REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD PRIVADA Dr. RAFAEL BELLOSO CHACÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE ELECTRÓNICA
MENCIÓN: TELECOMUNICACIONES
RED DE ACCESO PARA EL SERVICIO DE INTERNET BASADO EN EL
ESTÁNDAR IEEE-1901 PARA EL MUNICIPIO MARACAIBO
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE
INGENIERO EN ELECTRÓNICA MENCIÓN: TELECOMUNICACIONES
PRESENTADO POR:
BRITO, GERARDO
ESPINEL, CARLOS
LÓPEZ, NERIO
ASESORADO POR
MSc. GABRIEL VILLA
MSc. ELIZABETH PEREZ
MARACAIBO, ABRIL DE 2013
RED DE ACCESO PARA EL SERVICIO DE INTERNET BASADO EN EL
ESTÁNDAR IEEE-1901 PARA EL MUNICIPIO MARACAIBO
VEREDICTO
ii
VEREDICTO
iii
VEREDICTO
iv
DEDICATORIA
A Dios y a la Virgen Milagrosa por estar conmigo en los momentos más
difíciles y felices a lo largo de esta carrera.
A mis padres Manuel y Bertha, les dedico por completo este logro, por
ser siempre mi mayor fuente de apoyo y mis guías en toda mi carrera y a lo
largo de toda mi vida, por sus consejos, ayudas y formación para ser la
persona de bien que soy.
A mis tíos y todos mis amigos por darme ánimo y buenos consejos
siempre para continuar hacia adelante.
A mi esposa Adriana que me acompaña siempre, por sus consejos, por
su apoyo en este proyecto y por confiar siempre en mi le dedico con todo mi
amor este logro.
A mi hija Adriana Valentina que es y siempre será mi mayor inspiración,
la luz de mis ojos y a quien también le dedico con todo mi amor este logro.
Y por último, a todas las personas que no están mencionadas en esta
dedicatoria mis compañeros de estudio que fueron fundamentales para lograr
todo esto, por los que siguen a mi lado y por los que ya no están, muchas
gracias.
Gerardo Brito.
v
Le dedico este trabajo a mi madre Ana Gisela y a mi padre Edgar que
siempre me dieron su apoyo incondicional.}
A mis hermanos que siempre estuvieron a mi lado y me ayudaron con
cualquier duda que tuviera.
A Dios y a la Virgen por su grandeza y guiarme en los logros de todas
mis metas.
Carlos Espinel
A Dios por darnos salud, ser la guía que nos lleva hasta el final sin
permitir que desviemos nuestro rumbo.
A mis padres, Zaida y Nerio que aunque no están siempre me
aconsejaron lo importante que es culminar los estudios y que fueron fuente
de inspiración, este logro se lo dedico primeramente a ellos.
A mis hermanos que siempre me han apoyado para culminar mis
metas, siempre han sido un apoyo incondicional durante todo el estudio de
mi carrera.
A mi esposa que siempre me ha apoyado y siempre me ha hecho las
cosas un poco más fáciles, contando siempre con sus palabras alentadoras.
Nerio López.
vi
AGRADECIMIENTOS
Ante todo le agradecemos a Dios, por permitirnos estar aquí, por no
desampararnos y darnos la fortaleza para seguir adelante y cumplir nuestra
meta.
A nuestros tutores de tesis, Gabriel Villa y Elizabeth Pérez por su
orientación, dedicación y mucha paciencia durante nueve meses para
realizar este proyecto.
A nuestros padres que fueron parte de la inspiración para lograr esta
meta tan anhelada.
A nuestros familiares, amigos, seres queridos y todas aquellas
personas que estuvieron con nosotros a lo largo del camino.
Brito, Espinel y López.
vii
BRITO GERARDO, ESPINEL CARLOS Y LOPEZ NERIO. RED DE ACCESO
PARA EL SERVICIO DE INTERNET BASADO EN EL ESTANDAR IEEE1901 PARA EL MUNICIPIO MARACAIBO. UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL
BELLOSO CHACIN. FACULTAD DE INGIENERIA. ESCUELA DE
ELECTRONICA. MENCION TELECOMUNICACIONES. MARACAIBO 2013.
RESUMEN
Esta investigación tiene como objetivo el diseño de una red de acceso para el
servicio de internet basado en el estándar IEEE- 1901 para el municipio
Maracaibo. Con el uso de dispositivos powerline, switches y módems, los
cuales nos proporcionan la conexión a internet. Las bases teóricas fueron
apoyadas en los autores Raya (1995) en el área de red, en el estándar
IEEE-1901 y en Hesselbach (2002) en la parte de teoría de cola. La
investigación fue realizada bajo la modalidad de proyectiva y descriptiva, y
por ser un diseño de campo y no experimental. La investigación se sustentó
metodológicamente bajo el punto de vista de los autores Fitzgerald (1988) y
Savant (2000), quedando estructurada en 5 fases; definir el problema, definir
los requerimientos del sistema propuesto para formar una imagen global del
sistema, recabar información general de fondo sobre las áreas que afectará
el sistema propuesto, crear documentación, validar el sistema propuesto
basado en el estándar IEEE-1901. Las técnicas e instrumentos de
recolección de datos fueron la observación directa y la revisión documental.
Esta investigación se corroboro mediante una simulación en el software
MATLAB. La tecnología utilizada en la investigación (PLC) ofrece ventajas
con respecto a las conexiones a internet comúnmente usadas, no se tiene
que hacer ningún cambio en la infraestructura para la conexión a internet
debido a que se utiliza las conexiones ya existente y solo se tiene que revisar
la red eléctrica ya instalada.viii
Palabras claves: Red de acceso. Servicio. Internet.
viii
BRITO GERARDO, ESPINEL CARLOS AND LOPEZ NERIO. NETWORK
ACCESS FOR INTERNET SERVICE BASED ON THE STANDARD IEEE1901 FOR THE MUNICIPALITY OF MARACAIBO. UNIVERSITY Dr.
RAFAEL BELLOSO CHACIN. ENGINEERING FACULTY. School of
Electronics. MENTION TELECOMMUNICATIONS. MARACAIBO 2013.
ABSTRACT
This research aims to design an access network for Internet service based on
the standard IEEE-1901 for the municipality of Maracaibo. With the help of
powerline devices, switches and modems which provide us with the internet
connection. The theoretical basis for the authors were supported Raya (1995)
in the network area, on the standard IEEE-1901 and Hesselbach (2002) on
the queue theory. The research was conducted in the form of projective and
descriptive, and for being a field design and not experimental. The research is
methodologically support the point of view of the authors Fitzgerald (1988)
and Savant (2000), being structured in 5 phases, define the problem, define
the requirements of the proposed system to form an global image of the
system, gather general information background on the areas that affect the
proposed system, creating documentation, validate the proposed system
based on the standard IEEE-1901. The techniques and tools for data
collection were direct observation and document review. This research was
corroborated by a software simulation MAHTLAB. The technology used in the
research (PLC) offers advantages over the commonly used internet
connections, it does not have to make any changes in the infrastructure for
the internet connection because it uses the existing connections and only
needs to be review the grid installed.
Keywords: Network Access. Service. Internet.
ix
ÍNDICE GENERAL
Pág.
VEREDICTO ...........................................................................................
iii
DEDICATORIA .......................................................................................
vi
AGRADECIMIENTOS.............................................................................
vii
RESUMEN ..............................................................................................
x
ABSTRACT ............................................................................................
xi
INDICE GENERAL .................................................................................
viii
INDICE DE CUADROS ...........................................................................
xii
INDICE DE FIGURAS .............................................................................
xiii
INTRODUCCIÓN ....................................................................................
xiv
CAPÍTULO I. EL PROBLEMA
1. DESCRIPCIÓN DE LA SITUACION OBEJETO DE ESTUDIO ...........
3
1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .............................................
4
2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN................................................
5
2.1. OBJETIVOS GENERAL .............................................................
5
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................
5
3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.........................................
6
4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ..........................................
7
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ....................................
9
2. BASES TEÓRICAS .............................................................................
12
2.1. RED ............................................................................................
13
x
2.1.1. VENTAJAS DE UNA RED ................................................
14
2.1.2. SERVIDORES DE UNA RED ...........................................
15
2.1.3. CLASIFICACIÓN DE LAS REDES ...................................
15
2.1.4. ARQUITECTURA DE UNA RED DE TELECOMUNICACIONES 16
2.1.4.1 REDES DE ACCESO ............................................
17
2.1.4.2. RED CENTRAL O NUCLEAR .............................
17
2.2. TRANSMISIÓN ...........................................................................
18
2.2.1. MEDIOS DE TRANSMISIÓN ...........................................
19
2.2.1.1. LÍNEAS ABIERTAS DE DOS HILOS ....................
19
2.2.1.2 LÍNEA DE PAR TRENZADO ...............................
20
2.2.1.3 CABLE COAXIAL ................................................
21
2.2.1.4. CABE DE FIBRA ÓPTICA ...................................
22
2.2.2 MEDIOS ALÁMBRICOS .................................................
22
2.2.3. REDES LOCALES INALÁMBRICAS ................................
23
2.3. NORMAS ESTÁNDAR .............................................................
23
2.3.1. EL MODELO DE REFERENCIA OSI ..............................
23
2.3.1.1 CAPAS DEL MODELO DE REFERENCIA OSI .....
24
(A) CAPA 7: LA CAPA DE APLICACIÓN .............
25
(B) CAPA 6: LA CAPA DE PRESENTACIÓN .......
25
(C) CAPA 5: LA CAPA DE SESIÓN .....................
26
(D) CAPA 4: LA CAPA DE TRANSPORTE ...........
26
(E) CAPA 3: LA CAPA DE RED ............................
27
xi
(F) CAPA 2: LA CAPA DE ENLACE DE DATOS .
27
(G) CAPA 1: LA CAPA FÍSICA .............................
28
2.3.2 NORMA IEEE 802 ...........................................................
28
2.3.3 NORMA IEEE1901 ..........................................................
29
2.3.4. CONTROL DE LA COMUNICACIÓN ...............................
31
2.4. SEGURIDAD ..............................................................................
32
2.4.1. SEGURIDAD FÍSICA DEL SERVIDOR ............................
32
2.4.2. SEGURIDAD DE LOS DATOS .........................................
32
2.5. INTERNET..................................................................................
33
2.5.1. COMUNICACIÓN CON EL EXTERIOR ...........................
33
2.5.2. IDENTIFICACIÓN DE INTERNET ....................................
34
2.5.3. TIPOS DE ACCESO A INTERNET ..................................
35
2.5.4. NORMAS DE USO DE LA RED .......................................
35
2.6. TEORÍA DE COLA.....................................................................
36
2.6.1. LA COLA M/M/M. ERLANG C .........................................
37
2.6.1.2. PROBABILIDAD DE ESTADO. .............................
38
2.6.2. LA COLA M/M/M/M. ERLANG B .....................................
40
2.6.2.1. MODELO DE COLA. ..............................................
40
2.6.2.2. PROBABILIDADES DE ESTADO. .........................
40
2.6.2.3. SITUACIÓN DE BLOQUEO. FUNCIÓN DE
ERLANG B. ............................................................................
41
2.6.2.4. RELACIÓN DE RECURRENCIA. ..........................
43
xii
3. SISTEMA DE VARIABLE ..................................................................
43
3.1. DEFINICIÓN NOMINAL…………………………………………….
44
3.2. DEFINICIÓN CONCEPTUAL……………………………………….
44
3.3. DEFINICIÓN OPERACIONAL……………………………………… 45
CAPÍTULO III MARCO METODOLOGICO
1. TIPO DE INVESTIGACIÓN................................................................
46
2. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN .....................................................
47
3. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ...
48
4. METODOLOGÍA SELECCIONADA ...................................................
49
5. CUADRO Y CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Y RECURSOS ....
51
CAPÍTULO IV RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
1. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ....................................................
1.1 DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA…………………………...
55
55
CONCLUSIONES ...................................................................................
79
RECOMENDACIONES ...........................................................................
81
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................
82
ANEXOS………………………………………………………………………
xiii
ÍNDICE DE CUADROS
CUADROS:
Pág.
1. ACTIVIDADES Y RECURSOS .......................................................... .
51
2. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES .................................................. .
53
3. TECNOLOGÍAS POWERLINE........................................................... .
70
4. TECNOLOGÍAS MODEM .................................................................. .
71
5. TECNOLOGÍAS SWITCH .................................................................. .
72
xiv
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURAS:
PÁG.
1. KIT DE INICIO AV500 CON ADAPTADOR POWERLINE GIGABIT TLPA511KIT ..........................................................................................
48
2. ADAPTADOR ETHERNET POWERLINE AV 500 (INTELLNET)........
49
3. PLWK400 KIT AMPLIFICADOR DE RED INALÁMBRICA
POWERLINE AV .................................................................................
50
4. ADAPTADOR POWERLINE AV 500 DHP-500AV ..............................
58
5. CISCO WS-C2960-2960-L 8TC 8 PUERTOS SWITCH CATALYST
10/100MB............................................................................................
59
6. CISCO WS-C2960G-8TC-L CATALYST 2960 DE 8 PUERTOS10/100/1000
ETHERNET SWITCH .........................................................................
59
7. ETHERNET SWITCH GIGABIT 8-PORT FAST ..................................
60
8. ADSL2+ MODEM ROUTER TD-8840T ...............................................
60
9. ROUTER MÓDEM ADSL2+ USB INALÁMBRICO N DE 300MBPS
TD-W8968...........................................................................................
61
10. X1OOO ROUTER INALÁMBRICO N300 CON MÓDEM ADSL2+
MODEM……………………………………………………………………
61
11. DIAGRAMA DEL SISTEMA ..............................................................
73
12. PROTOTIPO EN SOFTWARE ........................................................
75
13. GRÁFICA SIMULACIÓN ...................................................................
76
xv
14. SIMULACIÓN CRÍTICA .....................................................................
77
15. GRÁFICA CRÍTICA ...........................................................................
77
xvi
INTRODUCCIÓN
A mediados del año 1995 se populariza en Venezuela el amplio mundo
del internet abriendo una gran ventana de posibilidades para el desarrollo
mundial y una herramienta de uso diario en la actualidad, en su inicio se
podía tener acceso a través del cable telefónico con una tecnología llamada
Dial-up la cual no solamente interrumpía el uso de las llamadas telefónicas
cuando estaba en pleno uso el servicio de internet sino que también poseía
una velocidad de transmisión demasiado baja en comparación con la que se
tiene hoy en día pero que en su período fue lo mejor, a medida que pasa el
tiempo se van creando nuevas tecnologías y de forma paralela evolucionan y
se adaptan a grandes cambios, obligando a crearse estándares de uso para
obtener una mayor velocidad de transmisión del servicio prestado inclusive al
momento de realizar una conversación vía telefónica al mismo tiempo que se
disfruta del mundo virtual.
Con el transcurrir de los años las exigencias se hacen cada vez mayor por
lo que se ha desplegado un mayor número de ideas que plantean y dan
solución a los requerimientos que los usuarios desean percibir de esta red
mundial.En el país, el servicio de internet en los últimos diez años ha crecido
de manera descomunal, sin embargo existen zonas en la actualidad que se
ven limitadas de este servicio resultando en consecuencia que algunas
personas no puedan acceder al mismo, por cuanto esta investigación está
dirigida a la solución de dicho problema, debido a que en la actualidad existe
2
una gran gama de tecnologías que se han desarrollado desde hace unos tres
años los cuales ayudarían a resolver las limitantes que poseen los habitantes
porque las compañías que actualmente prestan el servicio no poseen la
infraestructura en algunas zonas y por lo tanto no hay conexión a internet por
medios alámbricos.
La presente investigación propone el diseño de una red de acceso para
el servicio de internet basado en el estándar IEEE-1901 para el Municipio
Maracaibo, el cual se comprende de cuatro capítulos los cuales llevara a
cumplir el objetivo que ésta investigación plantea.
El Capítulo I comprende el planteamiento, descripción, delimitación y los
objetivos del problema;el Capítulo II señala los antecedentes
aquellas definiciones,
conceptos y formulas a desarrollar
y todas
en
esta
investigación en lo que se entiende como bases teóricas, así como también
lo es el desarrollo de un sistema de variables, de igual manera se investigan
y analizan las tecnologías disponibles; el Capítulo III define el tipo y diseño
de la investigación, las técnicas e instrumentos utilizados para la recolección
de datos y la metodología seleccionada para la realización de la mencionada
investigación, a este nivel se adapta la tecnología a utilizar como acceso al
medio; por ultimo llegamos al Capítulo IV en el que se presentan los
resultados obtenidos a través del análisis de datos y concluyendo en la
construcción de un prototipo en el software Matlab, finalmente validado dicho
diseño por expertos.