este nodo son los siguientes: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Peguche Figura 2-58: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Peguche 112 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Alfonso Cisneros Pareja Figura 2-59: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Alfonso Cisneros Pareja Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Manuel J. Calle Figura 2-60: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Manuel J. Calle 113 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Víctor Alejandro Jaramillo Figura 2-61: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Víctor Alejandro Jaramillo Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Jacinto Collahuazo Figura 2-62: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Jacinto Collahuazo 114 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gabriela Mistral Figura 2-63: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gabriela Mistral Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Diez de Agosto Figura 2-64: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Diez de Agosto 115 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Sarance Figura 2-65: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Sarance Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gonzalo Rubio Orbe Figura 2-66: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gonzalo Rubio Orbe 116 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Fernando Chávez Reyes Figura 2-67: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Fernando Chávez Reyes Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. 31 de Octubre Figura 2-68: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. 31 de Octubre 117 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Carlos Ubidia Albuja Figura 2-69: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Carlos Ubidia Albuja Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Otavalo Valle del Amanecer Figura 2-70: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Otavalo Valle del Amanecer 118 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. República del Ecuador Figura 2-71: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. República del Ecuador Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gral. Marco Aurelio Subía Figura 2-72: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Gral. Marco Aurelio Subía 119 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Domingo F. Sarmiento Figura 2-73: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Domingo F. Sarmiento Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Libertador Simón Bolívar Figura 2-74: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Libertador Simón Bolívar 120 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. José Martí Figura 2-75: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. José Martí Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Isaac Jesús Barrera Figura 2-76: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Isaac Jesús Barrera 121 Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Jaime Burbano Alomía Figura 2-77: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Jaime Burbano Alomía Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Guillermo Garzón Ubidia Figura 2-78: Enlace Esc. Pedro Pinto Guzmán - Esc. Guillermo Garzón Ubidia 122 2.7.2.2.4 Nodo EPO54 Esc. Domingo F. Sarmiento En la Tabla 2-189 se enlista las escuelas que se enlazan al nodo ubicado en la Esc. Domingo F. Sarmiento. NODO DOMINGO F. SARMIENTO ID PARROQUIA INSTITUCIÓN TORRE LAT LON EPO1 0 SAN JUAN DE ILUMÁN ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN BRAZO L 1,5 0:16:35.1N 78:14:47.2W EPO2 8 JORDÁN JOSÉ IGNACIO NARVÁEZ BRAZO L 1,5 0:15:16.2N 78:15:15.1W EPO3 2 SAN JUAN DE ILUMÁN COLEGIO SAN JUAN DE ILUMÁN BRAZO L 1,5 0:16:24.6N 78:14:0.3W EPO5 5 SAN JUAN DE ILUMÁN ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN BRAZO L 1,5 0:16:35.2N 78:14:48.6W EPO5 6 SAN JUAN DE ILUMÁN ESCUELA SAN LUIS DE AGUALONGO POSTE 3 0:16:52.3N 78:13:46.9W EPO5 7 SAN JUAN DE ILUMÁN ESCUELA SAN JOSÉ DE JAHUAPAMBA POSTE 3 0:16:33.0N 78:15:1.6W EPO5 8 SAN JUAN DE ILUMÁN MARÍA LARREA FREIRE BRAZO L 3 0:16:42.1N 78:14:09.7W Tabla 2-19: Escuelas conectadas a escuela Domingo F. Sarmiento A continuación la Figura 2-79 muestra la cobertura que se tendrá desde la escuela Domingo F. Sarmiento hacia las escuelas indicadas en la tabla anterior. 123 Figura 2-79: Nodo Principal Esc. Domingo F. Sarmiento Los enlaces desde la Figura 2-80 hasta la Figura 2-86 que se generan desde este nodo son los siguientes: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Modesto Larrea Jijón Figura 2-80: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Modesto Larrea Jijón 124 Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. José Ignacio Narváez Figura 2-81: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. José Ignacio Narváez Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Col. San Juan de Ilumán Figura 2-82: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Col. San Juan de Ilumán 125 Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Modesto Larrea Jijón Figura 2-83: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. Modesto Larrea Jijón Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. San Luis de Agualongo Figura 2-84: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. San Luis de Agualongo 126 Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. San José de Jahuapamba Figura 2-85: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. San José de Jahuapamba Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. María Larrea Freire Figura 2-86: Enlace Esc. Domingo F. Sarmiento - Esc. María Larrea Freire 2.7.2.2.5 Nodo EPO5 Esc. Alfonso Cisneros Pareja En la Tabla 2-20 se enlista las escuelas que se enlazan al nodo ubicado en la Esc. Alfonso Cisneros Pareja 127 NODO ESC. ALFONSO CISNEROS PAREJA ID PARROQUIA INSTITUCIÓN EPO1 DR MIGUEL EGAS CABEZAS (PEGUCHE) CÉSAR ANTONIO MOSQUERA EPO2 DR MIGUEL EGAS CABEZAS (PEGUCHE) TAHUANTINSUYO EPO4 DR MIGUEL EGAS CABEZAS (PEGUCHE) SIN NOMBRE DE AGATO TORRE LAT LON POSTE 6 0:14:36.0N 78:13:56.3W BRAZO L 1,5 0:15:9.2N 78:14:3.4W POSTE 6 0:14:35.4N 78:13:55.8W Tabla 2-20: Escuela conectadas al Nodo Principal Alfonso Cisneros Pareja A continuación la Figura 2-87 muestra la cobertura que se tiene desde la escuela Pedro Pinto Guzmán hacia las escuelas indicadas anteriormente. Figura 2-87: Nodo Principal Esc. Alfonso Cisneros Pareja Los enlaces desde la Figura 2-88 hasta la Figura 2-90 que se generan desde este nodo son los siguientes: 128 Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. César Antonio Mosquera Figura 2-88: Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. César Antonio Mosquera Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. Tahuantinsuyo Figura 2-89: Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. Tahuantinsuyo 129 Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. Sin Nombre de Agato Figura 2-90: Enlace Esc. Alfonso Cisneros Pareja - Esc. Sin Nombre de Agato 2.7.2.2.6 Nodo EPO74 Esc. María Angélica Idrobo En la Tabla 2-21 se enlista las escuelas que se enlazan al nodo ubicado en la Esc. María Angélica Idrobo. NODO MARÍA ANGÉLICA IDROBO ID PARROQUIA INSTITUCIÓN TORRE LAT LON EPO85 SAN RAFAEL IMBAYA TORRE 21 0:10:59.6N 78:1.19.9W EPO86 SAN RAFAEL JOSÉ PEDRO MALDONADO DUQUE BRAZO L 1,5 0:11:12.0N 78:13:11.0W EPO87 SAN RAFAEL JUAN FRANCISCO CEVALLOS BRAZO L 1,5 0:11:16.8N 78:12:53.8W EPO88 SAN RAFAEL FLORENCIO OLEARY BRAZO L 1,5 0:11:20.1N 78:13:31.5W EPO89 SAN RAFAEL RUMITULI BRAZO L 1,5 0:11:43.9N 78:13:33.0W EPO90 SAN RAFAEL PRINCESA TOA BRAZO L 1,5 0:11:31.6N 78:13:31.9W EPO91 SAN RAFAEL GONZALO RUBIO BRAZO L 0:11:45.8N 78:14:13.2W 130 EPO92 SAN RAFAEL ORBE 2 1,5 PROVINCIA DE IMBABURA BRAZO L 1,5 0:11:37.3N 78:14:15.0W Tabla 2-21: Escuelas conectados al nodo María Angélica Idrobo A continuación la Figura 2-91 muestra la cobertura que se tiene desde la escuela María Angélica Idrobo hacia las escuelas indicadas anteriormente. Figura 2-91: Nodo Principal Esc. María Angélica Idrobo Los enlaces desde la Figura 2-92 hasta la Figura 2-99 que se generan desde este nodo son los siguientes: 131 Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Imbaya Figura 2-92: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Imbaya Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. José Pedro Maldonado Duque Figura 2-93: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. José Pedro Maldonado Duque 132 Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Juan Francisco Cevallos Figura 2-94: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Juan Francisco Cevallos Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Florenciio Oleary Figura 2-95: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Florenciio Oleary 133 Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Rumituli Figura 2-96: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Rumituli Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Princesa Toa Figura 2-97: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Princesa Toa 134 Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Gonzalo Rubio Orbe 2 Figura 2-98: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Gonzalo Rubio Orbe 2 Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Provincia de Imbabura Figura 2-99: Enlace Esc. María Angélica Idrobo – Esc. Provincia de Imbabura 135 2.7.2.2.7 Nodo EPO85 Imbaya En la Tabla 2-22 se enlista las escuelas que se enlazan al nodo ubicado en la Esc. Imbaya. NODO IMBAYA ID PARROQUIA INSTITUCIÓN EPO8 EUGENIO ESPEJO (CALPÁQUI) VICENTE VINICIO LARREA EPO9 EUGENIO ESPEJO (CALPÁQUI) EPO11 TORRE LAT LON POSTE 2 0:13:02.9N 78:14:33.3W GENERAL ALFONSO JARAMILLO BRAZO L 3 0:13:35.5N 78:14:01.3W GONZÁLEZ SUÁREZ SAN AUGUSTÍN DE CAJAS POSTE 9 0:9:15.0N 78:11:54.3W EPO12 GONZÁLEZ SUÁREZ TOMÁS DE RIVADENEIRA POSTE 6 0:15:6.0N 78:12:39.5W EPO14 GONZÁLEZ SUÁREZ GRANJA ATAHUALPA BRAZO L 1,5 0:10:57.1N 78:12:51.5W EPO16 GONZÁLEZ SUÁREZ RUMIÑAHUI BRAZO L 1,5 0:10:42.0N 78:12:09.9W EPO17 GONZÁLEZ SUÁREZ PIJAL BRAZO L 2 0:9:18.6N 78:11:02.3W EPO29 JORDÁN GENERAL PÍNTAG BRAZO L 1,5 0:14:01.7N 78:13:40.5W EPO72 SAN PABLO COLEGIO NACIONAL SAN PABLO BRAZO L 1,5 0:11:47.1N 78:11:27.8W EPO73 SAN PABLO LEOPOLDO N CHÁVEZ POSTE 3 0:11:33.9N 78:11:37.1W EPO75 SAN PABLO GALO PLAZA LASSO POSTE 6 0:12:45.6N 78:09:16.9W EPO76 SAN PABLO APLICACIÓN PEDAGÓGICA BRAZO L 1,5 0:11:29.9N 78:11:31.3W EPO77 SAN PABLO ANDRÉS BELLO POSTE 6 0:12:22.1N 78:12:03.3W EPO78 SAN PABLO INST.SUP.PEDAGÓGICO ALFREDO PÉREZ GUERRERO BRAZO L 1,5 0:11:37.8N 78:11:35.5W EPO79 SAN PABLO JULIÁN JUEZ VICENTE BRAZO L 1,5 0:12:12.2N 78:10:33.0W EPO81 SAN PABLO LUIS WANDEMBER BRAZO L 1,5 0:12:25.4N 78:11:16.3W EPO82 SAN PABLO GERARDO GUEVARA BORJA POSTE 9 0:13:07.6N 78:10:38.6W EPO83 SAN PABLO ALFONSO BARBA POSTE 3 0:11:49.2N 78:11:24.4W 136 EPO84 SAN RAFAEL JUAN MONTALVO Nº 2 POSTE 6 0:10:39,10N 78:12:18,40W EPO80 SAN PABLO TARQUINO IDROBO TORRE 30 0:11:53.9N 78:08:34.9W EPO15 GONZÁLEZ SUÁREZ PAQUISHA BRAZO L 2 0:8:19.5N 78:11:26.9W Tabla 2-22: Escuelas conectadas al Nodo Imbaya A continuación la Figura 2-100 muestra la cobertura que se tiene desde la Escuela Imbaya hacia las escuelas indicadas en la tabla anterior. Figura 2-100: Nodo Principal Imbaya Los enlaces desde la Figura 2-101 hasta la Figura 2-120 que se generan desde este nodo son los siguientes: 137 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Vicente Vinicio Larrea Figura 2-101: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Vicente Vinicio Larrea Enlace Esc. Imbaya - Esc. Gral. Alfonso Jaramillo Figura 2-102: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Gral. Alfonso Jaramillo 138 Enlace Esc. Imbaya - Esc. San Augustín de Cajas Figura 2-103: Enlace Esc. Imbaya - Esc. San Augustín de Cajas Enlace Esc. Imbaya - Esc. Tomás de Rivadeneira Figura 2-104: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Tomás de Rivadeneira 139 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Granja Atahualpa Figura 2-105: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Granja Atahualpa Enlace Esc. Imbaya - Esc. Rumiñahui Figura 2-106: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Rumiñahui 140 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Pijal Figura 2-107: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Pijal Enlace Esc. Imbaya - Esc. General Píntag Figura 2-108: Enlace Esc. Imbaya - Esc. General Píntag 141 Enlace Esc. Imbaya - Col. Nac. San Pablo Figura 2-109 : Enlace Esc. Imbaya - Col. Nac. San Pablo Enlace Esc. Imbaya - Esc. Leopoldo N. Chávez Figura 2-110: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Leopoldo N. Chávez 142 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Galo Plaza Lasso Figura 2-111: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Galo Plaza Lasso Enlace Esc. Imbaya - Esc. Aplicación Pedagógica Figura 2-112: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Aplicación Pedagógica 143 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Andrés Bello Figura 2-113: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Andrés Bello Enlace Esc. Imbaya - Esc. Inst. Sup. Pedagógico Alfredo Pérez Guerrero Figura 2-114: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Inst. Sup. Pedagógico Alfredo Pérez Guerrero 144 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Julián Juez Vicente Figura 2-115: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Julián Juez Vicente Enlace Esc. Imbaya - Esc. Luis Wandember Figura 2-116: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Luis Wandember 145 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Gerardo Guevara Borja Figura 2-117: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Gerardo Guevara Borja Enlace Esc. Imbaya - Esc. Alfonso Barba Figura 2-118: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Alfonso Barba 146 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Juan Montalvo No2 Figura 2-119: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Juan Montalvo No2 Enlace Esc. Imbaya - Esc. Tarquino Idrobo Figura 2-120: Enlace Esc. Imbaya - Esc. Tarquino Idrobo 147 Enlace Esc. Pijal - Esc. Paquisha Figura 2-121: Enlace Esc. Pijal - Esc. Paquisha En este enlace para conectar a la Escuela Paquisha se debe poner un repetidor en la Escuela Pijal que se encuentra conectada a Nodo Imbaya, y de esta forma se consigue un perfecto enlace. 2.7.2.2.8 Nodo EPO13 Esc. Provincia de Loja En la Tabla 1-1 se enlista las escuelas que se enlazan al nodo ubicado en la Esc. Provincia de Loja, siento este el último nodo del backbone al lado oriental. NODO PROVINCIA DE LOJA ID PARROQUIA EPO1 8 GONZÁLEZ SUÁREZ EPO1 9 GONZÁLEZ SUÁREZ INSTITUCIÓN TORRE LAT LON CAMILO PONCE ENRÍQUEZ BRAZO L 1,5 0:10:31.5N 78:11:51.7W FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ BRAZO L 1,5 0:10:40.8N 78:11:54.9W Tabla 2-23: Escuelas conectadas al Nodo Principal Provincia de Loja A continuación la Figura 2-122 muestra la cobertura que se tendrá desde la escuela Provincia de Loja hacia las escuelas indicadas en la tabla anterior. 148 Figura 2-122: Nodo Principal Esc. Provincia de Loja Los enlaces que se generan desde este nodo son los siguientes: Enlace Esc. Provincia de Loja - Esc. Camilo Ponce Enríquez Figura 2-123: Enlace Esc. Provincia de Loja - Esc. Camilo Ponce Enríquez 149 Enlace Esc. Provincia de Loja - Esc. Federico González Suárez Figura 2-124: Enlace Esc. Provincia de Loja - Esc. Federico González Suárez 2.7.2.2.9 Nodo Radio Base de Porta En la Tabla 2-24 se enlista las escuelas que se enlazan al nodo ubicado en la Radio Base de Porta. NODO RADIO BASE DE PORTA ID PARROQUIA INSTITUCIÓN TORRE LAT LON EPO46 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE MANUEL CÓRDOVA GALARZA BRAZO L 1,5 0:12:40.1N 78:26:37.9W EPO51 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE CACIQUE JUMANDI BRAZO L 1,5 0:17:49.4N 78:25:15.2W EPO52 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE FRANCISCO FUERES MAYGUA TORRE 30 0:16:05.2N 78:27:21.1W EPO53 SAN JOSÉ DE QUICHINCHE GENERAL ELOY ALFARO TORRE 30 0:13:56.9N 78:27:18.5W Tabla 2-24: Escuelas conectadas a la Radio Base de Porta A continuación la Figura 2-125 muestra la cobertura que se tendrá desde el Nodo ubicado en la Radio Base de Porta debido a la dificultad de encontrar otro punto desde donde se puede radiar a las escuelas indicadas en la tabla anterior. 150 Figura 2-125: Nodo Radio Base de Porta Los enlaces que se generan desde el Nodo Radio Base de Porta van desde la Figura 2-126 hasta la Figura 2-129 que se encuentras a continuación: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Manuel Córdova Galarza Figura 2-126: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Manuel Córdova Galarza 151 Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Cacique Jumandi Figura 2-127: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Cacique Jumandi Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Francisco Fueres Maygua Figura 2-128: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. Francisco Fueres Maygua 152 Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. General Eloy Alfaro Figura 2-129: Enlace Nodo Radio Base de Porta - Esc. General Eloy Alfaro 2.7.2.3 Red WLAN Este tramo de la red es la parte final del diseño, ya que este segmento tiene la función de la distribución interna del servicio de Internet desde la salida del ruteador a la red interna de cada escuela ya sea cableada o inalámbrica. En este tramo se utilizará la frecuencia de 2,4 GHz, para aplicar la tecnología WiFi y cumpliendo las seguridades que se debe establecer, se instalará un equipo para control de frontera, o mejor conocido como un firewall, para esto hay equipos, ruteadores inalámbricos que incluye el firewall. 2.7.3 VALIDACIÓN EN SITIO DEL DISEÑO TEÓRICO Luego de haber realizado el diseño y tener ya parámetros para la implementación es necesario realizar una visita al sitio o sitios, para poder validar que los datos obtenidos con el software que se simuló los enlaces son correctos, ya que a pesar de que la aplicación considera los relieves del terreno, puede existir obstrucción debido a alguna construcción que se haya realizado por los habitantes o simplemente por la vegetación que puede desarrollarse con el paso de los años. 153 Para lo cual se plasmará fotomontajes de los nodos considerados en los cuales se puede ver el horizonte que presenta en algunos de los casos para conseguir los radioenlaces. En la Figura 2-130 se ve el frente del Municipio de Otavalo, y se hace un montaje del lugar donde se prevé instalar la antena para los radioenlaces. Dicha antena se encuentra en la ventana de la Biblioteca, es por esto que al nodo se lo conoce como Biblioteca Municipal de Otavalo. Torre Figura 2-130: Nodo Biblioteca Municipal de Otavalo En la Figura 2-131 se puede ver el cuarto de control y la torre sobre la que se instalará las antenas para conseguir los enlaces. El lugar es arrendado al canal Ecuavisa para poder utilizar sus instalaciones e infraestructura. 154 Figura 2-131: Nodo Cerro Blanco En esta Figura 2-132 se ha tomado la foto desde la Escuela Imbaya para ver el horizonte que presenta desde este punto. Figura 2-132: Nodo Esc. Imbaya En esta Figura 2-133 se ve el horizonte que presenta desde el techo de la Escuela Pedro Pinto Guzmán, y poder cubrir a las escuelas que se ubican en el 155 sentido expuesto. Hay que considerar que hay un pequeño bosque que tal vez podría causar un poco de interferencia, y habría que considerar el botar uno de los árboles de ser necesario, o a su vez colocar una torre más alta de la estimada. Esta vista es para el enlace hacia la Esc. Domingo Sarmiento y a la Esc. Alfonso Cisneros Pareja. Figura 2-133: Nodo Esc. Pedro Pinto Guzmán En la Figura 2-134 se ve en cambio la visibilidad desde la Esc. Pedro Pinto Guzmán hacia el Nodo Biblioteca Municipal de Otavalo, considerando que no hay ningún edificio que pueda interrumpir este enlace. 156 Figura 2-134: Nodo Esc. Pedro Pinto Guzmán En Figura 2-135 se puede ver la ubicación de la antena sobre la edificación de la escuela. Figura 2-135: Nodo Esc. Domingo F. Sarmiento En la Figura 2-136 se puede ver la escuela Alfonso Cisneros Pareja, y en el fondo el lugar donde se instalará la torre para colocar la antena y conseguir los enlaces detallados anteriormente como parte de este nodo. 157 Figura 2-136: Nodo Esc. Alfonso Cisneros Pareja En esta Figura 2-137 se ve el edificio de la Esc. Provincia de Loja, en donde la antena se colocará en el segundo piso, por lo que esta altura adicional ayudar a aumentar la altura de la torre. Figura 2-137: Nodo Esc. Provincia de Loja En la Figura 2-138 se muestra el terreno donde se encuentra ubicada la Torre de la Radio Base de Porta, desde donde se genera varios enlaces para las escuelas ubicadas al extremo oeste. 158 Figura 2-138: Nodo Radio Base de Porta 2.8 DISEÑO LÓGICO DE LA RED INALÁMBRICA El diseño lógico de una red es la parte complementaria, de todo proyecto, que a pesar de que no toda la infraestructura esté montada y funcionando físicamente, si no se realizó una configuración previa y designación de nombres jamás se logrará conseguir transmitir, y si se lo hiciera sería una completa discordancia. Es por esto que el diseño de la conexión lógica de la red es indispensable ya que se designa formas de comunicación, se determina jerarquías, y se entrega o se deniega permisos. 2.8.1 ESQUEMA DE DIRECCIONAMIENTO IP PARA LA RED Las direcciones físicas de cada equipo que se comunica son únicas y vienen incluidas en las tarjetas de interfaz de red, pero las direcciones físicas no son adecuadas en un entorno de interconexión donde diferentes redes pueden tener diferentes formatos de dirección. Por lo cual se necesita de un sistema de direccionamiento universal en la que cada usuario o host, como se lo denominará en esta parte, pueda ser identificado de forma única, sin tener en cuenta la red física a la que pertenece. Es por esto que se define las direcciones lógicas para 159 la conexión a Internet son indispensables y normalmente permanecen sin cambios, ya que identificarán el host destino y el host origen en conjunto con la dirección física47. La dirección IP (Protocolo de Internet) es un conjunto de 32 bits expresados en números binarios, que para su facilidad de manejo, se lo divide en 4 grupos de 8 dígitos binarios cada uno, la cual sirve de etiqueta numérica para identificar una interfaz de un dispositivo48, esta dirección IP tiene dos partes, la primera que es la identifica a la red y la segunda que identifica al host (usuario). Estas direcciones IP se dividen en clases A, B, C, D y E, para su mejor administración, ya que son direcciones que están distribuidas alrededor del mundo. Las clases D y E son reservadas para multicas y para estudios científicos respectivamente. Dentro de las clases A, B, y C, existen también direcciones de red reservadas, para direccionamiento público, ya que es con estas que se logra conectar desde y hacia el Internet, mientras que las redes privadas son las que se entregarán al interno de una red. Las direcciones IP pueden ser fijas o variables. Un computador que está siempre conectado a internet necesita conservar la misma IP siempre, en cambio si uno se conecta intermitentemente, puede serle asignada una dirección al azar cada vez dentro de la misma red; esto por un asunto de economía de las direcciones. 2.8.1.1 DIRECCIONAMIENTO DE LA RED BACKBONE Para el direccionamiento de la red de Backbone se utilizará direcciones privadas, la cual es la red 172.18.6.0 con su máscara 255.255.255.192, y de ella se generarán las diferentes direcciones IP para cada uno de los nodos de la red de backbone. 47 Forouzan, Behrouz A.; Transmisión de datos y redes de comunicación, 4ta Edición, McGrawHill 48 http://es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n_IP 160 Los mismos se detallan en la Tabla 2-25: Direccionamiento del Backbone que se encuentra a continuación: NOMBRE EQUIPO UBICACIÓN DIRECCIÓN IP MÁSCARA DE RED ROUTER_EPO93 EPO93-MUNICIPIO BIBLIOTECA MUNICIPAL 172.18.6.1 255.255.255.192 SW3560_EPO93 EPO93-MUNICIPIO BIBLIOTECA MUNICIPAL 172.18.6.2 255.255.255.192 RADIO_EPO93-1 EPO93-MUNICIPIO BIBLIOTECA MUNICIPAL 172.18.6.3 255.255.255.192 RADIO_RPO93-2 EPO93-MUNICIPIO BIBLIOTECA MUNICIPAL 172.18.6.4 255.255.255.192 RADIO_EPO69-1 EPO69-PEDRO PINTO GUZMÁN 172.18.6.5 255.255.255.192 RADIO_EPO69-2 EPO69-PEDRO PINTO GUZMÁN 172.18.6.6 255.255.255.192 RADIO_EPO69-3 EPO69-PEDRO PINTO GUZMÁN 172.18.6.7 255.255.255.192 SW_EPO69 EPO69-PEDRO PINTO GUZMÁN 172.18.6.8 255.255.255.192 RADIO_EPO5 EPO5-ALFONSO CISNEROS PAREJA 172.18.6.9 255.255.255.192 SW_EPO5 EPO5-ALFONSO CISNEROS PAREJA 172.18.6.10 255.255.255.192 RADIO_EP54 EPO54-DOMINGO F. SARMIENTO 172.18.6.11 255.255.255.192 SW_EPO54 EPO54-DOMINGO F. SARMIENTO 172.18.6.12 255.255.255.192 RADIO_NPO5-1 NPO5-NODO CERRO BLANCO 172.18.6.13 255.255.255.192 RADIO_NPO5-2 NPO5-NODO CERRO BLANCO 172.18.6.14 255.255.255.192 RADIO_NPO5-3 NPO5-NODO CERRO BLANCO 172.18.6.15 255.255.255.192 SW_NPO5 NPO5-NODO CERRO BLANCO 172.18.6.16 255.255.255.192 161 RADIO_NPORBP NPORBP-NODO RADIO BASE DE PORTA 172.18.6.17 255.255.255.192 SW_NPORBP NPORBP-NODO RADIO BASE DE PORTA 172.18.6.18 255.255.255.192 RADIO_EPO74-1 EPO74-MARÍA ANGÉLICA IDROBO 172.18.6.19 255.255.255.192 RADIO_EPO74-2 EPO74-MARÍA ANGÉLICA IDROBO 172.18.6.20 255.255.255.192 SW_EPO74 EPO74-MARÍA ANGÉLICA IDROBO 172.18.6.21 255.255.255.192 RADIO_EPO85 EPO85-IMBAYA 172.18.6.22 255.255.255.192 SW_EPO85 EPO85-IMBAYA 172.18.6.23 255.255.255.192 Tabla 2-25: Direccionamiento del Backbone 2.8.1.2 DIRECCIONAMIENTO DE LA RED DE ACCESO Y RED WLAN Las direcciones IP que se asignarán en este tramo son las que vienen de la red de acceso y se emparejarán con los puertos asignados para la red LAN de las Unidades Educativas, este direccionamiento se lo detalla en la Tabla 2-26: Direccionamiento IP de los equipos de Acceso a la Red ubicados en cada escuela. Estas IP se configurarán en todos y cada una de los dispositivos ubicados en las escuelas que forman parte del proyecto, ya que a cada una de ellas se llegará del nodo del backbone para receptar la señal, y en algunos puntos tendremos más de uno, uno que servirá para completar la parte del Backbone, es decir, por ser nodo principal y el segundo para dar entrada a señal a la LAN de la misma escuela. La red a considerarse es la 172.18.5.0 con su máscara de red 255.255.255.0, se considera esta red ya que se requiere formar 93 redes internas para cada unidad educativa, y se considera las demás redes para que si en algún instante se desea incrementar redes para las mismas escuelas o para nuevas que se formen que estén al alcance de la red instalada. 162 CENTRO EDUCATIVO SSID DIRECCIÓN IP MÀSCARA DE RED EPO1-CÉSAR ANTONIO MOSQUERA EPO5-CPE 1BASE 172.18.5.1 255.255.255.0 EPO2-TAHUANTINSUYO EPO5-CPE 1BASE 172.18.5.2 255.255.255.0 EPO3-PEGUCHE EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.3 255.255.255.0 EPO4-SIN NOMBRE DE AGATO EPO5-CPE 1BASE 172.18.5.4 255.255.255.0 EPO69-PTO PTO 172.18.5.5 255.255.255.0 EPO69-PTO PTO 172.18.5.6 255.255.255.0 EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.7 255.255.255.0 EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.8 255.255.255.0 EPO85-CPE 3BASE 172.18.5.9 255.255.255.0 EPO54-CPE 1BASE 172.18.5.10 255.255.255.0 EPO11-SAN AUGUSTÍN DE CAJAS EPO85-CPE 2BASE 172.18.5.11 255.255.255.0 EPO12-TOMÁS DE RIVADENEIRA EPO85-CPE 2BASE 172.18.5.12 255.255.255.0 EPO74-PTO PTO 172.18.5.13 255.255.255.0 EPO74-PTO PTO 172.18.5.14 255.255.255.0 EPO85-CPE 2BASE 172.18.5.15 255.255.255.0 EPO17-PTO PTO 172.18.5.16 255.255.255.0 EPO17-PTO PTO 172.18.5.17 255.255.255.0 EPO16-RUMIÑAHUI EPO85-CPE 2BASE 172.18.5.18 255.255.255.0 EPO18-CAMILO PONCE ENRÍQUEZ EPO13-CPE 1BASE 172.18.5.19 255.255.255.0 EPO19-FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ EPO13-CPE 1BASE 172.18.5.20 255.255.255.0 EPO20-JACINTO COLLAHUAZO EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.21 255.255.255.0 EPO21-GABRIELA MISTRAL EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.22 255.255.255.0 EPO22-DIEZ DE AGOSTO EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.23 255.255.255.0 EPO23-SARANCE EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.24 255.255.255.0 EPO24-GONZALO RUBIO ORBE EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.25 255.255.255.0 EPO25-FERNANDO CHÁVEZ REYES EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.26 255.255.255.0 EPO26-31 DE OCTUBRE EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.27 255.255.255.0 EPO6-MANUEL J CALLE (LADO ESCUELA) EPO6-MANUEL J CALLE (LADO NODO EPO69) EPO7-VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO EPO81-LUIS WANDEMBER EPO9-GENERAL ALFONSO JARAMILLO EPO10-ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN EPO13-PROVINCIA DE LOJA (NODO EPO74) EPO13-PROVINCIA DE LOJA (ESCUELA) EPO14-GRANJA ATAHUALPA EPO15-PAQUISHA (ESCUELA EPO17-PIJAL) EPO15-PAQUISHA (ESCUELA PAQUISHA) 163 EPO27-CARLOS UBIDIA ALBUJA EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.28 255.255.255.0 EPO28-JOSÉ IGNACIO NARVÁEZ (NODO EPO54) EPO54-PTO PTO 172.18.5.29 255.255.255.0 EPO28-JOSÉ IGNACIO NARVÁEZ EPO54-PTO PTO 172.18.5.30 255.255.255.0 EPO29-GENERAL PÍNTAG EPO85-CPE 3BASE 172.18.5.31 255.255.255.0 EPO30-OTAVALO VALLE DEL AMANECER EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.32 255.255.255.0 EPO31-REPÚBLICA DEL ECUADOR EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.33 255.255.255.0 EPO32-COLEGIO SAN JUAN DE ILUMÁN EPO54-CPE 1BASE 172.18.5.34 255.255.255.0 EPO33-MANUEL ÁLVAREZ HACIENDA-CPE 1BASE 172.18.5.35 255.255.255.0 EPO34-FEDERICO PÁEZ HACIENDA-CPE 1BASE 172.18.5.36 255.255.255.0 EPO35-JAIME ROLDÓS AGUILERA NPO5-CPE 1BASE 172.18.5.37 255.255.255.0 EPO36-ULPIANO NAVARRO NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.38 255.255.255.0 EPO37-ALEJANDRO CHÁVEZ NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.39 255.255.255.0 EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.40 255.255.255.0 NPO5-CPE 1BASE 172.18.5.41 255.255.255.0 NPO5-CPE 1BASE 172.18.5.42 255.255.255.0 EPO41-ATI PILLAHUASI NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.43 255.255.255.0 EPO42-GENERAL CACHA NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.44 255.255.255.0 EPO43-DUCHICELA NPO5-CPE 1BASE 172.18.5.45 255.255.255.0 NPO5-CPE 1BASE 172.18.5.46 255.255.255.0 NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.47 255.255.255.0 TORRE PORTA-CPE 2BASE 172.18.5.48 255.255.255.0 NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.49 255.255.255.0 172.18.5.50 255.255.255.0 172.18.5.51 255.255.255.0 EPO38-GENERAL MARCO AURELIO SUBÍA EPO39-DOLORES CACUANGO QUILO EPO40-ESTUARDO JARAMILLO PÉREZ EPO44-MAYOR GALO LARREA TORRES EPO45-VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO EPO46-MANUEL CÓRDOVA GALARZA EPO47-MONSEÑOR LEONIDAS PROAÑO EPO48-HUAYNA FALCÓN (REPETIDORA TANQUE) EPO48-HUAYNA FALCÓN REPETIDORA TANQUE-PTO PTO REPETIDORA TANQUE-PTO PTO EPO49-FERNANDO DAQUILEMA NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.52 255.255.255.0 EPO50-ANÍBAL BUITRÓN NPO5-CPE 1BASE 172.18.5.53 255.255.255.0 172.18.5.54 255.255.255.0 172.18.5.55 255.255.255.0 EPO51-CACIQUE JUMANDI EPO52-FRANCISCO FUERES MAYGUA TORRE PORTA-CPE 1BASE TORRE PORTA-CPE 1BASE 164 EPO53-GENERAL ELOY ALFARO (REPETIDORA 3) EPO53-GENERAL ELOY ALFARO (ESCUELA) EPO55-ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN EPO56-ESCUELA SAN LUIS DE AGUALONGO EPO57-ESCUELA SAN JOSÉ DE JAHUAPAMBA NPOR3-PTO PTO 172.18.5.56 255.255.255.0 NPOR3-PTO PTO 172.18.5.57 255.255.255.0 EPO54-CPE 1BASE 172.18.5.58 255.255.255.0 EPO54-CPE 1BASE 172.18.5.59 255.255.255.0 EPO54-CPE 1BASE 172.18.5.60 255.255.255.0 EPO54-CPE 1BASE 172.18.5.61 255.255.255.0 NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.62 255.255.255.0 EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.63 255.255.255.0 EPO61-JOSÉ MARTÍ EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.64 255.255.255.0 EPO62-ISACC JESÚS BARRERA EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.65 255.255.255.0 EPO63-JAIME BURBANO ALOMÍA EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.66 255.255.255.0 EPO64-LUIS GARZÓN PRADO MUNICIPIO-CPE 1BASE 172.18.5.67 255.255.255.0 EPO65-HUMBERTO VACAS GÓMEZ NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.68 255.255.255.0 EPO66-GUILLERMO GARZÓN UBIDIA EPO69-CPE 1BASE 172.18.5.69 255.255.255.0 EPO67-CARLOS ELÍAS ALMEIDA NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.70 255.255.255.0 EPO68-FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ 2 MUNICIPIO-CPE 1BASE 172.18.5.71 255.255.255.0 EPO70-ECUADOR NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.72 255.255.255.0 EPO71-ABELARDO MONCAYO NPO5-CPE 2BASE 172.18.5.73 255.255.255.0 EPO72-COLEGIO NACIONAL SAN PABLO EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.74 255.255.255.0 EPO73-LEOPOLDO N CHÁVEZ EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.75 255.255.255.0 EPO75-GALO PLAZA LASSO EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.76 255.255.255.0 EPO76-APLICACIÓN PEDAGÓGICA EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.77 255.255.255.0 EPO77-ANDRÉS BELLO EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.78 255.255.255.0 EPO78-INST. SUP. PEDAGÓGICO ALFREDO PÉREZ GUERRERO EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.79 255.255.255.0 EPO79-JULIÁN JUEZ VICENTE EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.80 255.255.255.0 EPO82-PTO PTO 172.18.5.81 255.255.255.0 EPO82-PTO PTO 172.18.5.82 255.255.255.0 EPO85-CPE 3BASE 172.18.5.83 255.255.255.0 EPO58-MARÍA LARREA FREIRE EPO59-INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR OTAVALO EPO60-LIBERTADOR SIMÓN BOLÍVAR EPO80-TARQUINO IDROBO (ESCUELA) EPO80-TARQUINO IDROBO (EPO82GERARDO GUEVARA BORJA) EPO8-VICENTE VINICIO LARREA 165 EPO83-ALFONSO BARBA EPO85-CPE 1BASE 172.18.5.84 255.255.255.0 EPO84-JUAN MONTALVO Nº 2 EPO85-CPE 2BASE 172.18.5.85 255.255.255.0 EPO74-CPE 1BASE 172.18.5.86 255.255.255.0 EPO74-CPE 1BASE 172.18.5.87 255.255.255.0 EPO88-FLORENCIO OLEARY EPO74-CPE 1BASE 172.18.5.88 255.255.255.0 EPO89-RUMITULI EPO74-CPE 1BASE 172.18.5.89 255.255.255.0 EPO90-PRINCESA TOA EPO74-CPE 1BASE 172.18.5.90 255.255.255.0 EPO91-GONZALO RUBIO ORBE 2 EPO74-CPE 1BASE 172.18.5.91 255.255.255.0 EPO92-PROVINCIA DE IMBABURA EPO74-CPE 1BASE 172.18.5.92 255.255.255.0 NPOR2-NPO5 172.18.5.93 255.255.255.0 NPOR2-NPO5 172.18.5.94 255.255.255.0 EPO86-JOSÉ PEDRO MALDONADO DUQUE EPO87-JUAN FRANCISCO CEVALLOS REPETIDORA HACIENDA JUAN (NPO5-CERRO BLANCO) REPETIDORA HACIENDA JUAN (HACIENDA) Tabla 2-26: Direccionamiento IP de los equipos de Acceso a la Red ubicados en cada escuela En la Tabla 2-27 se ha tabulado las direcciones IP públicas con las que cada red LAN de las unidades educativas tendrá salida a Internet. Las direcciones IP se las configurará en los switches ubicados en cada escuela. La red a utilizarse es la 186.3.122.0 con su máscara 255.255.255.0. EQUIPOS DIRECCIÓN IP MÁSCARA DE RED Dirección de la red 186.3.122.0 255.255.255.0 EPO1-CÉSAR ANTONIO MOSQUERA 186.3.122.1 255.255.255.0 EPO2-TAHUANTINSUYO 186.3.122.2 255.255.255.0 EPO3-PEGUCHE 186.3.122.3 255.255.255.0 EPO4-SIN NOMBRE DE AGATO 186.3.122.4 255.255.255.0 EPO5-ALFONSO CISNEROS PAREJA 186.3.122.5 255.255.255.0 EPO6-MANUEL J CALLE 186.3.122.6 255.255.255.0 EPO7-VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO 186.3.122.7 255.255.255.0 EPO8-VICENTE VINICIO LARREA 186.3.122.8 255.255.255.0 EPO9-GENERAL ALFONSO JARAMILLO 186.3.122.9 255.255.255.0 166 EPO10-ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN 186.3.122.10 255.255.255.0 EPO11-SAN AUGUSTÍN DE CAJAS 186.3.122.11 255.255.255.0 EPO12-TOMÁS DE RIVADENEIRA 186.3.122.12 255.255.255.0 EPO13-PROVINCIA DE LOJA (REPETIDORA) 186.3.122.13 255.255.255.0 EPO14-GRANJA ATAHUALPA 186.3.122.14 255.255.255.0 EPO15-PAQUISHA 186.3.122.15 255.255.255.0 EPO16-RUMIÑAHUI 186.3.122.16 255.255.255.0 EPO17-PIJAL 186.3.122.17 255.255.255.0 EPO18-CAMILO PONCE ENRÍQUEZ 186.3.122.18 255.255.255.0 EPO19-FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ 186.3.122.19 255.255.255.0 EPO20-JACINTO COLLAHUAZO 186.3.122.20 255.255.255.0 EPO21-GABRIELA MISTRAL 186.3.122.21 255.255.255.0 EPO22-DIEZ DE AGOSTO 186.3.122.22 255.255.255.0 EPO23-SARANCE 186.3.122.23 255.255.255.0 EPO24-GONZALO RUBIO ORBE 186.3.122.24 255.255.255.0 EPO25-FERNANDO CHÁVEZ REYES 186.3.122.25 255.255.255.0 EPO26-31 DE OCTUBRE 186.3.122.26 255.255.255.0 EPO27-CARLOS UBIDIA ALBUJA 186.3.122.27 255.255.255.0 EPO28-JOSÉ IGNACIO NARVÁEZ 186.3.122.28 255.255.255.0 EPO29-GENERAL PÍNTAG 186.3.122.29 255.255.255.0 EPO30-OTAVALO VALLE DEL AMANECER 186.3.122.30 255.255.255.0 EPO31-REPÚBLICA DEL ECUADOR 186.3.122.31 255.255.255.0 EPO32-COLEGIO SAN JUAN DE ILUMÁN 186.3.122.32 255.255.255.0 EPO33-MANUAL ÁLVAREZ 186.3.122.33 255.255.255.0 EPO34-FEDERICO PÁEZ 186.3.122.34 255.255.255.0 EPO35-JAIME ROLDÓS AGUILERA 186.3.122.35 255.255.255.0 EPO36-ULPIANO NAVARRO 186.3.122.36 255.255.255.0 EPO37-ALEJANDRO CHÁVEZ 186.3.122.37 255.255.255.0 EPO38-GENERAL MARCO AURELIO SUBIA 186.3.122.38 255.255.255.0 EPO39-DOLORES CACUANGO QUILO 186.3.122.39 255.255.255.0 EPO40-ESTUARDO JARAMILLO PÉREZ 186.3.122.40 255.255.255.0 EPO41-ATI PILLAHUASI 186.3.122.41 255.255.255.0 EPO42-GENERAL CACHA 186.3.122.42 255.255.255.0 167 EPO43-DUCHICELA 186.3.122.43 255.255.255.0 EPO44-MAYOR GALO LARREA TORRES 186.3.122.44 255.255.255.0 EPO45-VÍCTOR ALEJANDRO JARAMILLO 186.3.122.45 255.255.255.0 EPO46-MANUEL CÓRDOVA GALARZA 186.3.122.46 255.255.255.0 EPO47-MONSEÑOR LEONIDAS PROAÑO 186.3.122.47 255.255.255.0 EPO48-HUAYNA FALCÓN 186.3.122.48 255.255.255.0 EPO49-FERNANDO DAQUILEMA 186.3.122.49 255.255.255.0 EPO50-ANÍBAL BUITRÓN 186.3.122.50 255.255.255.0 EPO51-CACIQUE JUMANDI 186.3.122.51 255.255.255.0 EPO52-FRANCISCO FUERES MAYGUA 186.3.122.52 255.255.255.0 EPO53-GENERAL ELOY ALFARO 186.3.122.53 255.255.255.0 EPO54-DOMINGO F SARMIENTO 186.3.122.54 255.255.255.0 EPO55-ESCUELA MODESTO LARREA JIJÓN 186.3.122.55 255.255.255.0 EPO56-ESCUELA SAN LUIS DE AGUALONGO 186.3.122.56 255.255.255.0 EPO57-ESCUELA SAN JOSÉ DE JAHUAPAMBA 186.3.122.57 255.255.255.0 EPO58-MARÍA LARREA FREIRE 186.3.122.58 255.255.255.0 EPO59-INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR OTAVALO 186.3.122.59 255.255.255.0 EPO60-LIBERTADOR SIMÓN BOLÍVAR 186.3.122.60 255.255.255.0 EPO61-JOSÉ MARTÍ 186.3.122.61 255.255.255.0 EPO62-ISACC JESÚS BARRERA 186.3.122.62 255.255.255.0 EPO63-JAIME BURBANO ALOMÍA 186.3.122.63 255.255.255.0 EPO64-LUIS GARZÓN PRADO 186.3.122.64 255.255.255.0 EPO65-HUMBERTO VACAS GÓMEZ 186.3.122.65 255.255.255.0 EPO66-GUILLERMO GARZÓN UBIDIA 186.3.122.66 255.255.255.0 EPO67-CARLOS ELÍAS ALMEIDA 186.3.122.67 255.255.255.0 EPO68-FEDERICO GONZÁLEZ SUÁREZ 2 186.3.122.68 255.255.255.0 EPO69-PEDRO PINTO GUZMÁN 186.3.122.69 255.255.255.0 EPO70-ECUADOR 186.3.122.70 255.255.255.0 EPO71-ABELARDO MONCAYO 186.3.122.71 255.255.255.0 EPO72-COLEGIO NACIONAL SAN PABLO 186.3.122.72 255.255.255.0 EPO73-LEOPOLDO N CHÁVEZ 186.3.122.73 255.255.255.0 EPO74-MARÍA ANGÉLICA IDROBO 186.3.122.74 255.255.255.0 EPO75-GALO PLAZA LASSO 186.3.122.75 255.255.255.0 168 EPO76-APLICACIÓN PEDAGÓGICA 186.3.122.76 255.255.255.0 EPO77-ANDRÉS BELLO 186.3.122.77 255.255.255.0 EPO78-INSTITUTO SUPERIOR PEDAGÓGICO ALFREDO PÉREZ GUERRERO 186.3.122.78 255.255.255.0 EPO79-JULIÁN JUEZ VICENTE 186.3.122.79 255.255.255.0 EPO80-TARQUINO IDROBO 186.3.122.80 255.255.255.0 EPO81-LUIS WANDEMBER 186.3.122.81 255.255.255.0 EPO82-GERARDO GUEVARA BORJA 186.3.122.82 255.255.255.0 EPO83-ALFONSO BARBA 186.3.122.83 255.255.255.0 EPO84-JUAN MONTALVO Nº 2 186.3.122.84 255.255.255.0 EPO85-IMBAYA 186.3.122.85 255.255.255.0 EPO86-JOSÉ PEDRO MALDONADO DUQUE 186.3.122.86 255.255.255.0 EPO87-JUAN FRANCISCO CEVALLOS 186.3.122.87 255.255.255.0 EPO88-FLORENCIO OLEARY 186.3.122.88 255.255.255.0 EPO89-RUMITULI 186.3.122.89 255.255.255.0 EPO90-PRINCESA TOA 186.3.122.90 255.255.255.0 EPO91-GONZALO RUBIO ORBE 2 186.3.122.91 255.255.255.0 EPO92-PROVINCIA DE IMBABURA 186.3.122.92 255.255.255.0 EPO93-MUNICIPIO BIBLIOTECA MUNICIPAL 186.3.122.93 255.255.255.0 Tabla 2-27: Direccionamiento con IP Públicas de los equipos de Acceso a la Red Una vez determinada todas las direcciones IP necesarias para el proyecto se habrá terminado el diseño lógico de la red, con el cual ya tendremos la conexión real de la red de todos los puntos. De esta forma quedará plasmado en resumen de la forma que se muestra en la Figura 2-139: Esquema del Direccionamiento IP para la red Diseñada: SW 172.18.6.18 TORRE 30 172.18.6.17 NODO RADIO BASE PORTA 172.18.5.116 172.18.5.115 TORRE 15 TORRE 15 172.18.6.11 RADIO 6,861 Km LibraPlus 5860 RD 23 dBi TORRE 30 NODO EPO69 PEDRO PINTO GUZMAN SW 3Com 2226 172.18.6.8 172.18.5.110 172.18.6.6 172.18.6.4 RADIO 8,6 Km LibraPlus 5845-26 RD PointtoPoint System / 23 dBi TORRE 18 172.18.5.117 NODO EPO74 MARIA ANGELICA IDROBO SW 3Com 2226 172.18.6.21 172.18.6.19 172.18.6.20 RADIO 3,414 Km LibraPlus 5845-26 RD (Extended Range) PointtoPoint System / 23 dBi NODO EPO85 IMBAYA SW 3Com 2226 172.18.6.23 TORRE 21 172.18.6.22 Figura 2-139: Esquema del Direccionamiento IP para la red Diseñada RADIO 8,410 Km LibraPlus 5860 RD 23 dBi 172.18.6.7 172.18.6.5 RADIO 2,244 Km LibraPlus 5860 RD 23 dBi EPO93-NODO MUNICIPIO SW 3Com 2226 172.18.6.12 172.18.5.111 TORRE 18 172.18.6.3 CISCO WS-3560 172.18.6.2 NODO EPO54 DOMINGO F SARMIENTO NODO EPO5 ALFONSO CISNEROS PAREJA SW 3Com 2226 172.18.6.10 172.18.5.112 ip address 172.18.6.1 255.255.255.192 172.18.6.9 ip address 186.3.122.100 255.255.255.128 ip address 172.18.5.1 255.255.255.0 CISCO 2901 172.18.6.1 172.18.5.109 RADIO 8,342 kM 172.18.6.14 LibraPlus 5845-26 ER (Extended Range) PointtoPoint System / 28 dBi 172.18.6.16 TORRE 30 172.18.6.13 NPO5-NODO CERRO BLANCO 172.18.5.113 RADIO 12,360 Km LibraPlus 5845-26 ER (Extended Range) PointtoPoint System / 28 dBi 172.18.6.15 172.18.5.119 172.18.5.120 169 170 2.9 CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD La seguridad dentro de una red cableada es compleja, ya que solo se debe tratar de controlar el acceso a los equipos de comunicación, dicho acceso será por medio de un cable, si el usuario perjudicial no tiene los permisos necesarios es casi imposible que pueda conectarse a la red. Pero en una red inalámbrica la inseguridad es un tema mucho más complicado y de mucho cuidado, debido a que por su propia naturaleza, viola los principios fundamentales de la seguridad. No garantiza la identidad del usuario y del dispositivo, ni impide al emisor de un mensaje denegar que sido el quien lo ha enviado, por lo que cualquier usuario malicioso puede acceder a la información que se transmite, con tan solo probar claves o algún otro mecanismo y sin necesidad de que esté dentro de la red. Sino que puede estar desde un lugar a la redonda donde tan solo sea necesario tener la cobertura suficiente para detectar la red y poder hacer uso del canal de transmisión, sus servicios y peor aún de la información que se transmite. Estos mecanismos y herramientas para mitigar la inseguridad en las redes inalámbricas. 2.9.1 MECANISMOS DE SEGURIDAD 2.9.1.1 Seguridad en la Red de Backbone y Red de Acceso 2.9.1.1.1 Autenticación La Autenticación no es más que un mecanismo de seguridad de identificación para poder acceder a los servicios de una red o a la red misma, por medio de una clave que sea registrada previamente por el administrador o sistema de autenticación. Por medio de la autenticación de un usuario se determina la autorización o permisos que tiene el usuario acreditado. 171 2.9.1.1.2 Encriptación La encriptación es un mecanismo más de seguridad, el cual por medio de un código secreto que puede medirse desde un nivel bajo hasta un nivel alto o mejor dicho robusto, va a cifrar desde las claves de autenticación hasta la información completa que pasará por el canal de comunicación. De esta forma solo se podrá descifrar el mensaje o información, si se conoce el método o forma de encriptación de origen, este código solo lo conocerán el remitente y el destinatario de dicha información transmitida. Para una buena encriptación se debe considerar las siguientes características: ü Autenticación verificada del extremo remoto. ü Encriptación por métodos robustos ü Clave pública criptografiada ü Datos encapsulados 2.9.2 SOLUCIONES DE SEGURIDAD INALÁMBRICA49 Hay varias soluciones para proteger la autenticación y el cifrado en una red inalámbrica y son las siguientes: 2.9.2.1 Acceso Protegido WI-FI (WPA y WPA2) WPA y WPA2 por sus siglas en inglés, son certificaciones de seguridad basada en las normas de la Wi-Fi Alliance, la cual fue creada para mejorar las fallías de WEP. WAP proporciona autentificación mutua para verificar usuarios individuales y cifrados avanzados. WPA proporciona cifrado de clase empresarial, mientras que WAP2 proporciona un cifrado de clase gubernamental, pero ambos mecanismos son recomendados para todo tipo de redes inalámbricas ya que ofrecen un control de acceso seguro, un robusto cifrado de datos, y protección de ataques pasivos y activos para con la red. 49 Fuente: http://www.cisco.com/web/LA/soluciones/comercial/proteccion_wireless.html 172 2.9.2.2 Conexiones de Redes Virtuales Privadas (VPN) “Es una tecnología de red que permite una extensión de una red privada sobre una red pública o no controlada”(WIKIPEDIA La Enciclopedia Libre) Una VPN no es más que la creación y configuración de un “túnel” por medio del cual va a pasar la información previamente encriptada desde un punto hasta otro punto, por medio de un canal inseguro, como puede ser la red pública de Internet. 2.9.2.3 Sistemas de Detección de Intrusos Inalámbricos (WIDS)50 Es un dispositivo de monitoreo del espectro de radio para determinar si hay puntos de acceso (AP) no autorizados. Este sistema puede ser tan simple como una antena conectada a un computador que se encuentre conectado a una señal inalámbrica, de esta forma se identificará si hay AP ilegítimos. 2.9.2.4 Políticas de Seguridad Inalámbrica A menudo se requiere identificar grupos de usuarios dentro de una misma red, y asignarles privilegios o diferentes permisos de acuerdo al rol que cumple dentro de la institución o dentro de la misma red. Para ello se va a crear dichas políticas en los AP o en los equipos de ruteo, para de esta forma controlar el acceso a la red y el uso de los servicios, ya sea que fuere un usuario fijo o uno ocasional como un visitante. Dentro de estas políticas de seguridad se puede, no solo asignar permiso de acceso, sino también definir cuándo y cómo lo hará dicho acceso, y con qué tipo de dispositivo dicho usuario podrá acceder. Por lo anteriormente dicho, la seguridad de una red es una materia completa que se aplica a la parte del diseño de la red y que no se debe desconsiderar. 50 Fuente: http://www.alegsa.com.ar/Dic/seguridad%20en%20redes%20inalambricas.php 173 Ahora no tan solo hay inseguridad técnica sino también física, ya que a pesar de ser una red inalámbrica hay equipamiento que tiene conexiones físicas y pueden ser fácilmente manipulables, desconectadas o simplemente cambiadas dichas conexiones. Para ello se debe considerar la el control de seguridad física de las instalaciones desde rótulos de precaución, advertencia e identificación desde las entradas y en los equipos. Se deberá asegurar los cuartos de equipos con candados u otros sistemas de seguridad. Internamente los equipos deberán estar bien soportados correctamente para evitar que a cualquier movimiento brusco se desplomen, los cables deberán ser ocultos y amarrados, para de esta forma evitar que alguien o algo tropiece o se enganche con ellos y se desconecten. En caso de filtración de agua o inundación en el cuarto de equipos se deberá considerar una altura mínima de altura sobre el nivel del piso para la instalación de los equipos y así evitar daños o pérdidas de equipos, y hasta corto circuitos. En términos generales, una red inalámbrica es segura si proporciona a sus usuarios las funcionalidades explicadas anteriormente pero que de forma resumida son:51 ü AUTENTICACIÓN: Validación del usuario. ü CIFRADO: Permite impedir que se monitoricen las transferencias de datos. ü CONTROL DE ACCESO: Garantiza que los usuarios sólo puedan ver la información que se les está permitido. ü ROBO Y DESPIDO DE USUARIOS: Es indispensable proporcionar mecanismos para desactivar dispositivos de manera centralizada cuando dichos dispositivos caigan en las manos de un usuario no autorizado. 51 Fuente: Nichols, Randall, “Seguridad para Comunicaciones Inalámbricas”, Editorial McGrawHill, 2003. 174 2.10 CALIDAD DE SERVICIO (QoS) Al acceder al Internet se encontrará con aplicaciones de tiempo real, como son una video conferencia o una llamada telefónica en donde se transmite audio y video, ya no simplemente datos, por lo que para poder entender claramente el mensaje o conversación, la conexión a Internet debe ofrecer cierto grado de QoS extremo a extremo. En este Proyecto se tomará en cuenta las consideraciones para brindar una conexión óptima que cumpla los niveles de servicio solicitados para la transmisión. Para ello los equipos a instalar manejan protocolos para diferenciar los servicios, es decir que se den preferencia o prioridad a cierto tipo de tráfico. 2.10.1 CONSIDERACIONES DE CALIDAD DE SERVICIO De igual forma que la seguridad es parte importante en el diseño de la red, el nivel de Calidad de Servicio para determinar que tan buena es la transmisión de la señal o la conexión. 2.10.1.1 Niveles de Servicio Los niveles de servicio también conocidos por sus siglas SLA, se van a determinar específicamente por la disponibilidad del servicio, es decir que las escuelas deberán tener disponibilidad de Internet todo el tiempo, Esta disponibilidad ser determinada por la siguiente fórmula: D = ( A / B ) X 100 Dónde: A= Número de horas en las cuales cada enlace estuvo disponible. B= Número de horas que deberán estar disponibles cada enlace. Este valor será las 24 horas multiplicado por los días del período de observación. 175 D= Porcentaje de Disponibilidad. El porcentaje de disponibilidad que se debe brindar es 99,5%, lo que implica que deberá estar disponible la conexión las 23 horas y 53 minutos de cada día. 2.10.1.2 Monitoreo de la Red Esta actividad no es más que la utilización de herramientas y registros para analizar el desempeño de la red implementada. Estos puntos de análisis son: ü Precisión del flujo del tráfico. ü Porcentaje de Utilización del Ancho de Banda. ü Tipo de flujo transmitido. Con estos parámetros se podrá determinar: ü Servidores a los que se accede con mayor frecuencia. ü Determinar fallas en la red. ü Los usuarios que más acceden a la red. ü Canales inalámbricos aledaños. ü Acceso de usuarios de AP sin autorización. ü Las horas de mayor uso del canal de comunicación. ü Los sitios web más accesados. ü Determinar si el Ancho de Banda (AB) es suficiente o está saturado. ü Detectar consumos inusuales de la red. ü Determinar factores como disponibilidad de AB, pérdida de paquetes, latencia y disponibilidad general. Al final de todo el análisis se deberá llegar a la conclusión de si el patrón de tráfico observado es el indicado o no. 176 CAPÍTULO 3 3. COSTOS DE EQUIPAMIENTO DE LA RED INALÁMBRICA 3.1 INTRODUCCIÓN En este capítulo se toma las consideraciones o especificaciones que se detallaron en el capítulo anterior, para con ello determinar los equipos compatibles con dichas especificaciones indicadas. Se debe considerar equipos que no tan solo calcen con lo necesario, sino que funcionen óptimamente a largo plazo, esto implica que sean de buena calidad, para ello se detalla dos opciones en algunos de los equipos, para que cuando se vaya a realizar la implementación se tenga en cuenta uno u otro modelo de los indicados en caso de tener problemas con la disponibilidad o permanencia en el mercado de dichos modelos. De los modelos detallados se toma las primeras opciones para obtener el costo aproximado del proyecto, se detallará las cantidades y modelos a considerar que cumplen con el objetivo de la red de los equipos que se instalarán al momento de la implementación de diseño realizado en este Proyecto. Adicional a los costos del equipamiento, se deberá considerar los costos no tangibles pero no menos importantes y necesarios para llevar a cabo la implementación de la Red Inalámbrica de Telecomunicaciones para proveer Servicio de Internet y Comunicaciones entre el edificio Matriz del Gobierno Municipal de Otavalo y los centros educativos fiscales distribuidos en el cantón. 177 3.2 COSTOS Y PRESUPUESTO DE LA RED DISEÑADA En base a los datos obtenidos del diseño en el capítulo dos, en el equipamiento se utilizará estos datos para determinar modelos de los equipos que se requieren, para de esta forma obtener los costos por equipo para la implementación de la Red Inalámbrica de Telecomunicaciones que proveer el servicio de Internet y Comunicaciones entre el Edificio Matriz de la municipalidad del cantón Otavalo y a sus 93 unidades educativas. A continuación se detallará los diferentes costos a considerarse. 3.2.1 COSTO DEL DISEÑO ESPECIALIZADO Para el diseño de una red de telecomunicaciones, es indispensable considerar el trabajo de un especialista en Diseño de Redes, ya que como es un proyecto para servicio público, y por la magnitud del mismo, ya que es para un cantón, se estima que el monto a contratar por los servicios en el diseño de la red $8.000,00 sin incluir impuestos.. 3.2.2 COSTOS DEL EQUIPAMIENTO DE LA RED En el diseño de la Red se detallan diferentes tipos y características de los equipos, por lo cual ahora se va a determinar los modelos de equipos que tienen los fabricantes, de forma que cumplan en sus diseños con las especificaciones necesarias para que calce con un modelo de equipo, y obtener el precio referencial en el mercado. A continuación se detallará los elementos que formarán parte de la red con sus características: 3.2.2.1 Torres, Mástiles y Brazos La torre es uno de los primeros elementos a considerar, ya que sobre estas se realizará el montaje de los equipos de transmisión. En la Figura 3-1 se ve los tramos de antena que se suelen comerciar. 178 Figura 3-1: Tramos de Torres Los costos de las torres dependerán del tipo, del material, de la altura necesaria, para poder calcular el precio. A continuación se detalla en la Tabla 3-1 las alturas de las antenas que se requieren en el Proyecto y según esto se revisa el costo de cada torre o mástil respectivamente. Para los nodos se requieren las siguientes torres con la altura indicada. ID NODO ALTURA DE TORRE (m) EPO5 ALFONSO CISNEROS PAREJA 15 EPO54 DOMINGO F. SARMIENTO 24 EPO69 PEDRO PINTO GUZMÁN 27 EPO74 MARÍA ANGÉLICA IDROBO 21 EPO85 IMBAYA 21 EPO93 BIBLIOTECA MUNICIPAL 30 NPO5 CERRO BLANCO REUSADA NPORBP RADIO BASE DE PORTA 30 Tabla 3-1: Alturas de la Torres de los Nodos Principales 179 Para el cálculo del costo de una torre se debe seguir las indicaciones de los fabricantes como la se detalla a continuación: “STZ-30. Tramo de torre para zonas de fuertes vientos. Muy resistente a la corrosión del salitre y humedad. Altura máxima de 30 Mts. Requiere retenidas cada 6 Mts. Cada tramo pesa 12.5 Kgs. y mide 3 Mts. de largo más 10 cm. del niple. La torre está formada por tubo industrial de 7/8 amarrado con semiflecha en zig zag rígida con un ancho de 30 cm. dándole una alta resistencia. Precio: $ 72.00. STZ-30 G. Igual a la anterior pero galvanizada por inmersión en caliente. Precio: $ 95.00.” 52 De lo anteriormente expuesto se obtiene los datos para calcular el costo de la torre, quedando de esta forma la Tabla 3-2 con los precios para las torres necesarias para este Proyecto. ALTURA DE TORRE (m) 15 24 27 21 21 30 REUSADA 30 PRECIO $ $ $ $ $ $ $ $ 360,00 * 576,00 * 648,00 * 504,00 * 504,00 * 720,00 * 720,00 * *Precios no incluyen IVA Tabla 3-2: Precios de Antenas por Altura 52 Fuente: http://www.epcom.net/Productos/torres_syscom.htm 180 MÁSTILES Y BRAZO TIPO F Figura 3-2: Mástil (izq.) y Brazo tipo F (der.) En la Figura 3-2 se muestra la imagen de un mástil y de un Brazo tipo F que son adicionales a las a las torres que se instalarán, el uso va a depender de cómo se encuentren las instalaciones den cada una de las Escuelas. MÁSTIL (m) 3 6 9 12 15 Brazo tipo F para torre $ $ $ $ $ $ PRECIO 15,00* 27,00 * 55,00 * 68,00 * 79,00 * 63,00 * * No incluye IVA Tabla 3-3: Costos de Mástil y Brazo tipo F Los datos de la Tabla 3-3 anteriores son considerados, en caso de desear y de que el presupuesto lo permita el considerar torres de marca especializada, pues hay otras opciones y una de ellas son las torres, mástiles y brazos elaborados de forma artesanal, los cuales son un poco más económicas pero cabe revisar que deberán cumplir con las especificaciones de seguridad necesarias suficiente para el buen desempeño de la red. 181 3.2.2.2 Ruteador Hay diferentes modelos de ruteadores, unos con mayores beneficios en uno solo que otros, y todo dependerá de los servicios que ofrezca por modelo. Se requiere un ruteador que se ubicará en el Nodo principal Biblioteca Municipal, ya que es a este equipo llegará la señal del proveedor de Internet (ISP), y desde aquí se distribuirá a los demás Nodos, por medio de la configuración de protocolos de direccionamiento y las listas de acceso (ACL), por lo cual se considera equipos que cumplirán con las especificaciones. Este ruteador ayudará a cumplir las especificaciones dadas en la Tabla 2-4, del anterior capítulo. A continuación se detalla las especificaciones de un ruteador para este proyecto: RUTEADOR MARCA CISCO MODELO 2901 Puertos WAN Integrados Memoria 2 GE Meroria Flash 8 GB Interfaces 2 x network - Ethernet 10Base-T/100BaseTX/1000Base-T - RJ-45 , 1 x management - Console RJ-45 , 1 x management - Console - mini-USB Type B , 1 x serial - auxiliary input - RJ-45 , 2 x USB - 4 pin USB Type A 4 ( 4 ) x HWIC , 2 ( 1 ) x PVDM , 2 ( 1 ) x CompactFlash card , 1 ( 1 ) x expansion slot Firewall protection , VPN support , MPLS support , Syslog support , IPv6 support , Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ) , Weighted Random Early Detection (WRED) SNMP , RMON Puesto de Expansión Características Protocolo de Gestión Remota Estándares compatibles Protocolos de enrutamiento 53 53 512 MB IEEE 802.1Q , IEEE 802.3ah , IEEE 802.1ag OSPF , IS-IS , BGP , EIGRP , DVMRP , PIM-SM , IGMPv3 , GRE , PIM-SSM , IPv4 static routing , IPv6 static routing Fuente: http://es.shoppydoo.com/ofertas-router-cisco_2901_v_k9.html 182 Telefonía IP( códigos de voz) Características Voltaje de entrada Frecuencia de entrada Margen de temperaturas operativas Intervalo de humedad en funcionamiento Garantía Estándar G.711 , G.722 , G.723.1 , G.728 , G.729 , G.729a , G.729ab , G.726 CISPR 22 Class A , CISPR 24 , EN55024 , EN55022 Class A , EN50082-1 , CAN/CSA-E60065-00 , ICES003 Class A , CS-03 , AS/NZS 3548 , FCC CFR47 Part 15 , EN300-386 , UL 60950-1 , IEC 60950-1 , EN 60950-1 , CSA C22.2 No. 60065 , BSMI CNS 13438 De 100 a 240 V CA 50 / 60 Hz De 0 a 40°C del 10 al 85% (sin condensación) Garantía limitada de por vida Tabla 3-4: Características de Ruteador 2901 En las Figura 3-3 se muestra la imagen del modelo de switch al que se detalló las características técnicas. Figura 3-3: Ruteador Cisco 2901 En el proyecto se ubicará un ruteador en lugar de un switch de capa 2, para por medio de este poder controlar la red gracias a sus servicios de administración local y remota, y adicional manejar la conmutación para el control del nodo, este equipo se instalará en el Nodo Cerro Blanco, como punto estratégico de control. Las características de este ruteador son las listadas en la Tabla 3-5: 183 Ruteador Integrador de servicios MARCA CISCO Modelo Cisco 1811 Tipo de dispositivo Encaminador - módem (analógico) - conmutador de 8 puertos (integrado) Ethernet, Fast Ethernet Protocolo de interconexión de datos Velocidad de transferencia de datos Rendimiento Capacidad Red / Protocolo de transporte Protocolo de direccionamiento Protocolo de gestión remota Algoritmo de cifrado Método de autentificación Características Cumplimiento de normas Memoria RAM 100 Mbps Capacidad VPN (3DES IPSec) : 40 Mbps ¦ Capacidad del cortafuegos : 100 Mbps Túneles VPN IPSec : 50 ¦ Interfaces virtuales (VLAN) : 8 RSVP, IP/IPX, IPSec OSPF, RIP-1, RIP-2, BGP, EIGRP SNMP, HTTP, SSH-2 DES, Triple DES, AES de 128 bits, AES de 192 bits, AES de 256 bits Secure Shell v.2 (SSH2) Protección firewall, cifrado del hardware, asistencia técnica VPN, equilibrio de carga, soporte VLAN, Stateful Packet Inspection (SPI), Sistema de prevención de intrusiones (IPS), filtrado de URL, Low-latency queuing (LLQ), Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ), Weighted Fair Queuing (WFQ), Weighted Random Early Detection (WRED), montable en pared, Quality of Service (QoS), Committed Access Rate (CAR), Link Fragmentation and Interleaving (LFI) IEEE 802.1Q, IEEE 802.3af, IEEE 802.1x 128 MB (instalados) / 384 MB (máx.) – SDRAM Memoria Flash 32 MB (instalados) / 128 MB (máx.) Indicadores de estado Comunicaciones Estado puerto, alimentación Tipo Módem (analógico) Protocolos y especificaciones Velocidad máxima de transferencia Interfaces ITU V.92 56 Kbps LAN : 8 x 10Base-T/100Base-TX - RJ-45 ¦ WAN : 2 x 10Base-T/100Base-TX - RJ-45 ¦ Administración : 1 x auxiliar ¦ 184 Administración : 1 x consola ¦ Línea telefónica : 1 x RJ-11 ¦ Hi-Speed USB : 2 x 1 Tarjeta CompactFlash ¦ 1 memoria Ranura(s) de expansión Voltaje necesario CA 120/230 V ( 50/60 Hz ) Cumplimiento de normas OS prorporcionado Margen de temperaturas operativas Ámbito de humedad de funcionamiento Garantía Certificado FCC Clase A, CISPR 22 Class A, CISPR 24, EN 61000-3-2, VCCI Class A ITE, EN 61000-3-3, EN55024, EN55022 Class A, UL 60950, EN50082-1, CSA 22.2 No. 60950, EN 61000-4-4, EN 61000-4-2, EN 61000-4-3, EN 61000-4-6, FCC Part 68, AS/NZ 3548 Class A, JATE, ICES003 Class A, CS-03, EN 61000-4-5, EN 61000-6-2, EN 61000-4-11, FCC CFR47 Part 15, EN300-386, EN 61000-4-8, IEC 60950-1, EN 60950-1, TBR3 Cisco IOS Advanced IP services De 0 a 40°C 10 - 85% Garantía limitada Tabla 3-5: Características de Ruteador 1811 La Figura 3-4 se muestra el ruteador CISCO 1811 físicamente. Figura 3-4: Ruteador 1811 54 Estos dos modelos de ruteadores se consideran para la instalación ya que cumplen con los requerimientos del proyecto, por su compatibilidad y servicios que se debe entregar, por lo cual el CISCO 2901 se instalará en el Nodo del Municipio de Otavalo y el CISCO 1811 se lo instalará en el nodo de Cerro Blanco, 54 Fuente: http://es.hardware.com/tienda/cisco/CISCO1811/K9?campaignid=1-175058561 185 este segundo debido a que se tendrá como equipo de apoyo para monitoreo y administración de la red en caso de que llegue a fallar el del Municipio. 3.2.2.3 Switches Capa 3 Este Switch de Capa 3 se lo instalará en el Nodo Biblioteca Municipal, donde nace la señal que se pasará a toda la red que se ha diseñado, ya que desde este se controlará el trafico, ya que a este nivel se maneja características de conmutación más avanzada tanto en Calidad de Servicio (QoS), listas de control de acceso (ACLs) y OSPF como método de acceso, al igual que direccionamiento IP, y hoy por hoy puede manejar IPv6, este switch en conjunto con el ruteador principal cumplirán las características de la Tabla 2-4, para la parte de distribución. SWITCH CAPA 3 MARCA CISCO MODELO C3560G-24TS-S TIPO Conmutador - 24 puertos Capa 3. Gestionado Puertos Protocolo de Direccionamiento Protocolo de gestión remota Memoria estándar Ethernet 10/100/1000 ports and 4 SFP-based Gigabit Ethernet ports, 1RU fixed-configuration, multilayer switch 24 x 10Base-T/100Base-TX/1000Base-T - RJ-45 ¦ 1 x consola - RJ-45 - gestión ¦ 4 x SFP (mini-GBIC) RIP-1, RIP-2, HSRP, direccionamiento IP estático, RIPng SNMP 1, RMON 1, RMON 2, RMON 3, RMON 9, Telnet, SNMP 3, SNMP 2c, HTTP, SSH-2 128 MB Flash Memory 32 MB Velocidad 38,7 millones de pps Capacidad de encaminamiento/conmutaci ón Voltaje de entrada 32 Gbps Frecuencia de entrada 50 / 60 Hz Certificaciones UL 60950-1, First Edition, CUL to CAN/CSA 22.2 No. 60950-1, First Edition, TUV/GS to EN 60950-1, First Edition, CB to IEC 60950-1 with all country Interfases De 100 a 240 V CA 186 Características: Margen de temperaturas operativas deviations, AS/NZS 60950-1, First Edition, NOM (through partners and distributors), CE Marking, FCC Part 15 Class A, EN 55022 Class A (CISPR22), EN 55024 (CISPR24) , AS/NZS CISPR22 Class A, CE, CNS 13438 Class A Capacidad duplex, conmutación Layer 3, conmutación Layer 2, auto-sensor por dispositivo, Encaminamiento IP, soporte de DHCP, negociación automática, soporte ARP, concentración de enlaces, soporte de MPLS, soporte VLAN, señal ascendente automática (MDI/MDI-X automático), snooping IGMP, limitación de tráfico, activable, admite Spanning Tree Protocol (STP), admite Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), admite Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP), snooping DHCP, soporte de Dynamic Trunking Protocol (DTP), soporte de Port Aggregation Protocol (PAgP), soporte de Trivial File Transfer Protocol (TFTP), soporte de Access Control List (ACL), Quality of Service (QoS), Servidor DHCP, Virtual Route Forwarding-Lite (VRF-Lite), rastreador MLD, Dynamic ARP Inspection (DAI), Time Domain Reflectometry (TDR), Per-VLAN Spanning Tree Plus (PVST+), tecnología Cisco EnergyWise, Uni-Directional Link Detection (UDLD), Protocolo de control de adición de enlaces (LACP) De 0 a 45°C Intervalo de humedad en funcionamiento del 10 al 85% (sin condensación) Garantía Estándar Garantía limitada de por vida Tabla 3-6: Características Switch C3560G-24TS-S La Figura 3-5 se muestra físicamente el Switch C3560G que se detalló anteriormente sus características. 187 55 Figura 3-5: Switch C3560G-24TS-S 3.2.2.4 Switches Capa 2 Para el trabajo de conmutación de la información que viajará en la red a diseñarse se considerará un switch de capa 2 con puertos suficientes para conectar los radios hacia la WLAN al cual se conectarán básicamente los equipos wireless que se instalarán en cada unidad educativa. Un modelo de switch capa 2 a considerarse es el que se va a detallar a continuación en la siguienteTabla 3-7: SWITCH DE NODO MARCA HP MODELO HP V1905-24 Switch (JD990A) Puertos 24 puertos RJ-45 10/100 de detección automática (IEEE 802.3 tipo 10BASE-T, IEEE 802.3u tipo 100BASE-TX), tipo de soporte: MDIX automático, dúplex: medio o completo; 2 puertos RJ-45 10/100/1000 de doble personalidad (IEEE 802.3 tipo 10BASE-T, IEEE 802.3u tipo 100BASE-TX, IEEE 802.3ab tipo 1000BASE-T); 1 puerto de consola de serie RJ45 Procesador: ARM 88E6218 a 150 MHz, 8 MB de SDRAM, tamaño de búfer de paquetes: 384 Memoria y procesador 55 Fuente: http://es.hardware.com/tienda/cisco/WS-C3560G-24TS-S 188 KB, 4 MB de memoria Flash Latencia Latencia de 100 Mb: < 5 µs; Latencia de 1000 Mb: < 5 µs 6,6 millones de pps Velocidad Capacidad de encaminamiento/conmutación Funciones de gestión 8,8 Gbps Voltaje de entrada Interfaz de línea de comandos limitada; Navegador Web; Administrador de SNMP; MIB Ethernet IEEE 802.3 De 100 a 240 V CA Frecuencia de entrada 50 / 60 Hz Seguridad UL 60950; IEC 60950-1; EN 60950-1; CAN/CSA-C22.2 No. 60950-1-03 FCC parte 15 Clase A; VCCI Clase A; EN 55022 Clase A; CISPR 22 Clase A; EN 55024; EN 61000-3-2 2000, 61000-3-3; ICES-003 Clase A De 0 a 45°C Compatibilidad electromagnética Margen de temperaturas operativas Intervalo de humedad en funcionamiento Garantía del 10 al 90% (sin condensación) 3 años, reemplazo anticipado, al siguiente día laborable, soporte por teléfono, versiones de software Tabla 3-7: Características Switch V1905-24 La Figura 3-6 se plasma la imagen del Switch Capa 2 V1905 que se instalará en los nodos como parte de la red de Acceso. Figura 3-6: SW CAPA 2 V1905-24 56 Fuente: 56 http://h10010.www1.hp.com/wwpc/es/es/sm/WF06b/12883-12883-4172267-4172281-4172281- 4218285-4177617.html 189 Una segunda opción para el switch de capa 2, que cumple con las características necesarias para el proyecto es el siguiente que se muestra en la Tabla 3-8, el cual es de una marca reconocida y garantizada que proveerá seguridad durante el tiempo de garantía del equipo, y garantizará el buen funcionamiento de la red a implementarse. SWITCH DE NODO MARCA MODELO Puertos Administración CISCO SF200-24 24-Port 10/100, 2 Combo Mini-GBIC 24 x RJ-45 10/100Base-TX Network LAN, 2 x RJ-45 10/100/1000Base-T Network Uplink Puertos de expansión HTTP, RADIUS, port mirroring, TFTP upgrade, DHCP client, BOOTP, SNTP , ping, syslog, DHCP ,VLAN, Syslog, QoS, RMON (2 Total) SFP (mini-GBIC) Shared Memoria estándar 128 MB Flash Memory 16 MB Velocidad 6,55 millones de pps Capacidad de encaminamiento/conmutación Voltaje de entrada 8,8 Gbps Frecuencia de entrada 50 / 60 Hz Certificaciones UL (UL 60950), CSA (CSA 22.2), CE mark, FCC Part 15 (CFR 47) Class A Margen de temperaturas operativas Intervalo de humedad en funcionamiento Garantía Estándar De 0 a 40°C De 100 a 240 V CA del 10 al 90% (sin condensación) Garantía limitada Tabla 3-8: Opción 2. Características de Switch SF200-24 La Figura 3-7 se muestra el otro switch capa 2 detallado. 190 Figura 3-7: SW CAPA 2 SF200-24 57 De estos dos modelos de switches expuestos se recomienda utilizar el HP V1905, ya que es compatible con los demás equipos ya considerados, y no dependo de protocolos propietarios como es el caso de Cisco, por lo que se lo puede remplazar fácilmente en caso de ser necesario por uno igual u otro que simplemente maneje los estadales que se requiere. 3.2.2.5 Radios Dentro de los modelos de radios que se considera para radiar la señal se ha considerado equipos que cumplan las especificaciones detalladas en la Tabla 2-2 para ello se ha considerado en primera instancia el siguiente equipo, de características detalladas en la Tabla 3-9, que cumple con las características necesarias y tiene otras importantes como la facilidad de instalación. RADIO MARCA EION WIRELESS MODELO LibraPlus 5845 RD y ER Topología RD, ER: Point-to-Point Rango de Cobertura RD: up to 10 km (6 miles) Frecuencia 5.150 to 5.320 GHz, 5.470 to 5.725 GHz, 5.745 to 5.825 GHz in different models* Normal: 20 MHz Turbo: 40 MHz Ancho de Canal 57 Fuente: http://www.telephonyware.com/telephonyware/products/cisco-sf200-24.html 191 Espacio entre canal 10 MHz Modulación OFDM: BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM Ganancia de la Antena 23 dBi (CPE & RD only) Potencia de salida Adjustable from 0 dBm to +26 dBm or +28 dBm in different models Normal: up to 30 Mbps (20 MHz Channel) Turbo: up to 45 Mbps (40 MHz Channel) TDD; Half-Duplex Effective Throughput Duplex Protocolo de Acceso al Medio Conexión a red Adaptive Polling (Point-to-Multipoint), DenFlow (Point-to-Point) 10/100 Base T Auto-Negociación Ruteo Estático Transparent Bridging Yes, 802.1q tag transparency VLAN (802.1q) compliance Si QoS si, prioridad para voz y video sobre los datos de capa MAC e IP 802.1x RADIOUS Control de Potencia de Salida Selección dinámica de velocidad Frecuencia dinámica Si, Manual o automática con ATPC ( Automatic Transmit Power Control ), 802.11h si, modulación manual o dinámica Manual o dinámica (DFS) Administración de seguridad SSH Firewall, NAT SI Encriptación Administración Remota WPA, WPA-EAP (TKIP AES),WEP (64,128,154), MPPE CLI, GUI†, SNMP Servidor de Acceso PPPoE, PPtP, VPN Acceso Cableado o inalámbrico Upgrade SW Over the Air, local Factor de Forma RD: De exterior, antena integrada ED: De exterior 192 Enclosure Mounting Bracket RD: Fundido a presión con antena ED: Fundido a presión de tapa metálica Yes, 2-Axis pole/wall Consumo de potencia Max 12 W voltaje de entrada 18-40 VDC Temperatura de operación -50 °C to +60 °C Humedad relativa 0 to 100%, condensing Certificaciones Enclosure: NEMA 4x; Designed to IP67 Environmental: RoHS and WEEE CE, ICS003, FCC Part 15 B Tabla 3-9: Características de Radio LibraPlus 5845 RD El modelo de radio que se acabó de detallar se lo puede ver en la Figura 3-8. Figura 3-8: Radio LibraPlus 5845 RD y ED 58 El radio detallado en la tabla anterior trabajará en frecuencias de 5,8 GHz, la ventaja que tiene este modelo de radio es que funciona en modo RD para enlaces de corto alcance para lo cual ya trae incluido en el equipo una antena propia de 23 dBi y ER para enlaces de largo alcance, para lo cual se debe considerar una antena de mayor ganancia que posteriormente se detallará. 58 Fuente: http://www.pulsewan.com/wireless/libra5845_mp_specs.htm 193 Como un segundo modelo de radio considerado para instalar en los nodos para la parte de la red de acceso ya que trabaja a la frecuencia de 2.400 a 2.483 GHz, y trabaja en una distribución multipunto a punto, para lo cual tiene una característica importante, la cual es, que no requiere una línea de vista para poder trabajar, lo que evitará gastos adicionales, ya que tiene integrado un repetidor que le da mayor alcance a la señal. Adicional permite un crecimiento gradual de la red, para de esta forma no tener que hacer cambios considerables en caso de tener que añadir un punto más a la red, y como si fuera poco tiene alcances de larga distancia.59 RADIO MARCA EION WIRELESS MODELO VIP 110-24 Potencia de Salida desde el puerto de Antena Rango de Frecuencia 0 a +23 dBm (FCC) Controlable por Software en in 1 dB 2.400 a 2.483 GHz (FCC/ETSI/IC/México) Tecnología DSSS Cobertura Estructural NLOS (VINE Tecnología) Alcances Hasta 66 Km (41 millas) Configuración Celular Antena Omni, de 1-4 sectores Throughput o capacidad Neta/Efectiva Sensibilidad de Recepción (a 10E-6 BER) 11/8 Mbps; 5.5/4 Mbps; 2.0/1.5 Mbps Tamaño del Canal/Separación 59 -82 dBm a 11 Mbps -85 dBm a 5.5 Mbps -87 dBm a 2 Mbps -90 dBm a 1 Mbps 18 MHz / 20 MHz Conector N Hembra para la antena RF Formato Duplexor Dos puertos de antena por unidad Certificación FCC, ETSI, IC, México Conexión de Red 10/100 Base T - Auto negociación Cumple con VLAN (802.1q) Si Time Division Duplexing (TDD) Fuente: http://www.eionwireless.com/products/vip-110-24 194 CIR/MBR por radio Si Funcionalidad de Bridge Si DHCP Client Integrado Soporta NTP Sí, vía Ethernet y RF Filtreo de Red Por dirección MAC QoS Sí, via ToS y VLAN tagging Topología de Red De Cualquier Punto a Multipunto “Anypoint-tomultipoint” (VINE) Open standard (con poleo dinámico patentado) Protocolo RF No. de CPEs por AP Data Scrambling La contraseña de seguridad Hasta 100 – dependiendo del requerimiento de ancho de banda del suscriptor. Integrado Gerenciamiento Remoto Para accesar a la red tiene otra contraseña de protección. Esta protegida con una contraseña a nivel TwoTier. Por Ethernet vía Telnet o Web-Based GUI Acceso al gerenciamiento remoto Notificación de Alertas Por el LAN cableado o por el enlace inalámbrico via E-mail Configuración Automática usando script files Puerto de gerenciamiento local Sí, via serial Actualización del Software Por aire/RF o por puerto local (FTP o Web Download) 5 W en promedio La seguridad de configuración Consumo de potencia Voltaje de entrada Rango de Temperatura 10 a 28 volts DC/110-220 VAC 50 - 60 Hz (fuente externa) -40° C a 50° C (-40° F a 130° F) Humedad Relativa 0-95% non-condensing Caja de Aluminio totalmente a prueba de intemperie Tabla 3-10: Características de Radio Vip 110-24 El radio para la parte de acceso que se detallo anteriormente se muestra en la Figura 3-9: 195 Figura 3-9: Radio VIP 110-24 En los modelos de radios se considera estos de marca EION debido a que son equipos compactos y no complejos en el tema de la instalación, adicional que con uno solo puedo trabajar como radio de punto a punto o de multipunto a punto, simplemente montando o desmontando la antena que la trae incluida. En el caso de los radios de backbone, mientras que los de acceso de igual forma prestan características necesarias y cumple todos los parámetros. Y un factor muy importante para considerar esta marca es debido que sus equipos son homologados para uso en nuestro país, para lo cual se añade dicha homologación en los anexos. 3.2.2.6 Antenas Las antenas son parte del equipamiento de los radios, ya que con ellas se podrá completar el sistema para la transmisión de las señales electromagnéticas de un punto a otro, para este proyecto se utilizará antenas que trabajen a 2 rangos de frecuencia, la primera para cumplir la parte de la transmisión, 5150-5320 MHz y 5470-5825 MHz denotada en la Tabla 2-2, y el segundo rango de frecuencias es 2400-2483,5 MHz para la parte de la red de acceso como se denota en la Tabla 2-2: Características de Equipos de Radio para Transmisión Tabla 2-4. Para ello se pone a consideración los siguientes modelos de antenas conservando el mismo orden expuesto. 196 ANTENA 5 GHz MARCA CISCO MODELO AIR-ANT58G28SDA-N Rango de Frecuencia 5.725-5.825 GHz Velocidad del viento (supervivencia) VSWR Conector de Antena Dimensiones Ganancia Máxima Potencia Polarización Azimuth 3dB Beamwidth Mounting Elevations Plan (3dB BW) Velocidad del Viento (operacional) Dimensiones Descripción 125 MPH Aplicación Polarización Angulo de elevación Rango aproximado a 9 Mbps Rango aproximado a 54 Mbps 1.5:1 Nominal N-macho 4.9 ft (1.5 m) 28 dBi 4 watts V or H 4.75 degrees 1.5-2.5 in. Mast mount 4.75 degrees 100 MPH 29” Diámetro Antena de Plato Montaje sobre mástil Conexiones de larga distancia, de exterior Vertical u Horizontal Campo configurable +/- 12.5 grados 23 millas (37 km) (con 28 dBi antenas on each end) 12 millas (19 km) (con 28 dBi antenas on each end) Tabla 3-11: Características de Antena a 5 GHz 60 En la Figura 3-10 se puede ver el modelo de antena que se terminó de detallar sus características y validar que se trata de una antena de plato. 60 Fuente: http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/wireless/ps7183/ps469/product_data_sheet09186 a008008883b.html 197 Figura 3-10: Antena AIR-ANT58G28SDA-N A continuación se detalla las características en la Tabla 3-12 de una segunda opción de antena que trabaja en la banda de frecuencia 5.725 a 5.850GHz solicitada. Antena 5 GHz MARCA Netkrom MODELO Ganancia Frecuencia Pérdida de Retorno Input Input (S11) VSWR W58-29D 29dBi 5.725 a 5.850GHz -14Db Front /Back ratio 25dB Max. Potencia de Entrada 100 Watts 3dB Angulo de Rayo Cross pole Lóbulo Lateral 6° -32dB -28dB Amplitud de Rayo Vertical Impedancia 11° 50 ohms 1.5:1 198 Conector Polarización Dimensiones (diámetro) Resistencia al Viento Tipo N (Hembra) Horizontal o Vertical 25.5" (648 mm) 125mph Temperatura de Operación -40° a +70° C Tabla 3-12: Características de Antena Netkrom W58-29D 61 La antena detallada anteriormente se muestra en la Figura 3-11. Figura 3-11: Antena Netkrom 5,8 GHz De estos dos modelos se recomienda el uso de la Antena Netkrom, ya que es más robusta y de fácil instalación, y más liviana. Una vez terminado con las antenas de 5 GHz se procede a detallar la antena que funcione con frecuencia de 2,4 GHz Las antenas con que se van a trabajar a esta frecuencia deben sectoriales ya que van a trabajar en enlace multipunto a punto. 61 Fuente: http://www.netkrom.com/es/prod_ant_5.8ghz_ParabolicDish.html 199 En la Tabla 3-13 se detalla las características de la antena que se va a utilizar ya que es compatible con los equipos de radio. ANTENA 2,4 GHz MARCA NETKROM MODELO W24-17SP90 Ganancia 17 dBi Frecuencia 2300 - 2700 MHz Pérdida de Retorno Input -14dB VSWR 1.5:1 Front /Back ratio 20 dB Potencia de Entrada 50 Watts Amplitud de Rayo Horizontal 90° Amplitud de Rayo Vertical 7° Impedancia 50 ohms Conector N-Tipo (hembra) Polarización Vertical Mechanical Downtilt 30° Resistencia al Viento 125 mph, 96.5 lb Temperatura de Operación -40° a +70° C Tabla 3-13: Antena de 2,4 GHz Netkrom De igual forma la marca Netkrom ha sido considerada ya que cumple con los requisitos para radiar con un ángulo de inclinación de 20 grados y soporta una amplitud de radio horizontal de 90 grados, lo que permite cubrir una mayor área con una excelente potencia. 200 En esta Figura 3-12 se muestra la antena sectorial detallada anteriormente. Figura 3-12: Antena Netkrom W24-17SP90 62 3.2.2.7 Firewall Como parte importante de la seguridad esta el equipo Firewall, el cual va a controlar las redes desde cada nodo principal. El firewall que se considerará tiene funciones adicionales como IPS, antivirus, antispyware, antispam, IPSec VPN, filtrado, soporta VoIP, prevención de pérdida de datos y control de aplicaciones. Las características de este firewall son las que se detallan en la Tabla 3-14, que cabe aclarar es el equipo que se lo va a considerar y recomendar debido a que presenta características tanto de un switch wireless y controla la seguridad perimetral de la red LAN de cada una de las instituciones educativas: 62 Fuente: http://www.netkrom.com/es/prod_ant_24ghz_out_Wideband_SectorPanel.html 201 FIREWALL MARCA FORTINET MODELO FortiWiFi-30B Firewall Throughput IPSec VPN Throughput 100Mbps (large packet) 30 Mbps (small packet) 5 Mbps Antivirus Throughput 5 Mbps IPS Throughput 10 Mbps 10/100 (Copper) Interfaces 5 (4 switch/LAN, 1 WAN) Wireless Interfaces 802.11 b/g Certificaciones Medioambientales RoHS Compliant DMF Free Potencia requerida Cumplimiento de Norma Certificaciones 100 -240 VAC 50-60 Hz, 1 Amp (Max) FCC Class A Part 15, / CE Mark ICSA Labs: Firewall, Antivirus, IPSec VPN, SSL VPN, Intrusion Prevention Tabla 3-14: Características de Firewall FortiWiFi-30B Este equipo se lo puede observar en la Figura 3-13 , y una característica adicional es que son equipos que no ocupan mucho espacio, y de fácil montaje. Figura 3-13: Firewall FortiWiFi-30B 202 Un modelo de equipo que integra firewall y también funcione como access point es el siguiente que se detalla en la Tabla 3-15. MARCA CISCO MODELO CISCO871W-G-A-K9 Tipo Wireless router - 4-port switch (integrated) Tipo de Chasis Tecnología de conectividad Protocolo de enlace de datos Desktop Wireless, wired Banda de Frecuencia Velocidad de Transferencia Capacidad Protocolos de transporte / red Protocolos de ruteo 2.4 GHz 54 Mbps Protocolos de administración remota Encriptación Ethernet, Fast Ethernet, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g VPN tunnels : 10 L2TP, PPPoE RIP-1, RIP-2, HSRP, VRRP, GRE, policy-based routing (PBR) Telnet, SNMP 3, HTTP, HTTPS LEAP, DES, Triple DES, AES, PEAP, TKIP, WPA-PSK, PKI Autenticación RADIUS, TACACS+ Características Auto-sensing per device, DHCP support, NAT support, PAT support, VLAN support, Stateful Failover, Low-latency queuing (LLQ), ClassBased Weighted Fair Queuing (CBWFQ), Weighted Fair Queuing (WFQ), Wi-Fi Multimedia (WMM) support, Access Control List (ACL) support, Quality of Service (QoS), IPSec passthrough Estándares RAM IEEE 802.11b, IEEE 802.11d, IEEE 802.11g, IEEE 802.11i, Wi-Fi CERTIFIED CISPR 22 Class A, CISPR 24, EN 60950, EN 61000-3-2, VCCI Class A ITE, IEC 60950, EN 61000-3-3, EN55024, EN55022 Class A, UL 60950, EN50082-1, CSA 22.2 No. 60950, AS/NZ 3548 Class A, JATE, FCC Part 15, ICES-003 Class A, CS-03, EN 61000-6-2 128 MB (installed) / 256 MB (max) Flash Memory 24 MB (installed) / 52 MB (max) 203 Interfaces LAN : 4 x 10Base-T/100Base-TX - RJ-45 ¦ WAN : 1 x 10Base-T/100Base-TX - RJ-45 ¦ Management : 1 x console - RJ-45 Aerial Cantidad de Antenas Gain Level Potencia External integrated Voltaje AC 120/230 V ( 50/60 Hz ) Temperatura de operacion 0 °C-40°C Rango de humedad permitida 10 - 85% 2 2.2 dBi Power adapter - external - 26 Watt Tabla 3-15: Ruteador CISCO871W-G-A-K9 El equipo de marca Fortinet es el equipo que se recomienda, ya que integra tanto el switch inalámbrico como el firewall en un solo chasis, lo que ayuda a la utilización de un espacio mucho menor, y permite no incurrir en mayores gastos para su instalación. Y específicamente por el precio. 3.2.2.8 Servidores Se considerarán 2 servidores uno para monitoreo y otro de aplicaciones que en este caso es el de Internet, por lo cual el más robusto será el de monitoreo, ya que requerirá de mayor velocidad de procesamiento y memoria, para lo cual las configuraciones de los servidores son las siguientes, considerando las dos opciones para cada uno. MARCA MODELO TIPO PROCESADOR MEMORIA ALMACENAJE SERVIDOR DE MONITOREO OPCIÓN 1 OPCIÓN 2 HP IBM DL180 G6 System X3550M3 RACKEABLE RACKEABLE E5620 (2,4 GHz, QC, 12 Mb E5620 (2,4 GHz, QC, 12 Mb Cache, 80 W) Cache, 80 W) 8 GB 8 GB 1 TB (2 X 500GB) SATA 7.2 1 TB (2 X 500GB) SATA 7.2 KRPM KRPM 204 UNIDAD ÓPTICA SISTEMA OPERATIVO GARANTÍA DVDRW DVDRW WINDOWS SERVER 2008 WINDOWS SERVER 2008 3 años en partes 3 años Tabla 3-16: Características de las opciones para Servidores de Monitoreo MARCA MODELO TIPO PROCESADOR MEMORIA ALMACENAJE UNIDAD ÓPTICA SISTEMA OPERATIVO GARANTÍA SERVIDOR DE INTERNET OPCIÓN 1 OPCIÓN 2 HP IBM DL120 G6 System X3250M3 RACKEABLE RACKEABLE X3430 (2,4 GHz, QC, 8 Mb X3440 (2,53 GHz, QC, 8 Mb Cache, 95 W) Cache, 95 W) 2 GB 8 GB 1 TB (2 X 500GB) SATA 7.2 1 TB (2 X 500GB) SATA 7.2 KRPM KRPM DVDRW DVDRW WINDOWS SERVER 2008 STD WINDOWS SERVER 2008 STD 3 años en partes 3 años Tabla 3-17: Características de las opciones para Servidores de Internet De estas dos opciones se va a considerar los equipos marca HP, ya que tienen un costo menor y la experiencia con la marca es recomendable y confiable. 3.2.2.9 UPS Los UPS que se instalarán en los nodos son de 1,5 VA de capacidad por y que tengan mínimo 8 horas de respaldo dentro de ellos podemos encontrar varias marcas de los cuales se pone a consideración los siguientes con sus respectivos bancos de batería en caso de ser necesario. En la Tabla 3-18 se detalla las características de un UPS marca TRIPPLITE. 205 UPS MARCA: TRIPPLITE NÚMERO / PARTE: SMART1500CRMXL63 POTENCIA: 1500VA / 1440W TECNOLOGÍA: Interactiva CONTROL: USB, RS-232 VOLTAJE: 120 VAC T. RESPALDO / MIN: 6 min. (1440w) / 14 min. (720w) TOMACORRIENTES DE SALIDA INTEGRADOS DEL UPS: PROTECCIÓN 8 tomacorrientes 5-15R GARANTÍA USB (HID habilitado); DB9 Serial; EPO (apagado de emergencia); Ranura para interfaz SNMP/Web 2 AÑOS Tabla 3-18: UPS para Nodo El modulo de batería compatible con el UPS SMART1500CRMXL es el que se muestra en la Tabla 3-19. MÓDULO DE BATERÍA MARCA: TRIPPLITE64 NÚMERO / PARTE: BP48V48RT4U PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGA: Sistema de fusible de salida de 180A CC. AUTONOMÍA DE BATERÍA EXPANDIBLE: Incluye un segundo conector de entrada/salida para conectar en cadena múltiples módulos de batería 48 TENSIÓN DEL SISTEMA DE CC: 63 Fuente: http://www.tripplite.com/es/products/model.cfm?txtModelID=3826 64 Fuente: http://www.tripplite.com/es/products/model.cfm?txtModelID=3810 206 VIDA ÚTIL TÍPICA DE LA BATERÍA: De 4 a 6 años, uso típico GARANTÍA: 2 AÑOS Tabla 3-19: Batería de UPS para Nodo En los anexos se podrá encontrar las hojas técnicas de los equipos detallados. Otra opción es en la marca APC, la cual es una marca reconocida a nivel mundial y muy usado para respaldo de importante infraestructura de telecomunicaciones y de Centro de Datos. UPS MARCA: NÚMERO / PARTE: POTENCIA: TECNOLOGÍA: CONTROL: VOLTAJE: T. RESPALDO / MIN: TOMAS EN BATERÍA: PROTECCIÓN: GARANTÍA: APC SURTA1500XL65 1500VA / 1050W ON LINE Puerto DB-9 RS-232, Smart Slot/USB 120 VAC 22,2 (525 W) / 8,6 (1050W) 6 BAT Surge energy rating // Filtering Fulltime multi-pole noise // RJ45/ Modem/ fax/ DSL (RJ11)/10/100BT 2 AÑOS Tabla 3-20: UPS de nodo La batería que se necesitará en esta configuración es la que se detalla en la Tabla 3-21: 65 Fuente: http://www.apc.com/products/resource/include/techspec_index.cfm?base_sku=SURTA1500 XL&total_watts=200 207 SISTEMA DE BATERÍA MARCA: NÚMERO / PARTE: APC SURTA48XLBP 66 CAPACIDAD DE BATERÍA EN VA POR HORA: 864 MONTAJE DE BATERÍA: Gabinete de batería Adjunto CANTIDAD DE RBC: 2 VIDA ÚTIL TÍPICA DE LA BATERÍA: De 2 a 5 años (uso típico) GARANTÍA: 2 AÑOS Tabla 3-21: Características Baterías para UPS de nodo El fabricante de este UPS garantiza que se logrará conseguir el siguiente aproximadamente las 8 horas de respaldo con la siguiente configuración:67 1 UPS SURTA1500XL + = 7 Horas 49 minutos 4 BATERÍAS SURTA48XLBP De esta forma para cumplir con las 8 horas para respaldar la energía con el UPS se deberá colocar 4 baterías conectadas según indica su configuración, que se encuentra en los manuales de usuario. Dentro de la parte para el control de energía con ayuda de UPS, se ha considerado equipos para los puntos de recepción de la señal es decir, en los centros educativos se considerará equipos básicos de 550 VA, y los dos modelos que se considerará son los siguientes de la Tabla 3-22 y Tabla 3-23: 66 Fuente: http://www.apc.com/resource/include/techspec_index.cfm?base_sku=SURTA48XLBP 67 Ver: http://www.apc.com/resource/include/ups_runtime_chart.cfm?base_sku=SURTA1500XL&fami ly_id=163 208 UPS MARCA: TRIPPLITE NÚMERO / PARTE: AVR- Internet 550U POTENCIA: 550VA / 330W VOLTAJE: 120 V AC T, Respaldo / min: 3 min full carga TOMAS: PROTECCIÓN 4 tomacorrientes para batería y contra sobretensiones/4 tomacorrientes solo de sobretensiones (8 en total) Modem/fax/ DSL RED 10/100 GARANTÍA 2 AÑOS Tabla 3-22: UPS 550 VA La otra opción es el siguiente modelo: UPS MARCA: APC NÚMERO / PARTE: BE550G-LM POTENCIA: 550VA / 330W TECNOLOGÍA: Standby CONTROL: Puerto USB // SOFTWARE VOLTAJE: 120 VAC T, RESPALDO / MIN: 13,4 (165w) / 3,2 (330W) TOMÁS EN BATERÍA: 4 BAT / 4 ST PROTECCIÓN Modem/fax/ DSL RED 10/100 GARANTÍA 3 AÑOS Tabla 3-23: UPS 550 VA Una vez detallados todos los posibles equipos para este diseño se realizará una lista de precios de los equipos anteriormente detallados, para con ello tener los precios de referencia de cada uno de los modelos: 209 PRECIO UNITARIO ITEM TIPO DE EQUIPO MODELO 1 TORRE 15 STZ-30 $ 360,00 2 TORRE 21 STZ-30 $ 504,00 3 TORRE 24 STZ-30 $ 576,00 4 TORRE 27 STZ-30 $ 648,00 5 TORRE 30 STZ-30 $ 720,00 6 MÁSTIL 3 SLM-3 $ 15,00 7 MÁSTIL 6 SLM-6 $ 27,00 8 MÁSTIL 9 SLM-9 $ 55,00 9 MÁSTIL 12 SLM-12 $ 68,00 10 MÁSTIL 15 SLM-15 $ 79,00 11 BRAZO TIPO F SBL-30 $ 63,00 12 RUTEADOR CISCO 2901 $ 1.470,00 13 RUTEADOR INTEGRADOR DE SERVICIO CISCO 1811 $ 605,00 14 SWITCH CAPA 3 C3560G-24TS-S $ 3.149,00 15 SWITCH CAPA 2 V1905-24 $ 160,40 16 SWITCH CAPA 2 SF200-24 $ 208,00 17 RADIO LibraPlus 5845 RD $ 1.860,00 18 RADIO VIP 110-24 $ 1.392,00 19 ANTENA 5GHz AIR-ANT58G28SDAN $ 440,00 20 ANTENA 5GHz W58-29D $ 500,00 21 ANTENA 2,4GHz W24-17SP90 $ 320,00 22 FIREWALL FortiWiFi-30B $ 460,00 210 23 FIREWALL 851W-G-A-K9 $ 600,00 24 SERV. MONITOREO DL180 G6 $ 3.340,00 25 SERV. MONITOREO System X3550M3 $ 3.770,00 26 SERV. INTERNET DL120 G6 $ 2.395,00 27 SERV. INTERNET System X3250M3 $ 2.424,00 28 KVM AF616A $ 650,00 29 MONITOR Y TECLADO LCD 17" Y TECLADO $ 180,00 30 Rack 19 U HP V142 $ 930,00 31 Rack pequeño ARTESANAL $ 100,00 32 UPS 1.5KVA SMART1500CRMXL $ 1.800,00 33 BATERÍA BP48V48RT4U $ 965,00 34 UPS 1.5KVA SURTA1500XL $ 932,00 35 BATERÍA SURTA48XLBP $ 397,00 36 UPS 550VA Y BATERÍA AVR- Internet 550U $ 53,00 37 UPS 550VA Y BATERÍA BE550G-LM $ 52,00 Tabla 3-24: Lista de Precios de los Equipos Con los precios detallados en la Tabla 3-24, posteriormente se hará el cálculo del presupuesto necesario para el Proyecto. A continuación se detallará en la Tabla 3-25 las cantidades de equipos necesarios por nodo al que se le añadirá las cantidades necesarias para los centros educativos. NPORBP TOTAL 4 1 1 1 1 11 2 LibraPlus 5860 ER 1 - - - 1 - 1 - 3 3 Antena de 5,8 GHz 28 dBi 1 - - - 1 1 2 1 7 5 VIP 110-24 1 1 1 2 2 2 3 2 14 6 Antena 2,4 Ghz 17 dBi 90º 1 1 1 3 3 2 3 2 19 7 CISCO2901/K9 1 - - - - - - - 1 8 WS-C3560-24TS 1 - - - - - - - 1 9 CISCO1811 - - - - - - 1 - 1 10 V1905-24 - 1 1 1 1 1 - 1 6 11 FortiWIFI-30B - 1 1 1 1 1 - - 5 12 Server Monitoreo 1 - - - - - - - 1 13 Server de Internet 1 - - - - - - - 1 14 KVM 1 - - - - - - - 1 15 Monitor y teclado 1 - - - - - - - 1 16 UPS 1,5KVA 1 1 1 1 1 1 1 1 8 17 Baterías 4 4 4 4 4 4 4 4 32 18 Rack de 19 U 1 - - - - - - - 1 19 Rack - 1 1 1 1 1 1 1 7 20 TORRE 15 - 1 - - - - - - 1 21 TORRE 21 - - - - 1 1 1 - 3 22 TORRE 24 - - 1 1 1 - - - 3 23 TORRE 30 1 - - - - - - 1 2 24 Pararrayos 1 1 1 1 2 1 1 1 9 EPO85 1 EPO74 1 ITEM MODELO EPO69 1 EPO54 LibraPlus 5860 RD EPO5 1 NODO NPO6 / EPO93 NPO5 211 CANTIDADES Tabla 3-25: Listado de los Equipos por Nodo 212 3.2.3 COSTO DE LA RED DE BACKBONE Y RED DE ACCESO Con los datos del punto 3.2.2 podemos determinar el costo de la primera parte del diseño que es la red de backbone, los cuales detallo a continuación. ITEM MODELO PRECIO UNITARIO CANT. PRECIO TOTAL 1 LibraPlus 5860 RD 11 $ 1.860,00 $ 20.460,00 2 LibraPlus 5860 ER 3 $ 1.860,00 $ 5.580,00 3 Antena de 5,8 GHz 28 dBi 7 $ 420,00 $ 2.940,00 5 VIP 110-24 14 $ 1.392,00 6 Antena 2,4 Ghz 17 dBi 90º 19 $ 320,00 $ 6.080,00 7 CISCO2901/K9 1 $ 1.470,00 $ 1.470,00 8 WS-C3560-24TS 1 $ 3.149,00 $ 3.149,00 9 CISCO1811 1 $ 605,00 $ 605,00 10 V1905-24 6 $ 160,40 $ 962,40 11 FortiWIFI-30B 5 $ 460,00 $ 2.300,00 12 Server Monitoreo 1 $ 3.340,00 $ 3.340,00 13 Server de Internet 1 $ 2.395,00 $ 2.395,00 14 KVM 1 $ 650,00 $ 650,00 15 Monitor y teclado 1 $ 180,00 $ 180,00 16 UPS 1KVA 8 $ 1.800,00 $ 14.400,00 17 Baterías 32 $ 965,00 $ 30.880,00 18 Rack de 19 U 1 $ 930,00 $ 930,00 19 Rack 7 $ 100,00 $ 700,00 20 TORRE 15 1 $ 360,00 $ 360,00 21 TORRE 21 3 $ 504,00 $ 1.512,00 22 TORRE 24 3 $ 576,00 $ 1.728,00 23 TORRE 30 2 $ 720,00 $ 1.440,00 24 Pararrayos 9 $ 1.100,00 $ 9.900,00 25 Materiales 1 $ 2.500,00 $ 2.500,00 26 Mano de obra 1 $ 3.800,00 SUBTOTAL $ 19.488,00 $ 3.800,00 $ 137.349,40 12% IVA $ 16.481,93 TOTAL $ 153.831,33 Tabla 3-26: Costo Referenciales de la Red de Backbone 213 El monto total de implementación para el Backbone como se detalla en la Tabla 3-26 será de $153.831,33 incluido los impuestos por ley, incluyendo la mano de obra necesaria para la implementación de los 9 nodos considerados en el diseño de la red de este Proyecto. 3.2.4 COSTOS DE LA RED WLAN Para la parte final de este diseño, se considerará la Red WLAN, que implica ya la colocación de los equipos de la red de Acceso tendremos los siguientes equipos a usarse los cuales serán instalados en cada uno de las unidades educativas a considerarse en el Proyecto enlistadas en la Tabla 3-27. ITEM MODELO CANT. 1 VIP 110-24 1 2 Antena 2,4 GHz 17 dBi 90º 1 3 Mástil 1 4 Rack 1 5 FortiWIFI-30B 1 6 UPS 550VA Y Batería 1 7 Sistema de Tierra 1 Tabla 3-27: Equipos a instalar en cada Unidad Educativa Una vez definido los equipos que se debe considerar en cada una de las escuelas, se podrá determinar los costos que implicará considerar para la parte de red WLAN, o mejor conocido como usuarios finales. Los costos unitarios son los detallados en la Tabla 3-24, y se los multiplicará por las 93 localidades que se ha considerado en este Proyecto para obtener los valores de la Tabla 3-28. 214 ITEM MODELO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CANT. VIP 110-24 Antena 2,4 Ghz 17 dBi 90º Mástil Rack FortiWIFI-30B UPS 550VA Y Batería Sistema de Tierra Materiales Mano de Obra 93 93 93 93 93 93 93 93 93 PRECIO PRECIO TOTAL $ 1.392,00 $ 320,00 $ 48,80 $ 100,00 $ 460,00 $ 82,00 $ 150,00 $ 150,00 $ 150,00 SUBTOTAL $ 129.456,00 $ 29.760,00 $ 4.538,40 $ 9.300,00 $ 42.780,00 $ 7.626,00 $ 13.950,00 $ 13.950,00 $ 13.950,00 $ 265.310,40 12% IVA $ 31.837,25 TOTAL $ 297.147,65 Tabla 3-28: Costo referencial de la Red WLAN El presupuesto referencial para la Red WLAN será de $297.147,65 incluido los impuestos que se debe considerar por ley, con este valor más el valor a considerar de la Red de Backbone y la de Acceso, más los adicionales, se tendrá el costo total del Proyecto. 3.2.5 COSTOS DE SERVICIO DE INTERNET En este Proyecto se solicita que se debe proveer el servicio de internet para las 93 unidades educativas, y el ancho de banda que se deberá entregar al usuario final que en este caso son los usuarios de las escuelas o estudiantes y maestros deberá ser de 256 Kbps con compartición 4 a 1, con estos datos obtenemos NAP (Network Access Point) LOCAL que se consumirá el cálculo se lo ve en la Tabla 3-29: AB 256 Kbps Número de Escuelas 93 AB NAP LOCAL 23.808 Kbps Tabla 3-29: Determinación del AB para el NAP LOCAL 215 De este cálculo se determina que se necesitará de 23 Gbps de Ancho de Banda que se consumirá del NAP LOCAL. El acceso al NAP Internacional se considera que es la cuarta parte del NAP Local, lo que implicará que se requiera 6 Gbps aproximadamente. AB NAP LOCAL 23808 Kbps AB NAP INT. 5952 Kbps E1 2048 Kbps # E1 3 unidades Tabla 3-30: Cantidad de E1 mensuales a consumir La Tabla 3-30 muestra los valores obtenidos para hacer el cálculo de cuantos E1 se va a consumir para dar el servicio a las Unidades Educativas del Proyecto. Considerando que el precio por alquiler de un E1 (AB = 2048 bps) tiene un valor de $300,00 + IVA mensualmente, entonces se tiene los siguientes costos. De estos datos tenemos que el valor mensual a considerarse por el servicio de internet es de: 3 E1 x $300,00 = $900,00 mensual Como requerimiento del Proyecto se solicita que se entregue el servicio de parte de ISP por un período de 2 años, lo que nos da un valor total de $ 21,600.00 + IVA. 3.2.6 COSTOS TOTALES El presupuesto total de esta red determinará detallando los costos de los numerales: ü COSTO DE LA RED DE BACKBONE Y RED DE ACCESO ü COSTOS DE LA RED WLAN ü COSTOS DE SERVICIO DE INTERNET 216 Estos costos más lo de capacitación para los administradores de la red, tanto del Municipio como para las 93 escuelas llevará al valor del presupuesto total que se deberá tomar en cuenta, que se detallan a continuación: ITEM MODELO 1 2 3 4 5 Diseño especializado Red Backbone y Red de Acceso Red WLAN Servicio de Internet Capacitación y Soporte CANT. VALOR 1 1 1 1 1 SUBTOTAL $ $ $ $ $ 8.000,00 137.049,40 265.310,40 21.600,00 2.500,00 $ 434.459,80 12% IVA $ 52.135,18 TOTAL $ 486.594,98 Tabla 3-31: Presupuesto Referencial Total del Proyecto El costo total estimado del Proyecto tal cual como se refleja en la Tabla 3-31 es de $486.594,98 incluido los impuestos por ley, con este monto se tiene el monto a invertir en la implementación de la Red Inalámbrica para proveer servicio de Internet y comunicaciones para el Municipio de Otavalo y las unidades educativas consideradas. Con ese valor se puede concluir que el diseño de la red a concluido y que no falta ningún costo por considerar. El siguiente paso a llevarse para concluir este Proyecto con éxito será implementarlo y con ello se podría confirmar la confiabilidad del diseño realizado. 217 CAPÍTULO 4 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4.1 CONCLUSIONES ü El servicio de Internet hoy por hoy es un requerimiento importante, pasando de ser un servicio de lujo a un servicio común y necesario para el desarrollo de todo pueblo. ü Con este diseño se logrará brindar el servicio de Internet a las 93 escuelas fiscales del Cantón Otavalo, para que se puedan acceder al mundo de la información en la web. ü Como conclusión general al uso de esta tecnología inalámbrica, se puede decir que hay diferentes especificaciones que probablemente sobrepasen a la especificación 802.11. De hecho, actualmente está muy extendido el uso de 802.11n que trabaja a velocidades considerables y en los dos rangos de frecuencia en que trabajan los estándares anteriores como son 802.11a,b,g, lo que permite con un mismo equipo pueda operar sin ningún problema. ü A lo largo de este Proyecto se ha mostrado el proceso de diseño e implementación de una red basada en tecnología WiFi, aplicada para comunicar un entorno rural de una zona en desarrollo, con enlaces de larga distancia, considerando que este estándar se ha especificado en la teoría que se aplica tan solo para distancias cortas y de un entorno cerrado. Para lo cual primero se debió entender el funcionamiento del estándar IEEE 802.11, y después ver su aplicación en este tipo de entornos ya aplicados en otros proyectos. Luego se han detallado diversos aspectos relacionados con el diseño, los materiales y equipos empleados y el proceso de instalación. ü El diseño de un radioenlace involucra una gran variedad de cuestiones a tener en cuenta: ubicaciones de los lugares de instalación, selección de 218 equipos, cálculo del balance de potencias, identificación de obstáculos y posibles interferencias, fenómenos de atenuación y desvanecimiento de las señales, etc. Si bien actualmente la existencia de herramientas informáticas de simulación facilita enormemente la tarea, es importante conocer de primera mano todos los aspectos que pueden influir en el funcionamiento del radioenlace. De este modo, durante la fase final de verificación e instalación de los equipos será posible identificar las posibles causas de un mal funcionamiento y arbitrar los mecanismos adecuados para solucionarlo. ü Cabe considerar que este Proyecto consiste en tan solo el diseño de la red, para lo cual se ha validado las características del entorno en donde se va a realizar la implementación, y que los puntos y condiciones de los enlaces sean tal cual se ha expuesto, sin embargo puede que haya cambios leves que generan que algún punto deba ser movido dentro de las escuelas para poder conseguir la posición idónea para tener el enlace perfecto. ü El uso de redes inalámbricas ayuda a la movilidad de las personas sin necesidad te estar atado a un cable de datos, esto considerando a usuarios finales como oficinistas o trabajadores en general, estudiantes y personas, que se comunicarán por medio de equipos receptores de señal, los cuales pueden ser desde uno muy pequeño como un celular hasta un computador, y para poder contar con este servicio se ha desarrollado tecnologías que permitan brindar estos servicios, pasando de las típicas redes físicas a redes inalámbricas, a los cuales se ha dado mil y un usos a nivel industrial, y doméstico. ü Al momento del levantamiento de la información de la ubicación de las escuelas se debe considerar que los datos sean los correctos, ya que estos servirán para el diseño de la red, y que al momento de la implementación sea casi exacta la ubicación de las equipos de radio y antenas principalmente, para lograr los enlaces deseados con una confiabilidad alta. 219 ü El servicio de Internet dará a los estudiantes de las unidades educativas una oportunidad de poder incursionar con mayor facilidad al mundo globalizado de la información por medio de la web, y de esta forma darle un mayor horizonte a los jóvenes. ü A pesar de que la teoría indica que las redes LAN son para distancias cortas de hasta decenas de metros, las redes inalámbricas LAN hoy por hoy son usadas para comunicar a mayores distancias y su tecnología está siendo más usada por una red WiMax, y la razón más simple es debido al costo de los equipos. ü La seguridad de una red, a pesar de que por mucho tiempo no se la consideró importante en su diseño, o simplemente no se ha configurado o activado los mecanismos que vienen instalados en los equipos transmisores, pero hoy por hoy toda la información del mundo entero está cruzando por canales de comunicación cableados e inalámbricos, y por la importancia de dicha información por más simple que sea debe ser considerada para evitar pérdidas de la misma.68 ü Conseguir un nivel de calidad del servicio óptimo en una red, es mucho más complicado en una red inalámbrica que en una red cableada, ya que el medio de transmisión no lo podemos moldear o configurar de acuerdo a parámetro dados por el hombre, simplemente se espera que se cumpla de la mejor forma y en los receptores se mejorará dicha señal. ü La calidad de servicio de una red inalámbrica para servicios en línea es muy importante, ya que si es baja, la pérdida de información será considerable y mucho más en aplicaciones de voz y video, donde el entender una conversación entrecortada se dificulta e implicaría la incomprensión del mensaje y fomentar consecuencias negativas tanto para el ente transmisor como el receptor. 68 http://www.zonagratuita.com/servicios/seguridad/wireles.html 220 ü Los mecanismos usados para obtener un nivel de calidad de servicio, modifican el comportamiento de la red para poder asignar recursos que mejoren el desempeño y cubran las garantías ofertadas en el servicio. ü Las métricas de la calidad del servicio van a depender de las aplicaciones, la disponibilidad de los recursos y del comportamiento de los usuarios. ü Cada elemento de una red es un punto importante a considerarse, ya que tiene una funcionalidad que ayuda al mejor desempeño de la red o simplemente a que funcione. ü Un enlace va a depender principalmente de los equipos transmisores y receptores y otros factores que se detallan en el capítulo 2 de este Proyecto, pero un factor primordial es el medio de transmisión que es el aire, y de todo aquello que pueda estar obstruyendo dicho enlace, ya que por mejores que sean los equipos y con una ganancia extraordinaria, un simple árbol joven podría bloquear considerablemente. ü Los costos de la red inalámbrica diseñada es este Proyecto, cumplen con las especificaciones solicitadas, y adicionalmente están dentro de un presupuesto aprobado, por lo que se concluye que el diseño con todas las consideraciones tomadas será funcional y operativo. RECOMENDACIONES ü Se recomienda para el proveedor que vaya a implementar y a entregar este Proyecto, considere las distancias y tiempos que le llevará llegar a cada punto de la red y principalmente a los nodos, para que con esta información pueda acudir a resolver los casos que se presenten, ya que esto permitirá brindar un mejor servicio y cumplir con los SLA en caso de incluirse en el contrato.69 69 Fuente: Calidad de servicio en redes inalámbricas 802.11b, http://www.34t.com/box- docs.asp?doc=636 221 ü No es recomendable utilizar más de tres canales de Spread Spectrum en un mismo nodo o localidad. En otras palabras, no se debe instalar más de 3 Access Points y su equivalente de 33 Mbps de capacidad de tráfico (incluyendo el overhead) debido a que colapsará el servicio debido a la saturación del canal. ü Los productos inalámbricos adaptan la velocidad de transferencia de datos acorde a la calidad de señal / ruido recibida. En dicha selección el equipo puede variar entre 1, 2, 5.5 y 11 Mbps. Esto debe tenerse en cuenta ya que en casos de mucho ruido / poca visibilidad con el nodo las velocidades de transferencia de datos puede ser considerablemente menores obteniéndose calidades de servicio no deseadas. ü Se debe considerar como norma de seguridad primordial cambiar las claves de acceso a una red, y para ello se puede usar el software de los puntos de acceso instalados. ü Al momento de configurar las seguridades considerar mecanismos de cifrado de clave. ü Luego de terminadas las instalaciones de todos los puntos de la red diseñada se deberá realizar las respectivas pruebas de campo para garantizar el servicio a los usuarios, y que se constate el buen trabajo de implementación. ü Se recomienda en toda implementación considerar mantenimientos preventivos del sistema en general como mínimo una vez al año, para de esta forma optimizar el tiempo de vida útil de los equipos del sistema, y así evitarse inconvenientes por mal funcionamiento. ü Se deberá considerar instalar equipos que trabajen bajo normas y estándares internacionales, es decir que sean compatibles con otros equipos y que no se deba atar a una sola marca o por lo menos que se garantice que al final de un período existirá un equipo que lo reemplace y que los cambios que deban realizarse no sean tan considerables como la nueva implementación del Proyecto. 222 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Libros y Páginas Web: 1. 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