Análisis para la implementación de servicios telemáticos

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•TECX>l.ÓCIC0 DE -MONTERREY

No. de tesis: 105

Presentada al

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Campus Ciudad de México

Para la obtención del grado de

MAESTRO EN ADMINISTRACIÓN. DE LAS TELECOMUNICACIONES

por

lván Becerril Amaya

Análisis para la implementación de servicios telemáticos

en una empresa automotriz

Defendida el 15 de Marzo de 2006 ante el comité de tesis:

Dr. Francisco Javier Cuevas Ordaz Profesor de ITESM-CCM

Dr. José Ramón Álvarez Bada Profesor de ITESM-CCM Dr. Guillermo Alfonso Parra Rodríguez Profesor de ITESM-CCM

Trabajo efectuado en el seno de la Escuela De Graduados en Ingeniería y Arquitectura del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Ciudad De México.

Índice

' Indice

Introducción general.. ..................................................................................... 7

Capítulo 1 : Generalidades de un sistema telemático en los automóvil,~s

1.1 Introducción ........................................................................................ 9

1.2 Evolución de las redes automotrices ............................................................ 9 1.2.1 Concepto de Información y Entretenimiento "/nfotainment"

1.3 Evolución de los servicios de telecomunicaciones móviles ............ .. .... .... .... .. ...... .... .. 11 1.3.1 Sistemas telemáticos en los vehículos

1.4 El estándar OSGi (Open Services Gateway lnitiative) ................................................... 13 1.4. 1 Arquitectura

1.5 Conclusión ....................................................................................... 19

Capítulo II Redes integradas al automóvil y redes de telecomunic3,ciones

11.1 lntroducción .................................................................................................................. 21

11.2 Redes Integradas al automóvil... ............................... ....... .. .. .. ............ ........... .. ...... .. ...... 21 11.2.1 Buses de prioridad

11.2.1.1 CAN (Controlled Area Network) 11.2 .1.2 VAN (Vehicle Area Network) 11.2 .1.3 JI 850

11.2.2 Redes disparadas por tiempo (Time-Triggered Networks) 11.2.2.1 El protocolo TTP/C 11.2.2.2 El protocolo FlexRelay 11.2.2.3 El protocolo CAN disparado por tiempo (TTCAN -Time Triggered

CAN (TTCAN) Protocol) 11.2.3 Redes automotrices de bajo costo (Low-Cost Automotivc Networks)

11.2.3.1 LIN 11.2.3.2 La red TTP/A

11.2.4 Redes Multimedia 11.2.4.1 MOST 11.2.4.2 La red IDB-1394

11.2.5 Redes Inalámbricas (Wireless)

Índice

11.3 Comunicaciones de corto alcance ................................................................... ....... ....... 32 11.3.1 Bluetooth 11.3.2 IEEE 802.11 x

11.4 Conexión a la red móvil de área amplia ......................... .. ........ . ... . . . .... ......... 38 11.4.1 Enlace Satclital (GPS) 11.4.2 GPRS

11.5 Conclusión .................................................................................. 42

Capítulo III Diseño De Sistema Telemático

111 .1 lntroducción ..... ............................................................................................................ .43

111.2 Descripción de funcionamiento del sistema ................................................................ .43 111.2.1 Luz de verificación del motor 111.2.2 080-11 (On-Board Diagnostic /f)

111.3 Modelo de Red ......................................................... .............. ......... ..................... .47

111.4 Componentes del sistema .............. . .. . . .... . .... . . . ......... . .............................. 51

111.5 Modelo de operación ............................................................................ 59

111.6 Conclusión .................................................................................................................... 60

Capítulo IV Estudio De Factibilidad

IV Introducción ................................................................................................................. 61

IV .1 Estudio de factibilidad técnica ..................................................................................... 61

IV.2 Estudio de factibilidad económica ......... .. ..... ......... ....... ......... ............. .. ... ... ................ 70

IV.3 Estudio de factibilidad operativa ................................................................................. 74

IV.5 Análisis de mercado ........................................................................................ ............. 76

IV.6 Dispositivo de comunicación propuesto.................................................... 77

IV.7 Conclusión ................. . ............. . ........... . ........... . ...... . .... . ................... 78

Conclusión general y perspectivas........................................................................................ 79

Anexo .... ......... ... ........... ............ ....... ................................................ ...................................... 81

Bibliografia ............................................................................................................................ 83

Introducción General



En la actualidad los sistemas de información son una herramienta que caracteriza a las empresas de primer nivel y las hace más competitivas. Los sistemas e.e información tienen ahora una importancia crítica para tener una ventaja competitiva en los negocios. Las empresas que están habilitadas para identificar sistemas estratégicos de información de fácil desarrollo o adoptar programas de cómputo y usarlos para desarrollar su reingeniería de negocios y soportar sus procesos clave son las que serán exitosas (Manuel A. Alcuza, Jr, 1996 ).

Los países en desarrollo como México tienen grandes oportunidades para que sus empresas aprovechen los avances tecnológicos y lleguen a ser más competitivas, e· uso de la tecnologías móviles son una gran oportunidad para poder ofrecer servicios de valor agregado. Los servicios de comunicación móvil se están expandiendo de una manera sin precedente alrededor del mundo. Las naciones en desarrollo están el proceso de llevar más adelante el desarrollo de su infraestructura de comunicaciones móviles con el conocimiento del crecimiento de la demanda por servicios (Kidnapillai Selvarajah, 2000).

En el entorno actual tan competitivo, las empresas buscan diferenciar sus servicios, una de las formas de diferenciarse de la competencia es haciendo uso de la tecnología, pero como se menciona el artículo "Case Study in the Application of E-Business to the Retail Sector" de Mark Ripley, 2001 "En su prisa por explotar el Internet, algunos vend,~dores parece que han olvidado que, a menos que las tecnologías puedan significar una reducción de costos en el negocio, esta no tendrá la suficiente motivación en los usuarios para invertir en ella".

Así pues en el marco del uso de la tecnología y los sistemas de información para hacer nuestras empresas más competitivas, considerando el crecimiento de los servicios móviles en México, podemos observar que los servicios de comunicación móvil están en continuo crecimiento y desarrollo, refiriéndonos a una publicación en Internet de Información sobre telecomunicaciones titulado "El futuro inmediato en los mercados de servicios PCS" editado por Roberto Martinez Illescas de diversos artículos de revistas tecnológicas, el editor comenta que de acuerdo con información difundida por la oficina de Medios y Telecomunicaciones del Financia] Times, cada tres segundos, un nuevo suscriptor se añade a la cuenta de algún servicio móvil de telecomunicaciones en Estados Unidos; en el resto del mundo lo mismo sucede cada segundo.

Esta tesis trata del análisis para implementar serv1c10s telematicos en Mexico, para una empresa del ramo automotriz; la implementación de estos servicios pueden provocar un desarrollo importante en varios sectores, desde la mejora en las operaciones de la empresa usuaria hasta un mayor desarrollo en los servicios provistos por las empresas de telecomunicaciones, fomentando el desarrollo de nuevos servicios y la posible creación de empresas que pueden dedicarse a la operación de este tipo de sistemas.

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La electrónica y redes incorporadas en los automóviles modernos, también nos proporcionan una área de estudio, bastante interesante y amplia, donde funciones de investigación y desarrollo pueden ser bastante interesantes de llevarse a cabo en nuestro país para el desarrollo de tecnología propia

Esta tesis esta dividida en 4 capítulos, a continuación se presenta un resumen de los temas que pueden encontrarse en el desarrollo.

Capítulo 1.- En este capítulose puede encontrar información sobre los conceptos generales de las redes automotrices, servicios de comunicaciones móviles y los sistemas telemáticos existentes para los vehículos; se hace una revisión del estándar OSGi que es un estándar abierto, y que se pretende sea el estándar mundial para desarrollar e implementar dispositivos y servicios telemáticos aplicables a cualquier sistema e industria.

Capítulo 2.- Se hace una revisión detallada de lo que son las redes integradas a un automóvil, sus características y funcionalidades, con esta información posteriormente se hace una revisión de diferentes tecnologías de telecomunicaciones móviles, con la información de este capítulo se puede tener una visión acerca de cuáles son los componentes que funcionan como entorno de red de área local y cuáles tecnologías de red de área amplia pueden usarse para interconectarlas.

Capítulo 3.- Se muestra el diseño del sistema propuesto, se hace una revisión de los sistemas existentes en los automóviles para diagnosticar fallas y se explica como se pretende usarlo para los propósitos del sistema propuesto en esta tesis. Se desglosan los componentes y recursos a usar en el diseño y se muestra el modelo de red propuesto.

Capítulo 4.- Se hacen los estudios de factibilidad técnica, económica y operativa; se revisa infonnación de los recursos tecnológicos disponibles para implementar el sistema, se desglosan y analizan los recursos financieros necesarios y el análisis de rentabilidad para determinar si el sistema financieramente viable; así también se lleva a cabo el estudio de factibilidad operativa para determinar si los recursos necesarios para su puesta en operación, son los suficientes y adecuados para poner a operar el sistema como se requiere.

Esta tesis aporta información con datos recientes acerca de tecnologías de redes en automóviles, sistemas y estándares actuales para la interconexión y operación de dispositivos de red a distancia y de recursos tecnológicos de transmisión de datos móviles disponibles en México; la cuál puede servir como base de referencia a futuras investigaciones de los componentes mencionados o el tema tratado en esta tesis, como base para la creación de empresas que quieren incursionar en los servicios telemáticos con el sistema propuesto o alguno diferente, o para desarrollar programas de investigación o estudio, que tengan como objetivo la creación de tecnología propia para la puesta en operación de este tipo de sistemas, o componentes involucrados como las redes automotrices, enfocando estas investigaciones o estudios hacia aquellos componentes o servicios que son dificiles de conseguir en México.

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Capítulo 1 : Generalidades de un sistema telemático en los vehículos

Capítulo I

Generalidades de un sistema telemático en los vehículos

1.1 Introducción

En este capítulo se revisa infonnación acerca de la evolución de las redes automotrices, estas redes han sido incorporadas en el proceso de fabricación de vehículos para reducir arneses de cable y mejorar la transferencia de datos entre sus dispositivos electrónicos [KOB-90].

Estas redes penniten la integración de nuevos sistemas que sirven para brindar mayor seguridad u opciones de entretenimiento a los ocupantes de un vehículo, apareciendo el concepto "lnfotainment" por las siglas de la abreviación en Inglés de "fnformation and entertainment" (Información y entretenimiento).

Se hace una revisión del concepto y la historia de las tecnologías de comunicación inalámbricas, ya que parece ser la opción más evidente para comunicar dispositivos móviles, con esta revisión podemos tener una panorámica de su evolución, capacidades actuales y tendencias futuras.

Al final del capítulo se hace una descripción de lo que son los sistemas telemáticos actuales para vehículos y el estándar de comunicación recomendado para la operación de los mismos, que pretende llegar a ser el estándar de facto para sistemas de diversas industrias que pueden ser operados a distancia.

1.2 Evolución de las redes automotrices.

El automóvil se ha venido transfonnando de ser una máquina analógica con sistemas de controles mecánicos e hidráulicos a un auto digital con un rápido de crecimiento de sistemas de control basados en computadoras [JUL-03].

El diseño de nuevos automóviles considera una amplia utilización d;: circuitos eléctricos y electrónicos para reducir costos, mejorar la confiabilidad y agregar funcionalidad. La industria automotriz esta desarrollando estándares abiertos de red para reducir los costos, mitigar la obsolescencia, nivelar los avances de la tecnología y acelerar el tiempo de mercado.

Este tipo de circuitos eléctricos y electrónicos se han venido incorporado en los automóviles para proveer diversas funciones internas del automóvil, con aplicaciones, que pueden considerarse en algunos casos bastante sencillas, como por ejempb el despliegue de las

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antenas de los radios hasta otras más complejas como el control de temperatura de los asientos [JUL-03].

La incorporación de estas funcionalidades ha hecho que se desarrollen diversos estándares y plataformas para redes de datos que forman parte integrante de los automóviles.

Una plataforma común de red podría ayudar a los fabricantes de automóviles y a los fabricantes de dispositivos electrónicos a satisfacer las necesidades y demandas de sus clientes, asegurando que los nuevos dispositivos y funcionalidades puedan ser integrados en el automóvil en cualquier momento. Esta plataforma común idealmente debiera tener las siguientes características:

1.- Habilidad para soportar un ancho de banda garantizado. 2.- Capacidad de conexión y desconexión automática de dispositivos (Hot-plug). 3.-Solución universal de entrada y salida para la integración de puertos y consolidación de espacio de conexión. 4.- Habilidad para usar cables y conectores pequeños, flexibles y económicos. 5.- Contar con una topología flexible, que soporte la ampliación y desconexión de nodos.

Las tecnologías de información y los sistemas de entretenimiento han estado por lo regular adelante de los ciclos de diseño automotrices, de manera especial las tecnologías de entretenimiento móvil están evolucionando y creciendo rápidamente en los campos de la industria automotriz y otras industrias.

Las redes automotrices han desplazado a un gran número de los antiguos arneses de cable que constituyen la infraestructura de un automóvil para la transmisión de datos internos y para la comunicación de los dispositivos electrónicos del vehículo, que a su vez han reemplazado algunas operaciones manuales para el conductor como el control d(: cristales, la temperatura interna o el volumen del radio para proveer mayor confort al usuario.

1.2.1 Concepto Información y Entretenimiento "Jnfotainmentlnformation and Entertainment"

La industria automotriz en el mundo esta incorporando mayor electrónica a los automóviles desarrollando novedosas aplicaciones tecnológicas de información y entretenimiento para el ocupante, este nuevo concepto se conoce como lnfotainment por sus siglas en Inglés de "lnformation and entertainment" que quiere decir información y entretenimiento.

Los nuevos dispositivos electrónicos, agregan a los vehículos este tipo de sistemas, los cuáles pueden proporcionar al ocupante información de tráfico, rutas o lugares cercanos y pueden a su vez proveer las capacidades necesarias para el control de los dispositivos de entretenimiento como audio o DVD por ejemplo [KIB-04].

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Estas nuevas facilidades, proveen al ocupante de un automóvil, de aplicaciones y recursos tecnológicos que hacen más confortable su estancia en el automóvil y a :;u vez crea un mayor atractivo de compra entre las opciones de productos de las diversas empresas automotrices. Las telecomunicaciones juegan un papel muy importante dentro de este concepto aplicado a la industria automotriz, dado que por medio de ellas, se le puede proveer a los ocupantes de un vehículo, información o descarga de utilidades bajo demanda como por ejemplo música, directorios de cines o restaurantes.

1.3 Evolución de los servicios de telecomunicaciones móviles.

Las telecomunicaciones móviles juegan un papel muy importante para el aprovisionamiento de nuevos servicios en la industria automotriz, por esta razón se presenta un pequeño resumen de la historia de las comunicaciones móviles, para comprender el origen de las mismas, su evolución y para saber de que manera podemos explotarlas.

Antes del "nacimiento de la radio" 1867 Maxwell predice la existencia de ondas electromagnéticas. 1887 Hertz prueba la existencia de ondas electromagnéticas. 1896 Guillermo Marconi demuestra el telégrafo inalámbrico a una oficina de telégrafos

inglesa.

El nacimiento del primer radio 1897 Marconi cede la patente para el telégrafo inalámbrico. 1897 La primera "estación Marconi" se estableció en la isla Leedles para comunicarse con

la costa inglesa. 1898 Marconi concedió la patente inglesa no. 7777 para la comunicación sintonizada. 1898 Se establee,~ la comunicación telegráfica inalámbrica entre Inglaterra y Francia.

Comunicación Tmnsoceánica 1901 Marconi transmite de manera exitosa una señal de radio a través del océano Atlántico

de Comwall to Newfoundland. 1902 Se establece la primer comunicación bidireccional a través del A1 lántico. I 909 Marconi recibe el premio Nobel de física de voz sobre radio. 1914 La primera transmisión de voz por radio. 1920s Se instalan recptores de radio en los carros de policía de la Ciudad de Detroit en los

Estados Unidos. 1930s. Desarrollo de transmisores móviles, los cuáles son principalmente usados por los carros

de policía. 1935 La modulación en frecuencia (FM) es demostrada por Armstrong). 1940s. La mayoría de los sistemas de policía son convertidos a FM.

Nacimiento de la telefonía móvil 1946 Es la primera interconexión de usuarios móviles a la red telefónica pública conmutada. 1949 La FCC reconoce al radio móvil como una nueva clase de servicio.

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1940s 50,000 usuarios móviles. 1950s 500,000 usuarios móviles. 1960s 1,400,000 usuarios móviles. 1960s se introduce el sistema MTS por sus siglas en Inglés de "fmproved Mobile Te/ephone

Service (IMTS) ", el cuál soporta comunicación bidireccional (full-duplex), auto marcación y auto troncal.

J 976 La compañía telefónica Bell cuenta con 543 clientes usando : 2 canales en el área de la ciudad de Nueva Cork, y tiene en lista de espera a 3700 clientes, la calidad de servicio es baja.

Telefonía celular móvil 1979 NTT/Japón desarrolla el primer sistema de comunicación celular. 1983 Advanced Mobile Phone System (AMPS) desarrolló en Estados Unidos en la banda de

los 900 MHz. 1989 Groupe Spécial Mobile define el estándar digital celular Europeo, GSM . 1991 Se introduce el sistema de telefonía celular en los Estados Unidos. 1993 Es implementado en los Estados Unidos el sistema digital celular IS-95 code-division

multple-access (CDMA) spread spectrum.

PCS y en adelante. 1995 En Estados Unidos la FCC subastó la banda de frecuencias de sistemas de

comunicación personal (PCS Personal Communications System) a 1.8 GHz para telefonía móvil.

1997 El número de usuarios de teléfonos celulares en Estados Unidos rebasa los 5 50,000,000.

2000 Tercera generación de dispositivos móviles .

1.3 .1 Sistemas telemáticos en los vehículos.

Dos predecesores de los sistemas telemáticos están disponibles actualmente en el mercado. Primeramente podemos hablar de los sistemas individuales de navegación, desde hace algunos años están siendo ofrecidos en los automóviles modernos como accesorios adicionales . Se clasifican a estos sistemas como predecesores dado que no hacen uso de la tecnología de comunicaciones móviles para acceder su servicio de datos (SEN-O 1 ].

En segundo lugar podemos hablar de los servicios que proveen seguridad al conductor y soportan servicios basados en los sistemas de posicionamiento global (GPS.-Global Positioning System) y tecnología de telefonía móvil.

Es importante hacer notar que ninguno de estos sistemas tiene interacción directa con las computadoras o sistemas de redes de los automóviles, lo cuál es una de las principales características de un sistema telemáticos.

De esta manera podemos conceptualizar la evolución de los sistemas telemáticos, desde los sistemas iniciales de mapas sin conexión al vehículo y hasta aquellos sistemas separados con

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teléfonos móviles, hasta la primera generación de los sistemas realmente conectados a los dispositivos de cómputo y redes del automóvil para proporcionarle1; servicios de voz, entretenimiento y funciones mejoradas de seguridad por medio de sistemas de posicionamiento global. Estos sistemas serán mejorados en el futuro próximo con dispositivos clientes de software que podrán usar conectividad a Internet de 2 vías y mejorar las aplicaciones y servicios que se provean. Con la incorporación de estos dispositivos se podrán proveer una mayor cantidad de servicios de valor agregado así como servicios orientados al consumidor.

Las aplicaciones iniciales básicas en esta siguiente generación de si:;temas pueden ser la actualización de los mapas existentes de los sistemas guías y de los sistemas de seguridad. Así también pueden incluir servicios de diagnóstico y mantenimiento pro•,istos como parte del paquete de mantenimiento del vehículo.

Algunas otras aplicaciones se incorporarán en el largo plazo las cuáles pueden incluir mensajería remota (e-mail y/o SMS), servicios de seguimiento e intercambio financiero, actualización d_e noticias, deportes y entretenimiento (mp3, video en ráfagas, juegos, etc.,); la lista de servicios es virtualmente interminable.

Estas nuevas aplicaciones requerirán algún tipo de acceso directo al sist-~ma cliente, en el caso más simple esto puede llevarse a cabo mediante una interfase de usuario que puede ser gráficas o de voz. Los servicios más complejos como los diagnósticos pueden requerir interfaces a los dispositivos electrónicos y controladores del automóvil.

1.4 El estándar OSGi "Open Services Gateway lnitiative"

Las interfaces requeridas para proveer los servicios descritos deben ser construidas basándose en estándares abiertos a través de todas las variantes y plataformas de vehículos de forma tal que puedan incorporarse los productos de cualquier proveedor de serv1c1os y consecuentemente reducir los costos de los proveedores de servicios de aplicaciones y pueda motivarse la creación de servicios.

La iniciativa de compuerta de servicios abiertos (OSGi- Open Services Gateway lnitiative) fue fundada en marzo de 1999, con la misión de crear una especificación abierta para la entrega de múltiples servicios sobre dispositivos y redes de área local. Los miembros de OSGi son compañías de software, hardware y proveedores de negocios [URB-03).

OSGi está apresurando la adopción de su tecnología y acelerando mundialmente la demanda de productos y servicios basados en estas aplicaciones a través del patrocinio del mercado y programas de educación al usuario.

Los tres aspectos principales de la misión de OSGi son: múltiples :;ervicios, redes de área amplia, y dispositivos y redes de de área local. A diferencia de otras iniciativas, OSGi se concentra en una arquitectura completa de soluciones de punto-a-punto (end-to-end) desde el proveedor de servicios remotos hasta los dispositivos locales.

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El enfoque de la especificación OSGi es proveer una capa abie11a de aplicaciones y una interfase de compuerta, que complementa y mejora virtualmente todos los estándares actuales e iniciativas de redes locales.

La especificación OSGi proporciona una arquitectura común y abierta para proveedores de servicio, desarrolladores de sistemas, vendedores de software, vendedores y fabricantes de equipo para desarrollar, implementar y administrar fácilmente muchos servicios de una manera coordinada.

El componente central del esfuerzo de la especificación OSGi, es la compuerta de servicios, que funciona como la plataforma para muchos servicios basados en comunicaciones.

La compuerta de servicios puede habilitar, consolidar, y administrar voz, datos, Internet, y comunicaciones multimedia hacia y desde el hogar, la oficina y otras localidades. La compuerta de servicios también puede funcionar como un servidor de aplicaciones para servicios de gran valor como administración de energía y control, servicios de seguridad, servicios de monitoreo de cuidado de salud, control y mantenimiento de dispositivos, servicios de comercio electrónico y más.

La compuerta proporciona un punto focal a los proveedores de serv1c1os, para que estos puedan entregar sus servicios a los dispositivos cliente en las redes locales.

Un ejemplo de implementación de la compuerta OSGi, es que puede enlazar los dispositivos cliente en las redes locales, como medidores de energía, dispositivos inteligentes o de información a proveedores externos de servicios. En la figura 1.1 se muestra el concepto de la red de área amplia, red local y compuerta de servicios.

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Red de área local

Disp,~

estand,3rizado

Figura 1.1.- Compuerta de servicio

A través de la habilitación de conectividad y administración de nuevas categorías de dispositivos inteligentes, la compuerta de servicios puede ser integrada de manera total o parcial en diferentes categorías de productos existentes (digitales o analógicos) como cablemodems, routers, compuertas residenciales, PC' s y otros. La figura 1.1 muestra una sola compuerta de servicios, pero la arquitectura OSGi soporta múltiples compuertas de servicios, múltiples puntos de acceso a redes de área amplia y múltiples redes locales trabajando conjuntamente para proveer diferentes servicios de diferentes proveedores.

Todos los miembros de las compañías fundadoras han reconocido la necesidad de los estándares abiertos en el área de la implementación de plataformas de servicios remotos.

Trabajando de manera conjunta, contribuyendo ideas y definiendo e~pecificaciones se han creado estándares que tanto los vendedores de equipo y proveedores de servicio han podido aceptar. Dentro de las principales especificaciones del estándar OSGi están las siguientes:

• Independiente de la Plataforma. • Independiente de la Aplicación. • Seguridad. • Múltiples servicios. • Múltiples tecnologías de red local. • Múltiples tecnologías de acceso de dispositivos. • Co-existencia con otros estándares.

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1.4.1 Arquitectura

La especificación técnica de OSGi proporciona un estándar abierto para premisas programables del equipamiento de usuario que incluye: descargas de software, administración del ciclo de vida de la aplicación, compuerta de seguridad, acceso a los dispositivos conectados, administración de recursos y funciones necesarias para la administración remota de la compuerta. Los principales componentes identificados del modelo de arquitectura OSGi son:

• Compuerta de servicios. • Proveedor de servicios. • Agregador de servicios. • Operador de compuerta. • Red de área amplia y proveedor de servicios de Internet. • Dispositivos y redes locales.

Las relaciones entre estas entidades se muestran en la figura 1.2.

Proveedor de servicios #1

Proveedor de servicios #2

Proveedor de red

• Servicios alámbricos

Cliente grueso

Red de ar,3a local 1

temperatura

Sensor de presión

Figura 1.2.- Arquitectura OSGi punto a punto.

Compuerta de servicios. El componente central de la arquitectura punto-a-punto de OSGi es la compuerta de servicios abiertos (OSG-Open Services Gateway). Técnicamente la compuerta de servicios es un servidor integrado que esta enlazado a la red de área amplia para conectar a los proveedores de servicios externos a los clientes internos y separar de manera efectiva la topología dentro de la red externa y la red interna. La compuerta de servicios es un dispositivo seguro, de cero

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Capílulo 1 : Generalidades de un sistema telemático en los vehículos

administración local con conectividad a dispositivos locales. La especificación OSGi incluye APl's (Application Programs Interfaces) para la administración del ciclo de vida del servicio, administración de la dependencia inter-servicio, administración de datos, acceso y administración de dispositivos, acceso de clientes, administración de recursos y seguridad.

Proveedor de servicios El proveedor de servicios entrega servicios usando la compuerta de servi:ios en conjunto con un servidor opcional remoto y habilita dispositivos de cliente local. El servicio en la compuerta es una aplicación de software que se descarga por el operador de la compuerta dentro de la compuerta. Algunos ejemplos de servicio son:

• Servicio de mantenimiento verificando que los dispositivos en la casa están trabajando apropiadam,:nte.

• Facturación desglosada acorde al consumo de electricidad. • Sistema de seguridad fisica monitoreando sensores y activando ahrmas con comandos

desde un servidor remoto.

Los proveedores de servicio son verificados por el operador de la compuerta, de esta manera se asegura que las operaciones de descarga, instalan código confiable esta en la compuerta. Agregador de servicio. Un agregador de servicio es un tipo especial de proveedor de servicio que ofrece un conjunto de servicios (Por ejemplo lectura automática de electricidad, medición de gas y agua, administración de alarmas y energía) todos en conjunto. El agregador de servicio, agrega todos los servicios que esta permitido sean cargados en la compuerta y tiene la responsabilidad para asegurar que el conjunto de servicios sean mutuamente compatibles y que los dispositivos no entren en conflicto de usos o de requerimientos de recursos. A causa de la responsabilidad de poner servicio:; en conjunto, el termino agregador de servicio es frecuentemente intercambiado con operador de compuerta, pero hablando de manera estricta los roles son diferentes.

Operador de compuerta. El operador de compuerta administra y mantiene los servicios de compuerta y sus servicios. Esta responsabilidad de administración puede sobrepasar algunas cosas c:on las de agregador de servicios y esta es la razón de que los términos frecuentemente se intercambien. Algunas funciones del operador de compuerta son:

• Descargar, arrancar, detener, actualizar y remover un servicio. • Controlar los recursos de la compuerta, verificar el estado operativo de la compuerta y

administrar las versiones de los servicios. • Administrar la compuerta y monitorear el estatus del dispositivo. • Definir y controlar los derechos de acceso entre la compuerta y los proveedores de

servicios. • Hacer que las comunicaciones entre la compuerta y los proveedores de servicios sean

seguras.

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• Verificar y validar los derechos de cualquier dependencia que un servicio puede tener sobre otros servicios.

• Controlar y administrar las conexiones lógicas de dispositivos y redes locales hacia la compuerta, incluyendo la autorización de descarga de controladores de dispositivos y red.

El operador de compuerta también puede jugar el papel de dueño de la compuerta (por ejemplo cuando renta la compuerta), el revendedor de la compuerta para comprar compuertas, el instalador de la compuerta (proporcionando instalación profesional), y el que da mantenimiento al hardware de la compuerta. El rol del operador de la compuerta puede ser combinado con el de proveedor de servicio, agregador de servicio o proveedor de red de área amplia.

El operador de compuerta debe ser una entidad confiable y segura para llevar a cabo las operactoncs de descarga y asegurar que únicamente código confiable sea instalado en la compuerta.

Proveedor de red de área amplia. La red de área amplia proporciona las comunicaciones necesarias entre la compuerta de servicio, el operador de compuerta, el portador y el proveedor de servicios. Este servicio de comunicación puede ser proporcionado y administrado por un operador o, cuando la red de área amplia es Internet, puede ser provista por un proveedor de servicios de Internet ISP (ISPlnternet Service Provide1).

El ISP puede ejecutar otras funciones, y en particular ser el operador de la compuerta. La combinación de ISP y operador de la compuerta, puede hacerse muy popular en algunos segmentos de mercado, como los de la industria de cable, pero puede ser posible tener independencia entre el operador de la compuerta y el ISP. Por ejemplo, una empresa de energía puede ser capas de correr un servicio de compuerta sin tener que operar un sistema ISP y una residencia puede tener diversas compuertas, algunas de las cuales son independientes del ISP . Si alguno de los servicios de la compuerta es el acceso a Internet la separación entre ISP y el operador de la compuerta puede ser un problema por ejemplo cuando se tiene que determinar quien es responsable de los dispositivos de seguridad de acceso a los archivos almacenados en la computadora de una casa '/irewalls ", del ruteo y otros aspectos relacionados al acceso.

Dispositivos y redes locales. La última pieza más importante de la arquitectura tiene que ver con los dispositivos y redes locales conectadas a los servicios de compuerta. Esta conexión de dispositivos hace de la compuerta de servicios algo más que solamente otra computadora. Los dispositivos pueden conectarse directamente a la compuerta usando conexiones de hardware paralelos o seriales o indirectamente conectados por medios de transporte de red local como 8/ue Tooth, IEEE 1394 o redes inalámbricas "wireless ". El valor real de los servicios de compuerta tiene que ver con los servicios que puede proveer en conjunto con los proveedores de servicios remotos y dispositivos locales.

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1.5 Conclusión

En este capítulo se han revisado los principales conceptos de los sistemas, funcionalidades y recursos requeridos, para comprender que es un sistema telemático y los componentes que intervienen.

Se ha visto que las redes que se están incorporando a los vehículos pem,iten por una lado la reducción de peso en los vehículos y por otro lado la integración de nuevas funcionalidades que requieren de un medio de comunicación confiable, rápido y que cubra las expectativas de crecimiento y capacidad para atender las necesidades actuales y futuras de seguridad y entretenimiento que los usuarios de los nuevos vehículos pueden tener a su alcance, mediante la utilización de tecnología moderna.

La historia de las comunicaciones inalámbricas nos ha proporcionado una base de información y una perspectiva acerca de la evolución de este medio de comunicación y el potencial que tiene respecto a sus aplicaciones actuales y crecimientos futuros, este medio de comunicación sigue evolucionando de forma tal que se esperan mayores capacidades y diferentes métodos de conexión para atender eficazmente a nuevas aplicaciones móviles.

El conocimiento del estándar y la arquitectura OSGi para administrar y operar dispositivos a distancia, parece ser que se perfila como el estándar a nivel mundial, para ser adoptado por los diferentes fabricantes de dispositivos y sistemas telemáticos en diversas industrias, que permitirá habilitar una plataforma abierta, donde nuevos participantes podrán incursionar en este mercado, productos y servicios nuevos e innovadores, permitiendo su integración al mercado de una fo1ma más sencilla porque serán compatibles tecnológicamente en cualquier lugar del mundo.

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Capítulo 11: Redes integradas al automóvil y redes de telecomunicaciones

c:apítulo 11

Redes integradas al automóvil y redes de telecomunicaciones

11.1.- Introducción

En este capítulo se revisan los diferentes tipos de redes locales que se están implementando para la comunicación y funcionamiento de diversos dispositivos dentro de dominio del cuerpo de los automóviles. A través de este conocimiento de las redes integradas a los automóviles, se puede modelar a un automóvil como una red de área local que es capaz de manejar diferentes aplicaciones que operan con diferentes clases de servicio, al modelar un automóvil como una red de área local esta debiera ser capaz de interconectarse con otra red local que se puede encontrar geográficamente separada, esta interconexión puede llevarse a cabo por medio de una red de área amplia de telecomunicaciones y una compuerta de comuni:::ación.

Se hace una revisión de diversas redes de comunicación inalámbrica de corto y largo alcance, con diferentes capacidades y tecnologías que pueden ser usadas para :::omunicar las redes locales modeladas por los automóviles, para proporcionar o entregar nuevos servicios o funcionalidades de acuerdo a las capacidades, tecnologías y rango de cob,!rtura proporcionado por las redes de telecomunicaciones.

11.2 Redes integradas al automóvil

Los diferentes requerimientos de desempeño en un vehículo, así como la competencia entre las compañías de la industria automotriz, han conducido al diseño de un gran número de redes de comunicaciones. En este capítulo proporcionamos información relacionada a este tipo de redes que existen actualmente en los automóviles, la figura Il. l muestra un esquema de este tipo de redes.

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Capítulo 11 : Redes integradas al automóvil y redes de telecomunicaciones

11.2.1

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Figura 11.1.- Redes integradas al automóvil

Buses de Prioridad

Para asegurar a tiempo el intercambio de datos y la entrega a tiempo de comandos a los actuadores, es crucial el protocolo de control de acceso al medio (MAC-Medium Access Control) para asegurar la respuesta a tiempo de las tramas. En la industria existen dos principales tipos representativos de "buses de prioridad" que son CAN ( Controlled A rea Network) y J 1850.

11.2.1.1 CAN "Controlled A rea Network"

CAN es sin lugar a dudas la red mas ampliamente usada dentro de un vehículo. Fue diseñada por Bosch a mediados de los 80's para multiplexar las comunicaciones entre los EUCs (Electronic Controller Units) de los vehículos y para reducir la cantidad de arneses de cables eléctricos. Además permite compartir sensores entre los EUCs.

CAN es un medio de cables de par de cobre que llegó a ser un estándar de la ISO en 1994, y es ahora de hecho un estándar en Europa para la transmisión de datos en aplicaciones automotrices, debido a su bajo costo, su robustez y su manejo del r,~tardo de la comunicación. En los automóviles actuales, CAN es usado como una red clase C para el control en tiempo real en el tren motriz y el dominio del chasis (a 250 o 500 kb/s), pero también funciona como una red SAE clase 8 para los componentes electrónicos en el dominio del cuerpo, usualmente a una velocidad de 125 kbps.

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Sobre CAN es posible segmentar los datos en diversas tramas, que pueden ser transmitidas periódicamente, aperiódicamente ó en demanda (por ejemplo bajo el paradigma clienteservidor). Una trama CAN puede ser etiquetada con un identificador, transmitido dentro de la trama, cuyo valor numérico determina la prioridad de la trama. Existen dos versiones del protocolo CAN los cuáles se diferencian en el tamaño del identificador: CAN 2.0.A (o estándar CAN) con un identificador de 11 bits y CAN 2.08 (o CAN extendido) con un identificador de 29 bits. Para las comunicaciones internas del vehículo, se usa solo el protocolo CAN 2.0A, ya que proporciona el número suficiente de identificadores (Por ejemplo el número de diferentes tramas distintas intercambiadas sobre una red CAN es menor que 2 El 1).

CAN usa el código de línea NRZ (Nonreturn-to-zero) con un bit "stuffing" de longitud 5. De forma tal que no se pierda el tiempo de bit (por ejemplo el tiempo entre h emisión de dos bits sucesivos de la misma trama), las estaciones necesitan resincronizarse periódicamente y este procedimiento requiere cortes en la sefial. El bit "de relleno" es un método de codificación que permite la resincronización cuando se usa una representación NRZ de bit:, donde el nivel de la señal en el bus puede permanecer constante sobre un largo periodo de tiempo) por ejemplo en la transmisión de 000 000 ... ). Se generan cortes dentro de la trama de bits de salida de modo tal que eviten la transmisión de más de un número máximo consecutivo de bits de igual nivel (cinco para CAN). El receptor aplicara el proceso inverso y quita el relimo de la trama. CAN requiere de la capa fisica para implementar el operador lógico "ami": si al menos esta transmitiendo el bit de nivel "O" en el bus, entonces el bus está en ese estado a pesar de que otros nodos hayan transmitido el nivel de bit "I ". Por esta razón , '\)" es el valor de bit dominante del periodo, mientras que" I" es el valor de bit recesivo.

El estándar de trama de datos CAN (CAN 2.0A; ver la figura 11.2) puede contener hasta 8 bytes de datos para un tamaño total de, cuando mucho, 135 bits, incluyendo todos los encabezados del protocolo así como los bits de relleno.

... vacío

SOF: Start Of Frame EOF: End or Frame Ack; Acknowledgement lnter: lntermission

SOF Header

,. 16 bits Standard CAN (2.0A)

1 bit

--

Appllcation data CRC fleld Ack Eo1= lnter

/) - -

0 ... 6 Bytes 15 bits 3 bits 7 bit, 3 bits

Figura 11.2.- Formato de la trama de datos CAN

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Las secciones de la trama son: • El campo del encabezado ( ver figura 11.3 ), el cuál contiene el identificador de la trama,

el bit de solicitud de transmisión remota (RTR) que hace la distinción entre la trama de datos (RTR puesto a O) y la trama de solicitud de datos (RTR puesto a 1) y el código de longitud de datos (DLC) usado para informar del número de bytes del campo de datos.

• El campo de datos que tiene una longitud máxima de 8 bytes. • 15 bits del campo de verificación de redundancia cíclica (CRC), el cuál asegura la

integridad de los datos transmitidos. • El campo de reconocimiento (Ack). En CAN, el esquema de reconocimiento solamente

permite al transmisor conocer que al menos una estación, pero no necesariamente el recipiente intencionado, ha recibido la trama correctamente.

• El campo de fin de trama (EOF End-Of-Frame) y el espacio de intermisión de trama, el cuál es el número mínimo de bits separando mensajes consecutivos.

O: Trama de datos 1: Trama de solicitud

Identificador DLC

1 ---~~ ~

R T

O o 1 R Oo1

o ---. . . .

11 bits 3 bits 4 bits

Figura 11.3.- Formato del campo de encabezado de la trama de datos CAN 2.0A

Cualquier nodo CAN puede empezar una transmisión cuando el bus está vacío. Los posibles conflictos son resueltos por un proceso de arbitraje basado en prioridad, el cuál se dice que no es destructivo en el sentido de que, en el caso de transmisiones simultáneas, la trama con mayor prioridad será enviada a pesar de la contención con tramas de menor prioridad. El arbitraje es determinado por los campos de arbitraje (El identificador más el campo RTR) de los nodos en contienda. Un ejemplo de arbitraje se ilustra en la figura 11.4. Si un nodo transmite un bit recesivo en el bus mientras que otro transmite un bit dominante, el nivel resultante en el bus es dominante debido al operador "AND" realizado por la capa física. Por lo tanto, el nodo que esta transmitiendo un bit recesivo observara un bit dominante en el bus y entonces inmediatamente detendrá su transmisión. Como el identificador es transmitido "el primer bit más significativo", el nodo con el campo de identificador numérico más bajo ganará acceso al bus. Un nodo que ha perdido el arbitraje esperará hasta que el bus se encuentre libre y entonces nuevamente intenta retransmitir su trama. El procedimiento de arbitraje de CAN recae en el hecho de que un nodo envíe un monitoreo del bus mientras esta transmitiendo. La señal debe ser capaz de propagarse al nodo más remoto y regresar antes de que el valor del bit sea decidido. Esto requiere que el tiempo de bit sea por lo menos el doble que el retardo de

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propagación, el cuál limita la velocidad de datos: por ejemplo, 1 Mbps es realizable en un bus de 40m como máximo, mientras que 250 kb/s puede ser desarrollado sobre 250m.

SOF

Campo de arbitraje

Nodo 1 o o o o o o o

1

Nodo2 ffi¡,~ 1

Nivel de bus bi0 ¡.¡' 1° 1° 1° 1° 1° 1° 1

1 1

La fase de arbitraje arranca

1 1 T

Solo el nodo1 permanece

Figura 11.4.- La fase de arbitraje de CAN con dos nodos arranca transmitiendo simultáneamente. El nodo 2 detecta que una trama con alta prioridad que la suya esta siendo transmitida cuando la monitorea a un nivel O (por ejemplo el nivel dominante) en el bus, mientras que este envía 1 bit con un nivel 1 (por ejemplo el nivel recesivo). Despu~s de lo cuál el nodo 2 detiene inmediatamente la transmisión.

CAN tiene diversos mecanismos para detección de errores, por ejemplo, se verifica que el CRC transmitido en la trama es idéntico al CRC computado en el receptor final, que la estructura de la rama es válida, y que no ha ocurrido un error de bit de relleno. Cada estación que detecta un error envía una "bandera de error", la cuál es un tipo particular de trama compuesta de seis bits dominantes consecutivos que permite a todas las estaciones en el bus advertir el error en la transmisión. La trama corrupta de manera automática reingresa dentro de la siguiente fase de arbitraje, la cuál puede conducirla a perder su fin debido al retardo adicional. El tiempo de recuperación de error, esta definido como el tiempo desde que se detecta el error hasta el posible arranque de una nueva trama, es de 17 a 31 tiempos de bit. CAN procesa algunos mecanismos de confinamientos de falla asignados a identificar de manera permanente fallas debidas al mal funcionamiento del hardware al nivel del microcontrolador, controlador de comunicación o capa fisica. El esquema esta basado en contadores de error que son incrementados o decrementados de acuerdo a eventos particulares (por ejemplo recepción exitosa de una trama, recepción de una trama corrupta, etc.). La relevancia de los algoritmos involucrados es cuestionable, pero el principal esquema es que el nodo tiene que diagnosticar por sí mismo, lo cuál puede conducir a la M detección de algunos errores críticos. La falta de facilidades adicionales de tolerancia a fallas, hace que CAN no sea confiable para aplicaciones de seguridad crítica como algunas de los futuros sistemas "x-bywire". Porque por ejemplo un solo nodo puede perturbar el funcionamiento de toda la red enviando mensajes fuera de su especificación (por ejemplo longitud y periodo de tramas).

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Capítulo 11 : Rei.les integradas al automóvil y redes de telecomunicaciones

El estándar CAN únicamente define la capa física y la capa de enlace de datos (OLL- Data link Layer). Algunos protocolos de alto nivel han sido propuestos, por ejemplo, para estandarizar procedimientos de arranque, implementación de segmentación de datos, o enviar mensajes periódicos.

11.2.1.2 VAN ( Vehicle Area Network)

VAN es muy similar a CAN (en el formato de datos y la velocidad de datos), pero posee algunas características adicionales y diferentes que son ventajosas desde un punto de vista técnico (por ejemplo un nodo al cuál le solicitan un dato, responde en la misma trama que contiene la solicitud). VAN fue usado por los fabricantes de automóviles franceses PSA en el dominio del cuerpo, pero como este no fue adoptado por el mercado, fue abandonado y reemplazado por CAN.

11.2.1.3 11850

J 1850 es un bus SAE de prioridad clase 8 que fue adoptado en los Estados Unidos para comunicaciones sin requerimientos fuertes de tiempo real, como el control de la carrocería o diagnósticos. Están definidas dos variantes de J 1850: una versión de un solo cable a 10.4 kb/s y una versión de 2 cables a 41.6 kb/s. La tendencia en los nuevos diseños parece ser remplazar J 1850 por CAN o por una red de bajo costo como UN.

11.2.2 Redes disparadas por tiempo Networks)

(Time-Triggered

Entre las redes de comunicación, como las que se han descrito anteriormente, una distingue a las redes de disparo de tiempo (time-triggered networks), donde las actividades son manejadas por el progreso del tiempo, y algunos eventos "disparados", donde las actividades son manejadas por la ocurrencia de eventos. Ambos tipos de comunicación tienen ventajas, pero una considera que, en general, las dependencias son más fáciles de asegurar usando un bus por disparo de tiempo. Esto explica que, actualmente, solo los sistemas de comunicación de disparo de tiempo están siendo considerados para el uso en las aplicaciones "x-by-wire". En este caso los protocolos de acceso múltiple basados en TOMA están particularmente bien situados; ellos proporcionan acceso deterministico al medio (el orden de las transmisiones se define estáticamente en el diseño del tiempo), y en los tiempos de respuesta conjuntos. Más sin embargo, sus transmisiones regulares de mensajes pueden ser usadas como latidos para detectar fallas en la estación. Las tres redes basadas en TOMA que son candidatas para soportar aplicaciones "x-by-wirc" son TTP/C, Flex Rclay y TTCAN.

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11.2.2.1 El protocolo TTP/C El protocolo de disparo de tiempo TTP/C, es una parte central de la arqu.tectura de disparo de tiempo (TT A- Time-Triggered Architecture), y posee numerosas características y servicios relacionados a la dependencia. La arquitectura TT A y el protocolo TTP/C que han sido diseñados y estudiados extensivamente en la Universidad de Tecnología ce Viena, Austria.

En una red TTP/C, la transmisión se lleva a cabo sobre canales redundantes y cada canal transporta su propia copia del mismo mensaje. En el nivel de acceso al medio (MAC), el protocolo TTP/C implementa un esquema síncrono de TOMA: las estaciones o nodos tienen acceso al bus en un estricto orden secuencial y deterrninístico y cada estación usa el bus por un periodo constante de tiempo llamado slot, durante el cuál tiene que transmitir una trama. La secuencia de los slots permite que todas las estaciones accedan el bus a un tiempo, esta operación es llamada ronda TOMA.

11.2.2.2 El protocolo FlexRelay

Un consorcio de las principales compañías en el campo de la industria automotriz desarrolló el protocolo FlexRelay. La red FlexRelay es muy flexible respecto a la topología y soporte a la redundancia de transmisión. Puede ser configurada como un bus, una estrella o una multiestrella.

En el nivel de acceso (MAC), FlexRelay define un ciclo de cornunicac10n como la concatenación de una ventana de disparo por tiempo ( o estático) y ura ventana de evento disparado (o dinámico). Los ciclos de comunicación son ejecutados periódicamente. La ventana de tiempo de disparo usa un protocolo TOMA MAC; la principal diferencia con TTP/C es que una estación en FlexRelay puede poseer diversos slot:; en una ventana de disparo de tiempo, pero el tamaño de todos los slots es idéntico. En la parte del disparo por evento del ciclo de comunicación, el protocolo es Flexible TOMA (FTOMA): el tiempo es dividido en pequeños mini-slots llamados (no necesariamente consecutivos), y puede arrancar la transmisión de una trama dentro de cada uno de sus propios mi nislots. Un minislot permanece vacío s;1 la estación no tiene nada que transmitir lo cuál genera una perdida de ancho de banda.

El protocolo MAC FlexRelay es más flexible que el MAC TTP/C, dado que en la ventana estática los nodos son asignados tanto como slots son necesarios, y dentro de la parte dinámica del ciclo de comunicación las tramas solo se transmiten si es necesario. De una manera similar como con TTP/C, ,~I ciclo de la estructura de comunicación es almacenada estáticamente en los nodos, sin embargo, a diferencia de TTP/C, los cambios de modo con una diferente agenda de comunicación para cada modo no es posible.

En la especificación de FlexRelay, se argumenta que el protocolo provee una dependencia escalable por ejemplo la habilidad para operar en configuraciones que proveen varios grados de tolerancia a fallas.

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Capítulo 11 : Redes integradas al aulomóvil y redes de telecomunicaciones

11.2.2.3 El protocolo CAN disparado por tiempo (TimeTriggered CAN (TTCAN) Protocol)

El protocolo CAN por disparo de tiempo (TTCAN) es un protocolo de comunicación desarrollado por Robert Bosch GMBH en el tope de la capa física y de la capa de enlace de datos. TTCAN usa el estándar CAN pero, además, requiere que los controladores tengan la posibilidad para deshabilitar las retransmisiones automáticas de tramas por los errores de transmisión y proveer a las capas superiores con el punto en el tiempo al cuál el primer bit de la trama fue enviado o recibido. La topología de bus de la red , las características de soporte de la transmisión, el formato de trama , así como la velocidad máxima de datos -1 MBPS- son impuesta por el protocolo CAN.

II.2.3 Redes automotrices de bajo costo (Low-Cost Automotive Networks)

Diversos buses de redes han sido desarrollados para satisfacer completamente las necesidades para comunicaciones de baja velocidad/bajo costo dentro de los subsistemas básicos de mecatrónica generalmente hechos de un ECU y su conjunto de sensores y actuadotes. Dos representantes de este tipo de redes son LIN y TTP/ A.

El objetivo de bajo costo se logra no solamente por la simplicidad de la comunicación de los controladores sino también porque los requerimientos de comunicación de manejo de los microcontroladores son reducidos (por ejemplo baja potencia computacional, una pequeña cantidad de memoria, oscilador de bajo costo). Las aplicaciones típicas que involucran a estas redes incluye controles de puertas (por ejemplo los seguros de las puertas y la apertura/cerradura de ventanas) o controles de asiento (por ejemplo los motores de posiciones de asientos, control de ocupantes). Además de las consideraciones de costo, una arquitectura de comunicación jerárquica, incluyen un backbone del tipo CAN y diversas subredes como UN, que pennite la reducción de carga de tráfico total sobre el backbone.

Las redes LIN y TTP/A son del tipo maestro-esclavo donde un solo nodo maestro, que debe de poseer una precisa y estable base de tiempo, coordina la comunicación en el bus: a un esclavo solo se le permite enviar un mensaje cuando es "polcado". Siendo más precisos, el dialogo comienza con la transmisión desde un maestro de un "comando de trama" que contiene el mensaje solicitado enviado por uno de los esclavos por el maestro en sí mismo (por ejemplo el mensaje puede ser producido por el maestro).

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Capítulo 11: Redes integradas al automóvil y redes de telecomunicaciones

11.2.3.1 LIN

LIN es un sistema serial de comunicación de bajo costo usado como una red SAE de clase A, donde las necesidades en términos de comunicación no requieren la implementación de redes de multiplexación de un gran ancho de banda como CAN.

Un cluster de LIN consiste de un nodo maestro y diversos esclavos conectados a un nodo común. Para llevar a cabo una implementación de bajo costo, la capa fisica esta definida como un solo cable con una velocidad de datos limitada a 20 Kb/s debido a las limitaciones de EMI. El nodo maestro decide como y cuál nodo maestro puede ser transmitido de acuerdo a la tabla de programación. La tabla de programación es el elemento principal en LIN; la cuál contiene una lista de tramas que serán enviadas y asociadas a slots de la trama, asegurando la determinación en el orden de la transmisión. Al momento que la trama es agendada para la transmisión, el maestro envía un encabezado (un tipo de solicitud de transmisión o trama de comando) invitando a un nodo esclavo a enviar sus datos en respuesta. Cualquier nodo interesado puede leer una trama de datos transmitido en el bus. Como e:1 CAN, cada mensaje tiene que ser identificado; se dispone de 64 identificadores distintivos de mensajes.

LIN define cinco diferentes tipos de tramas; incondicional, disparado por evento, esporádico, de diagnóstico y definidos por el usuario. Las tramas del último tipo se les asigna un valor de identificador específico y se pretende sean usados en un tipo de aplicación específico que no se describe en la e:,pecificación. Los primeros tres tipos de tramas son usados para transmitir las señales. Las tramas incondicionales son un tipo de tramas usuales en el diálogo maestroesclavo y siempre son enviadas en sus slots de tramas. Las tramas esporádicas son tramas enviadas por el ma,estro, solo si al menos una señal que compone la trama ha sido actualizada. Usualmente, múltiples tramas esporádicas son asignadas al mismo slot de trama, y la trama de mayor prioridad que tiene una actualización de señal es transmitida. Una trama disparada por evento es usada por el maestro de buena voluntad para obtener una lista de diversas señales de diferentes nodos. Un esclavo puede responder al maestro solamente si las señales que produce han sido actualizadas, esto da como resultado ahorro en anchos de banda si las actualizaciones no ocurren frecuentemente. Si más de un esclavo responde, puede ocurrir una colisión. El maestro soluciona las colisiones a través de solicitar todas las señales en la lista una por una. Un ejemplo típico del uso de transferencia por disparo de evento se da en el monitor de seguros de puertas en un sistema central de seguros. Es muy raro que múltiples pasajeros presiones un seguro simultáneamente, en lugar de polcar cada una de las cuatro puertas, una sola trama de evento disparado puede ser usado. Por supuesto, en el raro evento cuando más de un escalvo responde, una colisión puede ocurrir. Cuando el maestro resuelve la colisión enviando uno a uno de los identificadores individuales de la lista durante los slots sucesivos de tramas reservados para el poleo de la lista. Finalmente, las tramas de diagnóstico tienen un tamaño fijo de 8 bytes con identificadores de valor fijo para solicitudes de maestros y respuestas de esclavos y siempre conteniendo datos de diagnóstico o configuración cuya interpretación es definida en la especificación.

Es importante hacer notar que LIN ofrece servicios para enviar nodos a un modo de descanso "sleep mode" (a través de una trama de diagnóstico especial llamada "go-to-sleep-command")

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y para "despertarlo, con lo que se optimiza el consumo de energía, especialmente cuando el motor no esta funcionando, lo cuál es una cuestión meramente del contexto automotriz.

11.2.3.2 La red TTP/A

Así como TTP/C, TTP/ A persigue los mismos objetivos y comparte los mismos principios de diseño de UN, y ofrece, al nivel de controlador de comunicación, algunas funciones similares - en particular en las áreas de las capacidades de conectar y usar "p/ug-and-play" y servicios de diagnósticos en línea "online ". TTPI A implementa el clásico diálogo maestro-esclavo, termino de la ronda maestro-esclavo, donde el esclavo responde las solicitudes del maestro con una trama de datos de longitud fija en el campo de carga útil de 4 bytes. Las rondas "multipartner" habilitan diversos esclavos para enviar hasta una cantidad de 62 bytes de datos después de cada única trama de comando. Una ronda de ráfaga '"/woadcast" es una ronda especial maestro-esclavo en la cuúl los esclavos no envían datos, que se usan, por ejemplo para la implementación de servicios de descanso y despertar ("sleep/wake-up "). La velocidad de datos en un solo cable de transmisión soporta, así como para UN, igual a 20 kb/s, pero otros soportes de transmisión pem1iten velocidades de datos más altas en lo posible. TTP/ A, no se usa actualmente en la producción de los vehículos.

11.2.4 Redes Multimedia

Muchos protocolos han sido adaptados o concebidos específicamente para transmitir una gran cantidad de datos como se necesite de acuerdo a las aplicaciones multimedia en los sistemas automotrices.

11.2.4.1 MOST

Es un desarrollo de red multimedia que fue iniciado en 1998 por la organización cooperativa MOST (un consorcio de fabricantes de automóviles y proveedores de componentes). MOST proporciona un medio de comunicación punto a punto para la transferencia audio y video con una velocidad de transferencia de 24.8 Mbps., esta red soporta aplicaciones de usuario final como radios, sistemas de posicionamiento global (GPS), pantallas de video y sistemas de entretenimiento.

La capa fisica de transmisión de MOST es a través de una fibra óptica de plástico (POFPlastic Optical Fiher), que proporciona una mejor resistencia a la interferencia electromagnética (EMI-ElectroMagnetic lnterference) y mayores velocidades de transmisión que las que se alcanzan en cables de cobre.

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11.2.4.2 La Red IDB-1394

IDB-1394 es una versión automotriz de IEEE 1394 para aplicaciones multimedia y telemáticas de vehículos, conjuntamente desarrollada por el forum IDB la asociación de comercio 1394. La arquitectura del sistema de IDB-1394 permite a los dispositivos electrónicos de consumo existentes IEEE 1394 intcr-operar con los dispositivos existentes incluidos en los automóviles. IDB-1394 soporta velocidades de transmisión de IOO Mbps sobre un par trenzado o fibra óptica. Con un número máximo de dispositivos conectados que están limitados a 63 nodos. Desde el punto de vista de la velocidad de transmisión y la interoperabilidad con los dispositivos electrónicos existentes IEEE 1394, IDB -1394 es un serio competidor de la tecnología MOST.

11.2.5 Redes Inalámbricas (Wireless)

Una red inalámbrica es un sistema flexible de comunicaciones de dato:;, que utiliza medios inalámbricos tales como tecnología de radiofrecuencia para transmitir y recibir datos sobre el aire, reduciendo al mínimo la necesidad de las conexiones con cable. Las redes inalámbricas se utilizan más bien para aumentar y no para sustituir las redes alámbricas y se utilizan de manera más común para proveer las últimas etapas de la conectividad entre un usuario móvil y una red alambica.

Las redes inalámbricas utilizan ondas electromagnéticas para transmitir la información de un punto a otro sin neo:esitar de ninguna conexión física. Las ondas de radio se conocen como portadoras de radio porque simplemente realizan la función de entregar energía a un receptor alejado. Los datos que son transmitidos se sobreponen en la portadora de radio de forma tal que puedan ser extraídos exactamente igual en el extremo de recepción. Una vez que los datos se sobreponen (modulan) sobre la portadora de radio, la señal de radio ocupa más de una sola frecuencia, debido a que la frecuencia o la velocidad de bits de la modulación de la información se agrega a la transmisión. Múltiples portadores de radio pu{:den existir al mismo tiempo sin interferir uno con otro si las ondas de radio se trarsmiten en diversas radiofrecuencias. Para extraer los datos, un receptor de radio se sintoniza a una radiofrecuencia mientras que rechaza el resto de las frecuencias. La señal modulada entonces es recibida en el demodulador y los datos son extraídos de la señal.

Las redes inalámbricas ofrecen las siguientes ventajas de productividad, conveniencia, y costo sobre las redes de alámbricas tradicionales.

Movilidad: provee a los usuarios móviles el acceso a la información en tiempo real de modo que puedan moverse alrededor de la red sin ser desconectados. Esta movilidad apoya las oportunidades de productividad y oportunidades de servicio que no son posibles con las redes alámbricas.

Velocidad y simplicidad de instalación: la instalación de un sistema inalámbrico puede ser rápido y fácil y puede eliminar la necesidad de tender cable a través de las paredes y de los techos.

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Alcance de la red: la red se puede extender a los lugares que no se pueden enlazar con alambre

Más flexibilidad: las redes inalámbricas ofrecen más flexibilidad y se adaptan fácilmente a los cambios en la configuración de la red.

Costo reducido de la propiedad: mientras que la inversión inicial requerida para el hardware inalámbrico de la red puede ser más alta que el costo de hardware alámbrico de la red, los costos de la instalación y los costos totales del ciclo de vida pueden ser perceptiblemente más bajos en ambientes dinámicos.

Escalabilidad: los sistemas inalámbricos se pueden configurar en una variedad de topologías para resolver las necesidades de usos y de instalaciones específicos.

Las configuraciones de las redes inalámbricas se pueden cambiar fácilmente, existe una amplia gama de este tipo de redes, redes de corto alcance para atender a un número pequeño de usuarios y cubren pequeñas áreas de cobertura y las redes de gran infraestructura que proveen movilidad sobre un área amplia.

Bluetooth y 802.11 b tienen el potencial de evolucionar dramáticamente conforme la gente utiliza este tipo de dispositivos para conectarse y comunicarse en la vida diaria. Bluetooth es una tecnología de baja potencia y de corto alcance para el reemplazo del cable; permite a la gente comunicar sus dispositivos móviles de comunicación dondequiera que los traigan.

Inversamente, 802.1 1 b es una tecnología de velocidad moderada basada en Ethernet; provee a los usuarios por medio de tecnología inalámbrica acceso a la red de una organización cuando se encuentra dentro de un campus o edificio de una organización. Estas tecnologías comparten la banda de 2.4 Gigahertz, tienen algunos usos potencialmente traslapados, estas tecnologías no compiten y se pueden combinar con éxito para el uso corporativo.

11.3 Comunicaciones de Corto Alcance

Actualmente existen muchos estándares para conectar varios dispositivos. Al mismo tiempo, cada dispositivo tiene que soportar más de un estándar para hacerlo interoperable entre diferentes dispositivos.

En los últimos años, muchos estándares y tecnologías de conectividad inalámbrica (wireless) están emergiendo. Estas tecnologías permiten a los usuarios conectarse a un amplio rango de servicios de cómputo y dispositivos de telecomunicaciones fácilmente, sin la necesidad de comprar, portar o conectar cables. Estas tecnologías dan la oportunidad para rápidas conexiones "ad-hoc" y dan la posibilidad de conexiones automáticas entre dispositivos. Esto eliminará la necesidad de comprar cableado propietario para conectar dispositivos individuales, así como crear la posibilidad de usar datos móviles en una variedad de aplicaciones. Las redes cableadas han sido muy exitosas en los últimos años y ahora con las tecnologías de conectividad inalámbrica, las redes de área local inalámbricas (wireless LAN's) han comenzado a emerger con mucha más fuerza y flexibilidad que las redes alternativas alámbricas.

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Hay muchas tecnologías y estándares de comunicaciones inalámbricas, algunas muy notables son Bluetooth e IEEE 802.11. Estas tecnologías compiten en ciertos frentes y son complementarias en otras áreas. Para una eficiente aplicación de estas tecnologías, es necesario conocer sus fortalezas y debilidades y también el dominio de aplicación de cada uno de estos estándares y tecnologías.

11.3.1 Bluetooth

Bluetooth es el nombre dado a un nuevo estándar de tecnología usando enlaces de radio de corto alcance, su propósito es remplazar los cables para conectar dispositivos electrónicos fijos o portátiles. El estándar define una estructura uniforme para la comunicación entre un amplio rango de dispositivos, con un mínimo esfuerzo del usuario.

Sus características principales son su robustez, su baja complejidad, su baja potencia y su bajo costo. La tecnología también ofrece comunicación inalámbrica a redes de área local (LAN), a redes de telefonía pública (PSTN- Public Switched Telephone Network), a redes móviles de telefonía y a Internet para un dispositivo fijo o dispositivos portátiles de mano.

Como Bluetooth opera en la banda no licenciada ISM a 2.4 Gigahertz usando 79 canales entre 2.402 GHz a 2.480 GHz (23 canales en algunos países), la cuál es usada por otros dispositivos como las redes 802.11, monitores de bebes, dispositivos de apertura de cocheras, hornos de microondas, etc. ,la posibilidad de interferencia es alta.

El rango de comunicación de Bluetooth es de O a I O metros con un consumo de potencia de OdBm (lmW). Esta distancia puede ser incrementada a 100 metros ampliando la potencia a 20dBm. El sistema de radio Blutooth esta optimizado para proveer movilidad.

Bluetooth usa "Frecuency Hop Spread Spectrurn (FHSS)" para evitar cualquier interferencia. Un canal bluetooth se divide en ranuras de tiempo (tirne-slots) de 625 microsegundos de longitud cada uno. Los dispositivos saltan a través de estas ranuras de tiempo haciendo 1600 saltos por segundo. Esto negocia la eficiencia del ancho de banda para la confiabilidad, la integridad y la seguridad.

Bluetooth soporta 2 tipos de enlaces: 1.- Asíncronos sin conex10n (ACL- Asynchronous Connectionless) para transmisión de datos y síncrona orientada a conexión (SCO-Synchronous Connection Oriented) para transmisiones de audio/voz. La transmisión más alta de Bluetooth es a I Mbps mientras que la velocidad efectiva máxima en un enlace asimétrico es de 721 Kbps en cualquier dirección y 57.6 kbps en la dirección de retomo. Un enlace asimétrico permite velocidades de datos de 432.6 kbps. Bluetooth también soporta hasta tres enlaces síncronos por dispositivo. Estos canales aseguran el ancho de banda para la transmisión.

La comunicación Elluetooth ocurre entre un radio maestro y un radio esclavo. Los radios Bluetooth son simétricos de modo tal que el mismo dispositivo pueda operar como maestro o como esclavo. Cada radio tiene una dirección única de 48 bits que es fija.

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Dos o más dispositivos de radio juntos fonnan redes "ad-hoc" llamadas piconets. Todas las unidades dentro de un piconet comparten el mismo canal. Cada piconet tiene un dispositivo maestro y uno o más esclavos. Allí puede haber hasta 7 esclavos activos a un tiempo dentro de una piconet. Así, cada dispositivo activo dentro de un piconet es identificable por una dirección de dispositivo activo de 3 bits. Los esclavos inactivos en modo desconectado pueden continuar residiendo dentro del piconet.

Un maestro es el único que puede iniciar un enlace de comunicación Bluetooth. Sin embargo, una vez que el enlace es establecido, el esclavo puede solicitar un cambio de maestro/esclavo para convertirse en maestro. Los esclavos dentro de un piconet deben sincronizar su reloj interno y frecuencia de saltos con el del maestro. Cada piconet usa diferentes secuencias de frecuencias de salto. Los dispositivos de radio usan Multiplexación por División en el Tiempo (TDM- Time Division Multip/exing). Un dispositivo maestro en un piconet transmite ranuras de tiempo pares y los esclavos pueden transmitir en ranuras numeradas impares .

' ' ' ' ' '

' ' ' '

,' ' I

' ' ' ' '

, ,

' ' Piconet A , ,

Scatternet

Piconet B

-----------------

Figura 11.5.- Scatternet y Piconet Bluetooth

............... ... ... ....

' ' ' ' ' ' ' ' ' '

,

' ' ' ' ' '

, , , ,

,

' ' ' ' ' ' ' ' ' ' 1 '

, ,

I

' ' I

Multiples piconets pueden empalmarse y esas áreas que se empalman fonnan una scattemet. Cada piconet tiene únicamente un maestro, pero los esclavos pueden participar en diferentes piconets sobre una base de multiplexación en el tiempo. Un dispositivo puede ser un maestro en un piconet y esclavo en otro, o esclavo en más de un piconet.

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Capítulo 11 : Redes integ.radas al automóvil y redes de telecomunicaciones

11.3.2 IEEE 802.1 lx

Una red LAN inalámbrica (WLAN- Wireless LAN o WiFi) es un sistema de transmisión de datos diseñado para proveer acceso a la red a diversos dispositivos de cómputo usando ondas de radio en vez de infraestructura de cable.

En una organización, las redes de área local inalámbricas, usualmente se implementan como el enlace final entre la red cableada existente y un grupo de computadoras clientes, dando a estos usuarios acceso inalámbrico a todos los recursos y servicios de la red de la organización a lo largo de un edificio o un campus.

La amplia aceptación de las redes de área local inalámbricas depende de la estandarización de la industria para asegurar la compatibilidad y disponibilidad entre varios fabricantes.

La especificación 802.11 es un estándar para las redes de área local i'lalámbricas que fue ratificada por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE;, en el año de 1997. Esta versión de la IEEE proporciona velocidades de datos de 1 y 2 Mbps y un conjunto de métodos de señalización y otros servicios. Como todos los estándares 802 de la IEEE, el estándar 802.11 se c:nfoca en los dos niveles inferiores del modelo OSI, que son la capa física y la capa de enlace de datos. Cualquier aplicación de red de área local, ,istema operativo de red, protocolo, incluyendo TCP/IP y Novell Netware, puede correr en una red inalámbrica que cumpla con el protocolo 802.11 de la misma forma que pueden correr sobre Ethernet.

Cada computadora móvil, portátil o fija es referida como una estación en 802. 11, la diferencia entre una estación móvil y una portátil es que la estación portátil se mueve de un punto a otro pero es usada solamente en un punto fijo. Y una estación móvil accesa la red de área local durante su movimiento.

Cuando dos o más estaciones se juntan para comunicarse una con otra, forman un conjunto básico de servicio (13SS- Basic Service Set). El mínimo conjunto básico de servicios consiste de dos estaciones. Las redes de área local 802.11 usan el BSS corno el bloque estándar de construcción.

Un BSS que se encuentra aislado y no esta conectado a una base se conoce como un conjunto independiente de servicio básico (IBSS- lndependent Basic Service Set) o se referencia como una red "ad-hoc ". Una red ad-hoc es una red donde las estaciones se comunican solamente uno a uno. No hay una base y no se dan permisos para hablar, estas redes son espontáneas y pueden configurarse rápidamente. Las redes ad-hoc o IBSS son limitadas en tiempo y espacio.

Cuando las BSS se interconectan la red se convierte en una infraestructura. La infraestructura 802.1 1 tiene diversos elementos. Dos o más BSS' s se interconectan usando un sistema de distribución (OS- Distribution System). Este concepto de OS incrementa h cobertura de la red. Cada BSS llega a se un componente de una red más grande y extendida. La entrada a los OS se completa por los puntos de acceso (AP-Access Point). Un AP es una estación direccionable. De forma tal, que Jo, datos se mueven entre el BSS y el OS con la ayuda de los AP.

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La creación de redes largas y complejas usando BSS 's y DS 's nos conducen al siguiente nivel de jerarquía, el conjunto de servicios extendidos (ESS-Extended Service Set). Lo mejor del ESS es que la red entera se mira como un conjunto de servicio básico para la capa de control de enlace lógico (LCC). Esto significa que las estaciones dentro del ESS pueden comunicarse o aún moverse transparentementc entre BSS · s y el DS · s para el LLC.

Uno de los requerimientos de IEEE 802.11, es que esta puede ser usada con redes cableadas ya existentes. 802.11 soluciona este problema con el uso de un portal. Un portal es la integración lógica entre redes de área local cableadas y 802.11. Este también puede servir como un punto de acceso par el DS. Todos los datos que van para una red de área local 802.11 desde una red de área local 802.X debe pasar a través del portal. Lo que significa que funciona como un puente entre las redes alámbricas y las inalámbricas.

La implementación del DS no esta especificada por 802.11. Sin embargo, un sistema de distribución puede ser creado de nuevas o existentes tecnologías. Un puente punto a punto que conecta redes de área local en edificios separados puede considerarse un DS.

Mientras la implementación del DS no este especificada, 802.11 especifica los servicios, los cuales el DS debe soportar. Los servicios están divididos en dos secciones:

1.- Estación de servicios (SS-Station Services) 2.- Servicios de distribución de sistema (DSS-Distribution System Services)

Existen cinco servicios provistos por el DSS:

1.- Asociación. 2.- Reasociación. 3.- Desasociación. 4.- Distribución. 5.- Integración.

Los primeros tres servtc1os tratan de la movilidad de la estación. Si una estación esta moviéndose dentro de su propio BSS o no se esta moviendo, la movilidad de la estación se denomina No-transición. Si una estación se mueve entre BSS · s dentro de la misma ESS, su movilidad se denomina BSS-transición. Si la estación se mueve entre BSS · s o diferentes ESS 's esto se conoce como una transición ESS. Una estación debe afiliarle por si misma con una infraestructura BSS si esta quiere usar la LAN. Esto se lleva a cabo por la asociación de si misma con un AP. Las asociaciones son dinámicas por naturaleza porque las estaciones se mueven, se encienden o se apagan. Una estación puede ser asociada solamente con un AP, esto asegura que el DS siempre sepa de cuál estación se trata.

La asociación soporta movilidad de No-transición pero no es suficiente para soportar transición-BSS. Introduciendo reasociación. Este servicio permite a la estación cambiar su asociación de un AP a otro. La asociación y reasociación son iniciadas por la estación. La dcsasociación es cuando la asociación entre la estación y el AP se termina. Esta dcsasociación puede ser iniciada por cualquiera de las partes. Una estación desasociada no puede enviar o

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recibir datos. La transición-ESS no es soportada. Una estación puede moverse a un nuevo ESS pero tendrá que reiniciar las conexiones.

La Distribución y fa, Integración son el remanente de los DSS 's. La distribución simplemente trata de tomar los datos del transmisor al receptor deseado. El mensaje es enviado al AP local (AP de entrada), y entonces distribuido a través del DS al AP (AP de salida) con el que es asociado el recipiente. Si el transmisor y el receptor están en el mismo BSS, los AP's de entrada y de salida son el mismo. Entonces el servicio de distribución es invocado de manera lógica si los datos van o no van a través del DS. La Integración es cuando el AP de salida es un portal. Entonces las LAN's 802.X se integran dentro del 802.11 DS.

Los servicios de estación son:

1.- Autenticación. 2.- Deautenticación. 3.- Privacidad. 4.- Entrega de unidad de datos de servicio (MAC Service Data Unit (MSDU) Delivery).

Con un sistema inalámbrico, el medio no es exactamente unido come, en un sistema con cables. Para controlar el acceso a la red, las estaciones tienen primero que establecer su identidad.

Antes de que seas reconocido y se te permita establecer una comurncacton, debes pasar primero una serie de pruebas para asegurar que tú eres quién dices ser. Esto es realmente toda la autenticación. Una vez que la estación ha sido autenticada, esta puede ser entonces asociada por si misma. La relación de autenticación puede ser entre dos estaciones dentro de un IBSS o para el AP del BSS. La autenticación no puede llevarse a cabo fuera del BSS.

Existen dos tipos de autenticación ofrecidos por 802.11. El primero es el sistema de autenticación abierta. Esto significa que cualquiera que intente autenticarse recibirá autenticación. El segundo tipo es de autenticación por llave compartida, para que se pueda autenticar un usuario debe tener su llave secreta compartida. La llave s,~creta compartida es entregada a todas las estaciones en un tiempo en algún método seguro (como si alguien caminara alrededor de las estaciones y cargara la llave secreta compartida en cada estación).

La deautenticación es cuando una estación o AP desea terminar la autenticación de unas estaciones. Cuando esto ocurre la estación se desasocia automáticamente. Privacidad es un algoritmo de encripción, el cuál es usado de modo tal que otros usuarios 802.11 no puedan interferir en el tráfico de tu LAN. IEEE 802.11 especifica el "Wired Equivalente Privacy (WEP)" como un algoritmo opcional para satisfacer la privacidad. Si WEP no es usado entonces las estaciones están en "claro" o en "rojo", lo que significa que su tráfico no esta encriptado. Los datos transmitidos en "claro" son llamados en texto plano. Los datos transmitidos que están encriptados se conocen como texto cifrado (civhertext). Todas las estaciones arrancan "en rojo" hasta que son autenticadas. La entrega de MSDU asegura que la información en la unidad de servicios MAC es entregada entre los AP' s de servicio de control de acceso al medio.

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Capílulo 11 : Redes inlegradas al aulomóvil y redes de lelccomunicaciones

La autenticación es básicamente un password amplio de la red. La privacidad se da con o sin cncripción. "Wired Equivalent Privacy" se usa para proteger a estaciones autorizadas de observadores. WEP es razonablemente fuerte. El algoritmo puede ser roto en el tiempo. La relación entre romper un algoritmo esta directamente relacionada al tiempo que se usa una llave. Por lo tanto, WEP permite el cambio de llaves para prevenir un abrupto ataque al algoritmo. WEP puede ser implementado en software o hardware.

11.4 Conexión a la red móvil de área amplia

Las comunicaciones satelitales se llevan a cabo por medio de un satélite artificial estacionado en el espacio para propósitos de telecomunicaciones. Los satélites de comunicaciones modernos empican orbitas gcosíncronas, orbitas Molniya u orbitas de baja altura.

Para servicios fijos de comunicaciones, los satélites proveen tecnología complementaria para los cables de comunicación submarina de fibra óptica. Para aplicaciones móviles, como las comunicaciones a barcos y aeronaves, donde la aplicación de otras tecnologías como cable, son prácticamente imposibles.

Dentro de las primeras y todavía muy importante aplicación para los satélites de comunicaciones se encuentra la telefonía internacional. Los teléfonos de punto fijo, transmiten llamadas a una estación fija, donde entonces son transmitidas a un satélite geoestacionario. Entonces un camino análogo es seguido en el enlace de bajada. En contraste, los teléfonos móviles (hacia y desde barcos y aeronaves) deben ser directamente conectados al equipo que sube la señal al satélite, así también debe ser capaz de asegurar apuntar al satélite en presencia de perturbaciones, como las olas si se trata de un equipo a bordo de un barco.

La telefonía móvil (teléfonos celulares) que se usan en áreas urbanas no hace uso de comunicaciones satelitales. En vez de ellos tienen acceso a una constelación de estaciones terrestres de recepción y retransmisión de estaciones.

Las redes inalámbricas de área amplia que pueden enlazar oficinas remotas de una compañía, cubre un área mucho mayor que las redes de área local inalámbricas. Aunque las redes de área local inalámbricas (WLAN' s), ofrecen una movilidad limitada al usuario generalmente le proveen movilidad a lo largo de toda la red, las redes inalámbricas de área amplia (WW ANS) facilitan conectividad para usuarios móviles que viajan. En general las WW A Ns permiten a los usuarios mantener acceso a las aplicaciones relacionadas al trabajo mientras se encuentran fuera de su lugar fijo de trabajo.

El la red inalámbrica WAN (WWAN-Wireless W4N), la comunicación ocurre predominantemente a través del uso de señales de radio sobre redes celulares analógicas, digitales o PCS; aunque la señal de transmisión a través de mjcroondas y otras ondas electromagnéticas es también posible. En la actualidad, muchas de las redes de telecomunicaciones inalámbricas toman lugar a través de sistemas celulares de segunda generación 2G como TDMA, COMA, PDC y GSM, o a través de tecnología de paquetes de datos sobre sistemas analógicos antiguos. Aunque las redes analógicas tradicionales han sido diseñadas para voz en vez de transferencia de datos, tienen algunos problemas inherentes,

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algunos 2G (segunda generación) y la nueva 3G (tercera generación) de redes celulares digitales están totalmente integradas para la transmisión de voz y datos. Con el adviento de las redes 3G, las velocidades de transferencia pueden incrementarse enormemente.

La conectividad WW AN requiere modems inalámbricos e infraestructura de red inalámbrica, provista como un servicio con cargo por un proveedor de servicios inalámbricos. Los dispositivos portátiles que reciben las comunicaciones interactúan con las redes inalámbricas conectados a ellas vía las ondas de radio. El modem directamente se intcrfaza con las antenas de radio, las cuáles portan la señal a un centro de conmutación móvil, donde se hace pasar la señal al enlace correspondiente de red privada o pública (por ejemplo la red telefónica, otra red de alta velocidad o el Internet). De aquí, la señal puede ser transferida a las redes existentes de una organización. Un ejemplo de esta arquitectura se muestra en la figura 11.6.

RED GSM

Servidores www

0 P ~11~

D1spos1tivos ~ Móviles de 1 1 ~~ 1 1

~-~ l _________________ J

Servidores Corporativos

Figura 11.5.- Conectividad Wireless W AN (WW AN)

De manera similar, las WW ANs pueden comunicarse con Internet. Para dispositivos pequeños como los dispositivos de mano "handhelds" y los teléfonos móviles, una especificación universal conocida como "W AP-Wireless Application Protocof' facilita la entrega y presentación de contenido WEB. La solicitud de contenido WEB es enviada a través de la red inalámbrica a una compuerta WAP, donde es procesada y la información es enviada de regreso. W AP soporta una gran cantidad de redes inalámbricas y sistemas operativos de dispositivos móviles, aunque en la actualidad esta tecnología esta siendo sustituida por GPRS.

11.4.1 Enlace Satelital (GPS)

GPS "Global Positioning System" es un sistema de navegación satelital MEO (Middle, Heart Orbit), sistema de satélites que se encuentran entre 1,000 y 22,300 millas sobre la superficie de la tierra) formado por 24 satélites orbitando la tierra y con sus correspondientes receptores en la tierra. Los satélites orbitan la tierra aproximadamente a 12,000 millas de la superficie de

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la tierra y hacen 2 orbitas completas cada 24 horas. Los satélites GPS continuamente transmiten señales de radio digital que contienen datos sobre la localización de los satélites y el tiempo exacto de enlace a los receptores de la tierra. Los satélites están equipados con relojes atómicos cuya precisión esta dentro de una billonesima de segundo. Basados en esta información los receptores saben cuánto tiempo le toma a la señal localizar al receptor en la tierra. Como cada señal viaja a la velocidad de la luz, el retardo que le toma al receptor recibir la señal, corresponde a lo alejado que se encuentra del satélite. Conociendo que tan alejado del satélite se encuentra, el receptor sabe que se encuentra localizado en algún lugar de la superficie de una esfera imaginaria centrada al satélite. Usando tres satélites, el sistema GPS puede calcular la longitud y latitud del receptor basándose en donde de las tres esferas se intersecta, Usando 4 satélites, el sistema GPS puede también determinar la altitud.

GPS originalmente fue conocido como NA VST AR (Navigation System with Timing and Ranging). GPS tiene aplicaciones más allá de navegación y determinación de localización en aplicaciones como cartografia, reforestación, exploración mineral, administración del habitat de la vida salvaje, monitoreo del movimiento de personas y objetos y obtención precisa del tiempo en el mundo.

11.4.2 GPRS

GPRS (General Packet Radio Services) es un nuevo servicio de valor agregado que permite enviar y recibir información a través de la red de telefonía móvil. GPRS es un suplemento de los actuales circuitos conmutados de datos y de los servicios de mensajes cortos (SMS- Short Message Service). GPRS no se relaciona con GPS (Global Positioning System).

La velocidad teórica máxima alcanzable con GPRS es de 171.2 Kbps usando los ocho timeslots al mismo tiempo. Esto es aproximadamente tres veces la velocidad de transmisión más rápida posible sobre las redes fijas de telefonía y diez veces más rápida de los servicios de datos de circuitos conmutados en las redes GSM. Permite que la información sea transmitida más fácilmente, inmediata y eficientemente a través de la red móvil, GPRS puede significar un servicio de transmisión de datos de costo relativamente más bajo comparado con SMS y los circuitos conmutados de datos.

GPRS facilita conexiones instantáneas donde la información puede ser enviada o recibida inmediatamente conforme la necesidad aparezca, sujeto al radio de cobertura. Este servicio se hace referencia como "siempre conectado". El servicio inmediato es una de las ventajas de GPRS (y SMS) cuando se comparan con los circuitos conmutados de datos. El servicio inmediato es una característica muy importante para aplicaciones de tiempo crítico.

Las redes GPRS facilitan nuevas aplicaciones que no estaban disponibles previamente en las redes GSM debido a las limitaciones en los circuitos conmutados de datos (9.6 kbps) y la longitud de los mensajes del servicio de mensajes cortos (SMS que es de 160 caracteres). GPRS puede implementar totalmente aplicaciones de Internet como acceso al WEB o chat sobre la red móvil. Otras nuevas aplicaciones son la transferencia de archivos y la

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automatización de hogares - la habilidad para acceder remotamente y controlar dispositivos y máquinas de casa.

Un usuario de GPRS básicamente requiere:

• Un teléfono móvil o Terminal que soporte GPRS. • Una suscripción a una red de telefonía móvil que soporte GPRS. • El uso de GPRS debe ser habilitado para ese usuario. El acceso al servicio GPRS debe

ser permitido por el operador de la red. • Conocer como se envía y/o recibe información GPRS usando su nodelo específico de

teléfono móvil incluyendo la configuración de software y hardwarí:. • Un destino para enviar y recibir información a través de la red GPRS, en el caso de

GPRS, es como tener una dirección de Internet, como GPRS esta diseñado para hacer a Internet totalmente disponible a los usuarios móviles, los usuarios pueden acceder cualquier página WEB otras aplicaciones de Internet desde el primer momento.

GPRS es una tecnología digital de telefonía móvil. Es considerada la generación 2.5, entre la segunda generación (GSM) y la tercera (UMTS). Proporciona altas velocidades de transferencia de datos (especialmente útil para conectar a Internet) y se utiliza en las redes GSM

GPRS es sólo una modificación de la forma de transmitir datos en una red GSM, pasando de la conmutación de circuitos en GSM (donde el circuito está permanentemente reservado mientras dure la comunicación aunque no se envíe información en un momento dado) a la conmutación de paquetes.

Desde el punto de vista del Operador de Telefonía Móvil es una forma :,encilla de migrar la red desde GSM a una red UMTS puesto que las antenas (la parte más cara de una red de Telecomunicaciones. móviles) sufren sólo ligeros cambios y los elemrntos nuevos de red necesarios para GPRS serán compartidos en el futuro con la red UMTS.

GPRS es básicamente una comunicación basada en paquetes de datos. Los intervalos de tiempo (timeslots) s,a: asignan en GSM generalmente mediante una conexión conmutada, pero en GPRS los intervalos de tiempo se asignan a la conexión de paquetes, mediante un sistema basado en la necesidad. Esto significa que si no se envía ningún dato por el usuario, las frecuencias quedan libres para ser utilizadas por otros usuarios.

Que la conmutación sea por paquetes permite fundamentalmente que se compartan los recursos de radio. Un usuario GPRS sólo usará la red cuando envíe o reciba un paquete de información, todo el tiempo que esté inactivo podrá ser utilizado por otros usuarios para enviar y recibir información. Esto permite a los operadores dotar de más de un canal de comunicación sin miedo a saturar la red, de forma que mientras que en GSM sólo se ocupa un canal de subida de datos del equipo terminal a la red y otro canal de bajada de datos desde la red al equipo terminal, en GPRS es posible tener terminales que gestionen cuatro canales simultáneos de bajada y dos de subida, pasando de velocidades de 9,6 kbps en GSM a 40 kbps en bajada en GRPS y 20 kbps de subida.

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Otra ventaja de la conmutación de paquetes es que, al ocuparse los recursos sólo cuando se transmite o recibe información, la tarificación por parte del operador de telefonía móvil sólo se produce por la información transitada, no por el tiempo de conexión. Esto hace posible aplicaciones en la que un dispositivo móvil se conecta a la red y permanece conectado durante un periodo prolongado de tiempo sin que ello afecte en gran medida a la cantidad facturada por el operador.

11.5 Conclusión

Las redes integradas a los automóviles tienen diferentes capacidades y características que permiten comunicar diversos dispositivos con los que cuenta el automóvil en un entorno local, cada una de estas redes tienen características especiales que dependiendo de la aplicación a la que están destinados los dispositivos que tiene conectados, funcionan con alta velocidad, disparados por tiempo y con velocidades de transmisión altas, medias o bajas. Estas redes nos proveen el entorno de comunicación de red de área local que se puede interconectar a una red de área amplia para poder acceder servicios y aplicaciones nuevos a los usuarios de estas redes.

Las tecnologías de telecomunicaciones inalámbricas, en sus diversas modalidades también pueden atender diversos tipos de aplicaciones, dadas sus características de cobertura, capacidad y forma de acceso; en este capítulo se han revisado diversas tecnologías de corto y largo alcance que pueden ser tomadas en cuenta de acuerdo al tipo de aplicaciones o servicios que se desean proporcionar.

Las tecnologías inalámbricas continuarán evolucionando y ofreciendo a las organizaciones y usuarios finales un alto nivel de vida permitiéndoles mayor movilidad e incrementando su habilidad para interactuar con otros usuarios, rompiendo la distancia como una barrera. En un futuro próximo, la red seguirá a los usuarios en vez de que los usuarios sigan a la red.

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Capítulo 111 : Diseño De Sistema Telemático

(:apítulo 111

Diseño De Sistema Telemático

111.1.- Introducción

En este capítulo se presenta el diseño del sistema telemático, se explica como va a funcionar el sistema en una operación normal, tomando en consideración a los elementos involucrados del sistema que son el vehículo, la red de comunicaciones móviles, el centro de recepción de las señales móviles, la red de datos para enlazar a la empresa automotriz usJaria del servicio, el centro de datos de la empresa automotriz usuaria, los enlaces telefónicos y el cliente final.

Posteriormente se hace un desglose que explica los diversos componentes que intervienen en la infraestructura del sistema propuesto, se da una descripción general de estos componentes, cuál es su funcionamiento y su rol dentro de la estructura del sistema; con este desglose se proporciona una panorámica general de la forma en la cuál estará consti1uido y funcionará el sistema.

Al finalizar la lectura de este capítulo se entenderá cuál es la aplicación deseada para la que se pondrá a operar este sistema y como es su funcionamiento.

111.2 Descripción de funcionamiento del sistema.

El sistema telemático que se propone en esta tesis, debe hacer u:;o y aprovechar la infraestructura telecomunicaciones móviles disponibles en México, en pa1ticular el servicio de telefonía celular para la transmisión de datos.

Se piensa en la utilización de tecnología GPRS de transmisión de datos por medio de una red celular dadas sus características tecnológicas de velocidad y conexión permanente así como por el tipo de señales que se pretenden transmitir.

El servicio que ofrecerá el sistema consistirá en transmitir señales de alarma de dispositivos de una red de área local (este entorno de área local será un automóvil), a un centro de datos donde un proceso automático analizará la información y ejecutará una acción de respuesta automática como puede ser discriminar la información, ejecutar un comando automático de respuesta para corregir la falla si es posible o simplemente borrar la alarma o bien enviar un mensaje a un operador para que este se ponga en contacto con el usuario del vehículo.

Básicamente las señales que se transmitirán del vehículo al centro de datos son señales de alerta de un mal funcionamiento que puede estar experimentando algún componente del

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Capítulo 111: Diseño De Sistema Telemático

vehículo como puede ser la temperatura del motor, bajo nivel de carga eléctrica de la batería cualquier otra que pueda reportar el grupo de sensores con los que cuenta el vehículo.

Es importante entender cuáles y como se pueden generar esas señales de alerta en un vehículc como se vio en el capítulo 2, en la actualidad la mayoría de los vehículos tienen integrada diversas redes de datos y sensores internos; estos sensores internos pueden reportar a través d estas redes de los vehículos cualquier mal funcionamiento de algún componente a un computadora central del vehículo, esta computadora guarda el código de la falla normalmente algún técnico especializado, por medio de una terminal de diagnóstico qu cuenta con un software especializado (dispositivo conocido como "scanner") puede obtener 1 información acerca de cuál es el componente del vehículo que esta reportando una falla puede repararlo por medio de la sustitución de una pieza (refacción) o incluso por algún ajust realizado por medio de software. En las siguientes secciones se explica como funciona est tipo de sistemas de reporte de fallas de un vehículo.

111.2.1 Luz de verificación del motor

En los vehículos existe un dispositivo al cuál se le conoce como "luz de verificación de motor (Check Engine Light) que es una luz indicadora de algún mal funcionamiento en algú componente del vehículo (MIL-Ma/function Indicador light), normalmente esta luz s encuentra en los tableros de los vehículos. Este indicador tiene tres tipos de señales.

1. Parpadeos ocasionales que indican algunas fallas momentáneas. 2. Luz totalmente encendida que indica que existe un problema de una naturaleza má

seria, que puede afectar las emisiones de salida o la seguridad del vehículo. 3. Parpadeos constantes lo cuál es un síntoma de un problema mayor que puede causa

serios daños si el motor no es detenido inmediatamente.

En todos los casos en el momento de falla se "toma una fotografia" de las lecturas de todos lo sensores del vehículo la cuál es grabada en la computadora central del mismo.

Una señal de una falla grave puede ser causada por varios problemas, y puede causar que e MIL se encuentre encendido en cualquier momento hasta que el problema sea reparado y u1 técnico especializado regrese al MIL a su estado inicial.

Si el vehículo presenta fallas intermitentes, estas causan que el MIL se encienda y se apagu, momentáneamente antes de que el problema sea localizado. Por lo cuál la "fotografia" que s, "toma" de la condición del vehículo en el momento de la falla queda capturada en ); computadora y puede ser de gran valor en el diagnóstico de este tipo de problema intermitentes. Sin embargo, en algunos casos, si el vehículo llega a completar tres ciclos d, manejo sin una recurrencia del problema, la "fotografia" se borra.

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Capitulo 111 : Diseño De Sistema Telemático

111.2.2 OBD-11 "On-Board-Diagnostic-J/"

080-11 proviene de "On-Board Diagnostic" que son sistemas que están en la mayoría de los automóviles y camionetas ligeras que están en circulación hoy en día. Durante los años 70's y a principios de los 80' s los fabricantes de vehículos comenzaron a usar dispositivos electrónicos para controlar las funciones del motor y diagnosticar en él po:;ibles problemas.

A través de los años los sistemas de diagnóstico a bordo han llegado a ,er más sofisticados. 080-11 es un nuevo estándar introducido a mediados de los 90' s que proporciona un mayor y más completo control del motor y también monitorea partes del chasis, cuerpo y dispositivos de accesorios, así como también diagnostica la red de control del automóvil.

Todos los automóviles construidos y vendidos en los Estados Unidos desde el 1 º de Enero de 1996, cuentan con sistemas 080-11. Los fabricantes de automóviles empezaron a incorporar sistemas 080-11 en varios modelos desde 1994, pero algunos de estos ,istemas iniciales de 080-11 no cumplieron 100% con el estándar.

Existen tres protocolos básicos de los sistemas 080-11 en uso, cada cuál con pequeñas variaciones en cuanto al patrón de comunicaciones entre la computadora del sistema 080-11 y la consola del "scanner "o herramienta de diagnóstico. Mientras que en los años anteriores ha habido algunos cambios de los fabricantes entre los protocolos, como regla de uso, los productos de Chrysler y todos los vehículos importados de Europa y Asia usan una circuitería ISO 9 I 41. Los automóviles GM y camionetas ligeras usan patrones de comunicación SAE JI 850 (Modulación con pulso variable), y Ford usa SAE J 1850 PWl'vt (Modulación por amplitud de pulso).

Es posible investigar cuál protocolo usa un automóvil en específico examinando el conector cuidadosamente. Si d conector del tablero tiene un pin en la posición #7 y no existe pin en la posición #2 o #10, entonces el automóvil esta usando el protocolo ISO 9141. Si no hay pin presente en la posición #7, el automóvil usa un protocolo SAE. Si existen pines en las posiciones #7 y #2 y/o # 1 O, el automóvil es posible que este usando el prolocolo ISO.

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Capitulo 111: Diseiio De Sistema Tclcmútico

Pin 2 - J 1850 Bus+ Pin 4 - Chasis Ground Pin 5 - Signal Ground Pin 6 - CAN H igh (J-2284) Pin 7 - ISO 9141-2 K Line Pin 10-J1850 Bus Pin 14- CAN Low (J-2284) Pin 15-ISO 9141-2 L Line Pin 16 - Battery Power

Figura 111.1 .- PIN-OUT de conector OBD-11

Mientras que existen tres tipos de protocolos de conexión eléctrica a los sistemas 080-11, el conjunto de comandos es fijo de acuerdo al estándar SAE J 1979.

Las señales de 080-11 se observan más frecuentemente como una respuesta que se manifiesta en el encendido de una luz de verificación demotor ( Check Engine Light), que se muestra en el tablero o por la experimentación de problemas en el manejo del vehículo.

Los datos proporcionados por el sistema 080-11 frecuentemente pueden señalar de manera específica el componente que esta funcionando incorrectamente, ahorrando tiempo y costos de manera substancial con las reparaciones de "creencia-y-reparación". Las señales de los sistemas 080-11 pueden también proveer información valiosa ele la condición de un auto usado en el proceso de compra.

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111.3 Modelo de Red

La red se basa en los siguientes componentes, organizados de acuerdo al estándar OSGl:

1. Dispositivos y redes de área local 2. Compuerta de servicios abiertos 3. Red de área amplia 4. Proveedor de servicios Telemáticos

Dispositivos y redes de área local El objetivo técnico del sistema es intercomunicar redes de área local, refiriéndonos en este sentido a la redes que están integradas a los vehículos, con sistemas de computo externo para hacer análisis de datos, haciendo uso de una amplia infraestructura de comunicaciones móviles y fijas.

Actualmente los vehículos contienen cientos de circuitos, senson:s y muchos otros componentes eléctricos. Se necesita comunicación entre los diversos circuitos y funciones de un vehículo. Por ejemplo, cuando el conductor presiona el interruptor de las luces exteriores que se encuentra en el tablero, la luz exterior reacciona. Para que esta reacción ocurra, es necesario establecer una comunicación entre el interruptor del tablero y el frente del vehículo. En los sistemas de los vehículos actuales, este tipo de comunicación se maneja vía un cable dedicado a través de conexiones punto a punto. Si todas las combinaciones posibles de interruptores, sensores, motores y otros dispositivos eléctricos en el total de las características de los vehículos se acumulan, el resultado del número de conexiones y de cableado dedicado es enorme. Por lo que las redes resultan ser un método más eficiente para las complejas comunicaciones internas de los vehículos actuales.

Las forma en como funcionan las redes internas de los vehículos, se conoce como multiplexación, que es un método para transferir datos entre diversos módulos electrónicos vía un bus serial de datos. Sin una red serial, la comunicación ínter-módulos requiere cableados dedicados punto a punto resultando en una abultada, cara, compleja y dificil instalación de los arneses de cable. Aplicando un bus serial de datos se reduce el número de cables combinando las señales en un solo cable por medio de la multiplexación por división en el tiempo. La información es enviada a módulos de control individual que controlan cada función, como el anti-bloqueo de los frenos, señales de vuelta (direccionales) y desplegados del tablero.

Como el contenido eléctrico de los vehículos actuales continua incrementándose, la necesidad de integración de redes es por demás evidente. Por ejemplo, algunos vehículos de lujo contienen más de 3200 libras de cable. Dando como resultado que el núrrero de conectores sea una verdadera pesadilla.

Las redes internas de los vehículos proporcionan muchos beneficios a nivel del sistema, muchos de los cuáles son solamente el comienzo de otros por venir.

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Capitulo 111: Diseño De Sistema Telermítico

• Se reduce el número de cableados dedicados que se requieren para cada función, y por lo tanto se reduce el tamaño de los arneses de cable. Se mejoran el costo del sistema, el peso, la disponibilidad, la servicialidad y la instalación.

• Sensores comunes de datos, como el de la velocidad del vehículo, temperatura del motor, etc., están disponibles en la red, por lo que los datos pueden ser compartidos, eliminando la necesidad de sensores redundantes.

• Las redes permiten crecer la flexibilidad del contexto del vehículo porque las funciones pueden ser agregadas a través de cambios de software. Sistemas existentes requieren un módulo adicional o conectores adicionales de 1/0 (1/0.-lnput/Outpuf) para cada función agregada.

• Los fabricantes de vehículos están descubriendo nuevas características que se habilitan a través de las redes, por ejemplo algunos sistemas almacenan en memoria el perfil de preferencias del conductor para manejar, por ejemplo la posición del asiento, las posiciones del espejo y las estaciones de radio.

Sin embargo, para que las redes y los beneficios del sistema se expandan dentro de un alto volumen e.le vehículos económicos, se necesitan reducir los costos. Además de la estandarización de protocolos. Los fabricantes automotrices y varias organizaciones de estándares de la industria automotriz han estado trabajando durante varios años para desarrollar estándares de redes internas de vehículos. De forma tal que han sido desarrolladas redes como CAN y SAE J 1850 que son los estándares predominantes.

Compuerta de servicios abiertos. La compuerta de servicios abiertos es el dispositivo que nos permite comunicar los dispositivos de área local, en este caso los dispositivos internos de los vehículos que están interconectados a través de las redes integradas al automóvil, con sistemas que pueden ser accesados a través de una red de telecomunicaciones de área amplia

Red de área amplia Dado que el sistema trata de la comunicación y transferencia de datos provenientes de los vehículos a sistemas fijos de una empresa automotriz, se requiere una tecnología que permita la transferencia de datos en un entorno móvil y con un ancho de banda suficientemente amplio para transmitir los datos requeridos. Bajo estas características se propone el uso de una red GSM con el servicio móvil de transferencia de datos GPRS.

GPRS y UMTS son evoluciones del Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSMGlobal Systern for Mobile Comrnunications) que es una tecnología celular que es usada mundialmente, predominantemente en Europa y Asia. GSM es el estándar líder en el mundo en comunicaciones digitales inalámbricas.

GPRS es una tecnología de 2.5 generación de comunicaciones móviles que permite a los proveedores de servicios móviles inalámbricos ofrecer a sus suscriptores móviles servicios de datos basados en paquetes sobre redes GSM. Aplicaciones comunes de GPRS son por ejemplo: acceso a Internet, acceso a intranets corporativas, mensajería instantánea y mensajería multimedia. GPRS fue estandarizado por el Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicaciones. (ETSI-European Telecornrnunications Standards lnstitute), pero

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actualmente está estandarizado por el Programa de Patrocinio de Tercera Generación (3GPP.Third Generation Partnership Program).

El servicio de paquetes GPRS/UMTS esta compuesto principalmente por los siguientes dos elementos de red:

• Nodo de Soporte de Compuerta GPRS (GGSN.-Gateway GPRS Support Nade).- Es una compue11a que proporciona a los usuarios de telefonía celular móvil acceso a una red pública de datos o a redes IP privadas específicas.

• Nodo de Soporte de Servicio GPRS (SGSN- ServingGPRS Support Nade).- Conecta la Red de Acceso de Radio (RAN - Radio Access Network) al núcleo de GPRS/UMTS y a los túneles de sesión de usuario al GGSN. El SGSN envía y recibe datos desde estaciones móviles, y mantiene información acerca de la localiza,:ión de una estación móvil (MS- Mobile Station). El SGSN se comunica directamente con la MS y el GGSN. El SGSN se comunica directamente con la MS y el GGSN

Servidor De facturación

Servidor AM .. ~;ervidor de

/. cdministración

Contenido de conmutación Contenido de facturación Contenido de cache

A tos servicios

Figura 111.2.- Componentes de una red GPRS/UMT con GGSNs

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En un ambiente <le generación 2.5, la RAN está comprendida de estaciones móviles que se conectan a una Estación Base Tranceptora (BTS.- Base Transceiver Station) la cuál se conecta a un Controlador de Estación Base (BSC). En un ambiente de 3G (tercera generación), la RAN se compone de estaciones móviles que se conectan a un nodo B que los conecta a un Controlador de Red de Radio (RNC.- Radio Network Contro/ler).

La RAN entonces se conecta al núcleo GPRS/UMTS a través de un SGSN, cuyos túneles de sesión de usuario al GGSN que actúa como una compuerta a las redes de servicios (por ejemplo Internet o alguna Intranet). La conexión entre el SGSN y el GGSN se establece a través de un protocolo de túnel que se llama Protocolo de Tunel GPRS (GTP.- GPRS Tunneling Protocol); GTP Versión O (GTP YO) par aplicaciones de generación 2.5 y GTP Versión 1 (GTP V 1) para aplicaciones 3G. GTP es portado sobre IP. Múltiples SGSN' s y GGSN 's dentro de una red son referidos colectivamente como Nodos de Soporte GPRS (GSN's.- GPRS Support Nodes).

Para asignar a las sesiones móviles una dirección IP, el GGSN usa el protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protoco/), servidor de RADIUS (Remate Authentication Dial-In User Service), o un pool de direcciones locales definida específicamente por un punto de acceso (acces-point) configurado en el GGSN. El GGSN puede usar un servidor RADIUS para autorizar y autenticar los usuarios remotos. Los servicios de RADlUS y DHCP pueden ser especificados a un nivel de configuración global, o por cada access-point configurado en el GGSN.

Los estándares de de 2.5 GPRS y 3G UMTS usan el término interfase para etiquetar (o identificar) el camino de comunicación entre diferentes elementm, de la red. Los estándares GPRS/UMTS define los requerimientos y características de comunicación entre los diferentes elementos de red GPRS/UMTS sobre estas interfaces. Estas interfaces son comúnmente referenciadas para cuando se describen aspectos de una red GPRS/UMTS. La siguiente figura muestra algunas de estas interfaces.

GGSN

Interface Gi

C<3

Figura 111.3.- Referencia de interfaces GPRS/UMTS

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• Interface Gn.- Interface entre GSN' s dentro del mismo PLMN en una red GPRS/UMTS. GTP es un protocolo definido en la interfase Gn entre GSN's en una red GPRS/UMTS.

• Interface Gi.- Punto de referencia entre una red GPRS/UMTS y una red externa de paquetes de datos.

• Interface Ga.- Interface entre una GGSN y una compuerta de cargo (CG.- Charging Gateway) en una red GPRS/UMTS.

El estandar GPRS/UMTS define una identidad de red llamada Nombre de Punto de Acceso (APN.- Access Point Name).Un APN identifica el servicio o red para la cuál un usuario puede conectarse a/desde un GGSN en una red GPRS/UMTS.

La tecnología GPRS de generación 2.5 proporciona los siguientes beneficios: • Habilita el uso de una interfase aérea basada en paquetes sobre una red GSM

existente de conmutación de circuitos, lo que permite una mayor eficiencia en el espectro de radio porque el ancho de banda se usa únicamente cuando los paquetes son enviados o recibidos.

• Requiere actualizaciones mínimas de la infraestructura existent~ de red GSM para aquellos proveedores de servicios de red que deseen agregar servicios GPRS en la cima de GSM, la cuál esta ampliamente desarrollada.

• Tiene velocidades de datos mejoradas comparadas con los servicios tradicionales de datos GSM de circuitos conmutados.

• Soporta longitudes de mensajes más largos que los soportados por SMS. • Soporta un rango amplio de acceso a las redes de datos y se:vicios, incluyendo

redes privadas virtuales, Internet, acceso a sitios corporativos y protocolo de acceso inalámbrico (WAP.-Wireless Access Protocol).

III.4 Componentes del sistema.

Compuerta de comunicaciones La compuerta de comunicaciones es el dispositivo que deberá instalarse en el vehículo y que tendrá la función de intercomunicar la red interna del vehículo con la red de área amplia de telecomunicaciones para la transmisión y recepción de datos; esta compuerta de comunicaciones debe preferentemente estar basada en el marco de trabajo del estándar OSGi, que define un modelo de ciclo de vida de aplicaciones y un registro de servicio. Basándose en este marco de trabajo, han sido desarrollados un gran número de servicios OSGI: log, administración de configuración, preferencias, servicios http (corriendo servlets), parseo de XML, acceso a dispositivos, administración de paquetes, administración de permisos, arranque de niveles, administración de usuarios, conectores de entrada/salida, administración de cableado, Jini, expo11ación de UPnP, rastreo de aplicaciones, declaración de servicios, administración de potencia, administración de dispositivos, políticas de seguridad, monitoreo/diagnóstico y estructuración del marco de trabajo.

Los vehículos cuentan con diversos canales físicos de función específica a los cuáles se puede interconectar la compuerta de telecomunicaciones, por ejemplo el bus .11850 se usa para diagnósticos y aplicaciones que comparten datos en los vehículos. El bus JI 850 toma dos

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fonnas: una modulación por amplitud de pulso (PWM- Pulse Width Modulated) de 41.6 kbp: con un comportamiento diferencial a 2 hilos o una modulación de amplitud de pulso variable (VPW.- Variable Pulse Width) de un solo cable. La facilidad a un solo cable puede tener urn longitud de bus de hasta 35 metros (con 32 nodos). Un valor alto reside entre los 4.25 y los 2( volts, y un valor bajo se detem1ina por debajo de los 3.5 volts. Los valores altos y bajos SOi

enviados como símbolos de bits (no solamente bits). Los periodos de tiempo de los símbolo son de 64µs a l 28µs para comportamientos de un solo cable. Desarrollado en 1994, el J 185( puede considerarse desfasado para nuevos diseños. La interface asíncrona de un solo cabl1 ISO 9141-2 opera a 10.4kbps.

Todos los automóviles y camionetas ligeras fabricadas en los Estados Unidos después de 199( se requirieron que cumplieran con el OBD-II. La legislación OBD de la Unión Europea es ur poco más complicada.

Un vehículo que cumple con con OBD-11 puede usar cualquiera de los siguientes cinc< protocolos de comunicación: J1850 PWM, Jl850 YPW, ISO 9141-2, ISO 14230-4 (tambiér conocido como protocolo llave 2000), y más recientemente ISO I 5765/SAE J2480 (urn modalidad de CAN). Los fabricantes automotrices de Estados Unidos, no pennitieron el use de CAN hasta vehículos de año modelo 2003.

Se contará con un dispositivo que interconectara al sistema OBD-11 de los vehículos a ur centro de datos remoto que será capaz de recibir, interpretar y responder a las señales qui emite el vehículo; este dispositivo es la compuerta de comunicaciones que se encarga d1 interconectar las redes internas del vehículo con la red de telecomunicaciones de área ampJj¡ para hacer llegar la información al centro de datos.

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REDES INTEGRADAS AL AUTOMOVIL

RED TELEFONICA MOVIL DE AREA AMPLIA CON SERVICIO GPRS

COMPUERTA DE COMUNICACIONE

Figura 111.4.- lnteríaces requeridas para la conexión de las redes integradas al automóvil a la red móvil de telefonía con servicio de datos GPRS.

El servicio general de paquetes de radio (GPRS- General Packet Radio Service) es un servicio nuevo de valor agregado que no es de voz, que pennite enviar y recibir información a través de una red de telefonía móvil. Este servicio es suplemento de los circuitos dedicados de datos y del servicio de mensajes cortos. (SMS.- Short Message Service). GPRS ne tiene relación con los sistemas de posicionamiento global (GPS.- Global Positioning System), un acrónimo muy similar que es frecuentemente usado en el contexto de movilidad. GPRS tiene diversas características que se pueden resumir a continuación:

Velocidad: La velocidad máxima teórica es de hasta 171.2 kbps que son alcanzables con GPRS usando los ocho slots al mismo tiempo.

Es inmediata: GPRS facilita conexiones instantáneas para que la información pueda ser enviada o recibida inmediatamente conforme una necesidad aparece, pero sujeta al radio de cobertura del servicio

Permite el desarrollo de nuevas y mejores aplicaciones: GPRS facilita una diversidad de nuevas aplicaciones que no eran posibles previamente sobre las redes GSM debido a las limitaciones en la velocidad del circuito conmutado de datos (9.6 kbps) y el la longitud de los mensajes en el SMS ( 160 caracteres). GPRS cubre totalmente las aplicaciones de Internet que usualmente se acceden en una computadora portátil a través del navegador, pero en la red móvil.

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Acceso al servicio: Para hacer uso de GPRS, el usuario típicamente necesita: • Un teléfono móvil o tenninal que soporte GPRS. • Una suscripción a una red telefónica móvil que soporte GPRS. • Se debe habilitar el servicio de GPRS para esa suscripción. • Conocimiento de cómo enviar y/o recibir información por GPRS incluyendo 1

configuración de su soflware y hardware . • Un destino para enviar o recibir información, por ejemplo en SMS este destino fu

frecuentemente otro teléfono móvil , ara el caso de GPRS los usuarios pueden accede cualquier página WEB o cualquier otra aplicación de Internet.

La compañía de servicios celulares es la responsable de proveer la infraestructura necesari para poder recibir la información de los dispositivos móviles, esta información por lo tant1 puede ser transmitida desde cualquier vehículo que se encuentre en cualquier lugar donde I compañía celular seleccionada tenga cobertura, esta señal debe ser recibida en algun instalación de la compañía celular, para que entonces desde allí se pueda establecer un enlac de datos a la compañía automotriz usuaria del sistema, para hacerle llegar la información qu, es de su interés.

Para llevar a cabo este enlace existen diversas tecnologías disponibles en el mercado, com, son enlaces dedicados, Frame Relay, YPN' o Internet.

Enlace dedicado Existen líneas dedicadas analógicas y líneas analógicas digitales, las líneas dedicada analógicas son servicios dedicados de baja velocidad (menor a 64 Kbps) usado principalment1 en transmisiones que no requieren una alta transferencia de información por ejemplo e1 cajeros automáticos.

Las líneas dedicadas digitales son servtc1os para la transmisión de voz, datos, vídeo , imágenes en forma directa, no conmutada es decir que no haya un equipo intermedio qu, tramite la comunicación, entre un punto y otro.

Poseen en sus extremos equipos de alta tecnología que permiten enviar señales digitales a alta: velocidades. Se cuenta con una red de alta velocidad digital como plataforma de dicho: servicios. Las velocidades que normalmente se utilizan son:

• 64 kbps • Múltiplos de 64 kbps hasta 2 Mbps • Mayores a 2 Mbps

Con lo cuál se puede dar en forma confiable el transporte de información entre los diferente: puntos de presencia del cliente.

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Las líneas dedicadas son conexiones no conmutadas entre un punto y 0 1:ro, para lo cuál se utiliza la infraestructura ya existente del operador de servicios de telecomJnicaciones, dentro de sus características se encuentran que pueden ser provistas por pares de cobre, fibra óptica o microondas, se utilizan los enlaces de transporte y el ancho de banda disponible de manera dedicada.

Frame Relay Frame Relay es un servicio de transmisión de voz y datos a alta velocidad que permite la interconexión de redes de área local separadas geográficamente a un menor costo, esta tecnología es una fonna simplificada de conmutación de paquetes que transmite una variedad de tamaños de tramas ( ''frames ") para datos, perfecto para la transmisión de una gran cantidad de datos. Actualmente es ampliamente utilizada en diversos lugares del mundo, ofrece mayores velocidades y rendimiento, a la vez que provee mayor eficiencia del ancho de banda que viene como resultado de los múltiples circuitos virtuales que comparten un puerto de una sola línea.

Los servicios de Frame Rclay son confiables y de alto rendimiento. Son un método económico de enviar datos convirtiéndolo en una alternativa a las líneas dedicadas, es ideal para usuarios que necesitan una conexión de mediana a alta velocidad para mantener un tráfico de datos entre localidades múltiples y distantes.

Dentro de sus aplicaciones y beneficios se encuentra una reducción de complejidad en la red, ya que a través de conexiones virtuales múltiples es posible compartir una misma línea de acceso; se reducen las necesidades del "hardware" y el procesamiento simplificado ofrece un mayor rendimiento por el dinero, se mejora el desempeño y el tiempo de respuesta porque se ofrece conectividad directa entre localidades con pocos atrasos en la red, se puede ofrecer una mayor disponibilidad de la red porque las conexiones pueden redirigirse automáticamente a diversos caminos cuando ocurre un error, además se pueden ofrecer precies fijos ya que este servicio no es sensitivo a la distancia, lo que significa que el cliente no tiene que hacer pagos por largas distancias; las conexiones tienen mayor flexibilidad porque son definidas por los programas, los cambios hechos a la red son más rápidos y a menor costo si se comparan con otros servicios.

Red Privada Virtual (" VPN- Virtual Prívate Network'') Los servicios de la red privada virtual hacen posible la fusión de los distintos tipos de tráfico en una sola infraestructura, Jo que se traduce en grandes beneficios tanto económicos como operativos para el usuario final.

La red privada virtual disminuye los costos y simplifica la operac10n de los usuarios permitiendo concentrar todas las necesidades del usuario final en una sola plataforma, con velocidades de acceso desde 64 kbps hasta STM I.

Las redes privadas virtuales son redes privadas construidas en una infraestructura IP para el transporte diferenciado de datos no prioritarios, datos de misión crítica o transaccional, voz y video. Al integrar en un solo acceso los servicios de voz, datos y video, se obtiene una reducción en costos operativos y de inversión, mayor flexibilidad y escalabilidad de la infraestructura de telecomunicaciones para futuros crecimientos.

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Las redes privadas virtuales se componen de los siguientes clemefftos:

• Puerto VPN: Es el puerto fisico donde se conecta el servicio del usuario final a la red privada virtual del proveedor de servicios.

• Calidad de servicio (QoS - Quali(Y of Service): Se refiere al tipo de tráfico que se contrata. nonnalmcnte se manejan 3 calidades de servicio

o Datos: Transpoi1e de datos no sensibles al retardo, como puede ser correo electrónico, transferencia de archivos, respaldos, consultas a bases de datos estáticas, etc ..

o Datos críticos SNA: Transporte de datos de misión crítica, como ERP' s ( "Enterprise Resousrce Program "). CRM's ( "Customer Relationship Management ") o 81 'S ("Business lntelligence ").

o Voz/Video: Transporte de aplicaciones sensibles al retardo, como puede ser el transporte de la voz o video.

Las redes privadas virtuales reducen los requerimientos de capacitación del personal y los costos de operación de infraestructura, elimina costos y problemas de diseño, distribución y mantenimiento a la red privada, pennite enfocar el personal al negocio y no en la operación y mantenimiento de su red, puede escalar a tantos sitios y usuarios como sus necesidades lo requieran, se le puede asegurar a las aplicaciones críticas el ancho de banda que se requiere para su correcta operación de fonna segura y transparente, se puede optimizar la utilización de los recursos de la red y reducir el costo operativo de la red de transporte. Las clases de servicio facilitan la implementación de aplicaciones avanzadas (multimedia, mensajería unificada, telefonía IP, etc.). Esta tecnología pennite la conexión entre todos los sitios pertenecientes a la red del usuario en una topología de malla, a bajas y altas velocidades según se requiera.

El tipo de servicio seleccionado para nuestro proyecto es el de una red privada virtual (VPN). Las compañías proveedoras de servicios de telecomunicaciones móviles tienen oficinas corporativas en la Ciudad de México, así también la compañía usuaria. Se ha seleccionado la tecnología VPN dado que se pretende tener interconectados diversos puntos de concentración de la red móvil para tener una mayor cobertura y alta disponibilidad de la red de servicios móviles, se consideran las siguientes ciudades a interconectar:

l. México, D.F. 2. Tijuana, B.C. 3. Monterrey, N.L. 4. Guadalajara Jal. 5. Mérida, Yuc.

La siguiente figura muestra el esquema de conectividad de área amplia que se tiene planeado implementar para cubrir las nueve regiones de telefonía celular y concentrar la infonnación en las oficinas centrales de la compañía usuaria.

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móvil

~ Estación

móvil

~ Estación

móvil

Nodos r.onr.P.ntr;:irlnrP.s

Canlro de datos de e :npresa usuaria Hnal.

Servidores

Firewall

Figura 111.5.- Esquema de conectividad de red de área amplia

Desarrollo de sistema en página WEB con acceso a una base de datos de fallas OBD-11 Se requiere el desarrollo de una aplicación que puede ser en formato de página WEB que realice las siguientes funciones:

• Lectura de los códigos de diagnósticos de problemas, para fallas gméricas y de algún fabricante en específico, y desplegar sus significados (aproximadamente se cuenta con 3000 definiciones de códigos genéricos en la base de datos).

• Borrar los códigos de problemas y apagar el MIL {MIL- Malfunction /nformation light).

• Desplegar los datos actuales del sensor, incluyendo: o Las revoluciones por minuto (RPM) del motor . o Valor calculado de carga. o La temperatura de enfriamiento. o El estatus del sistema de combustible. o La velocidad del vehículo. o Ajuste del combustible a corto plazo. o Ajuste del combustible a lago plazo o Presión del múltiple. o Tiempo del avance. o Temperatura de ventilación. o Tasa de flujo de aire.

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Capítulo 111 : Diseño De Sislcma Tclernálico

o Posición absoluta de la válvula reguladora. o Sensor de voltajes/oxígeno de ajuste de corto plazo del combustible. o Estatus del sistema de combustible. o Presión de combustible. o Muchos otros.

Acceso a Internet de la compañía usuaria El acceso a Internet de la compañía usuaria se requiere de forma tal que se cuente con otro medio de comunicación, que permita establecer contacto por medio de herramientas como correo electrónico o algún portal WEB, de esta manera se puede obtener diversa infonnación relacionada con el cliente de la compañía usuaria. Este servicio puede ser provisto a través de la compañía proveedora de servicios de telecomunicaciones que provee los servicios de conectividad de red privada viltual o por medio de un proveedor diferente de fonna tal que se tenga una muy alta disponibilidad del servicio. La siguiente figura muestra el esquema de conectividad a Internet.

Troncal telefónica a la red pública Se pretende la contratación de una troncal digital de telefonía pública, cuya aplicación será la de ser el medio de comunicación para que los operadores del sistema, puedan establecer contacto telefónico con el cliente final e informarle de diversas medidas que debe realizar de acuerdo a la información recibida del vehículo.

Servidores y computadoras para operadores Se requiere una infraestructura de cómputo en la cuál se alojaran los sistemas de base de datos de falla de los vehículos que podrán ser consultados por los operadores para comunicarse con el usuario final del vehículo. Se propone el uso de una plataforma de servidores lntel con Sistema Operativo Windows 2003 y una base de datos SQL 2000. El hardware considerado tiene las siguientes características.

Infraestructura LAN ("Local Area Network'') La infraestructura de red de área local considera una plataforma de cableado de red nivel 6 y tecnología de LAN switch Cisco, con puertos a velocidad de Gb para proveer tiempos de respuesta rápidos a los servidores. La tecnología LAN switch nos debe permitir proveer a futuro capacidades como la de Telefonía IP.

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111.5 Modelo de operación

La información que se pretende transmitir desde el vehículo al centro de datos es el número de serie del vehículo, conocido como YIN "Vehicle !dentification Number", que es un número estandarizado a nivel mundial para cada fabricante de automóviles en cualquier lugar del mundo; también se transmitirá el código de falla del vehículo y con esta información el sistema de cómputo desplegará un registro indicando la falla del vehículo y los datos del propietario.

La información que despliegue el sistema podrá ser consultada por un c,perador el cuál, de acuerdo al tipo de severidad que se trate, tendrá la capacidad de verificar el tipo de falla que presenta el vehículo y verificar los datos del propietario. Con estos dato:; el operador podrá ponerse en contacto con el cliente final vía correo electrónico o por medio de una llamada telefónica para invitar al usuario a realizar una visita al centro de servicio más cercano dado que el sistema esta reportando un mensaje de alarma en algún componente del vehículo ..

El sistema también k permitirá al operador del sistema actualizar los datm. del cliente final en caso de que el vehículo haya cambiado de propietario, responder con un comando a un vehículo en particular para apagar la señal de mal funcionamiento en caso de que solo se trate de una señal informativa que no amerite una acción mecánica y de levantar ordenes de servicio por garantías a algún centro de servicio de la empresa para que se cuente con las refacciones necesarias para cuando arribe el cliente final al centro de servicio.

Figura 111.6.- Diseño de la infraestructura de servicios telemáticos.

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Capítulo IIl : Diseño De Sistema Telemático

111.6 Conclusión

El diseño de este sistema telemático toma en cuenta el entorno de red de área local, que conforman las distintas redes integradas al automóvil, y que tiene interconectados diversos dispositivos como sensores y computadoras que forman parte de los sistemas de los automóviles, este entorno de red de área local es el que se quiere interconectar con el exterior.

La compuerta de comunicaciones, es un dispositivo que cuenta con las interfaces necesarias en hardware y software para interconectar la red de área local a la red de área amplia, basado preferentemente en el modelo OSGi para poder administrar y operar los dispositivos de estas redes de forma remota.

Los servicios de transmisión de datos en las redes de telefonía celular están disponibles y cuentan con una amplia cobertura en el territorio nacional, y son ofrecidos por diversas compañías. Así también los servicios de telecomunicaciones fijas, se ofrecen en diversas modalidades y se tiene una amplia posibilidad de tecnologías y proveedores de servicios que nos pueden permitir elegir la mejor opción en costo y servicio.

Para el desarrollo del sistema, se cuenta con diversas empresas consultoras en el desarrollo de los mismos, los cuáles tienen amplia experiencia en sistemas basados en Web y accesos a bases de datos, por lo cuál consideramos que el sistema propuesto es factible de llevarse a cabo con empresas expertas en el ramo.

Las opciones de software y hardware seleccionado, son ampliamente conocidas y disponibles en el mercado, por lo cuál es muy sencillo encontrar opciones entre los diversos proveedores de este tipo de componentes. Por medio de un concurso para la adquisición de este tipo de componentes podemos seleccionar al proveedor que nos ofrezca las mejores condiciones para implantar la infraestructura de red LAN, del centro de operaciones del sistema telemático.

Los componentes involucrados en este diseño tanto de software, hardware y servicios, no representa teóricamente un problema imposible de sortear, sin embargo no hay duda que existen algunos componentes que pueden ser más dificiles de conseguir e implementar que otros, tal es el caso de la plataforma de software de la compue11a OSGi, la cuál deberá ser adquirida con un proveedor extranjero.

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Capítulo IV: Estudio De Factibilidad

Capítulo IV

Estudio De Factibilidad

IV .1 Introducción

Este capítulo presenta el estudio de factibilidad técnica, económica y operativa del sistema propuesto, en el estudio de factibilidad técnica se analizan los servicios de datos provistos por los 3 operadores más comerciales en México de telefonía celular, su cobertura a lo largo del territorio nacional, tecnologías y costos.

El estudio de factibilidad económica hace un análisis de la inversión requerida para llevar a cabo el proyecto y los gastos de operación diaria requeridos para el funcionamiento del sistema para determinar si el proyecto es económicamente viable y rentable.

Y por último en el estudio de factibilidad operativa se muestra un análisis del entorno del mercado automotriz y de los beneficios que se pueden obtener implementando estos servicios de telecomunicaciones para hacer el proyecto fisicamente realizable.

IV .2 Estudio de factibilidad técnica

La factibilidad técnica para poner en marcha este proyecto, requiere de la disponibilidad de recursos tecnológicos, como redes de telecomunicaciones móviles y dispositivos de comunicación que sean funcionales dentro del territorio mexicano

Compuerta de comunicaciones La iniciativa del marco de trabajo OSGi ( Open Service Gateway lniti'ative) proporciona tecnología basada en un contenedor Java de peso ligero (totalmente compatible con J2MEJava Micro Edition) para componentes dinámicos de software. Este contenedor maneja las interacciones entre componentes y permite a los desarrolladores administrar de manera remota el ciclo de vida entero de una aplicación.

Una gran área de aplicación del marco de trabajo OSGi es desplegar y ejecutar servicios en dispositivos de compuerta móviles. Dispositivos pequeños que entran a una red delegan tareas computacionales arduas a una compuerta móvil poderosa. En la configuración de esa compuerta, un poderoso concentrador OSGi provee a una variedad de di!;positivos, diversos servicios como los siguientes:

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Capítulo IV : Estudio De Factibilidad

• El servicio Jini que permite a un dispositivo incorporarse a una compuerta basada en OSGi dentro de una red Jini. Por ejemplo la compuerta puede manejar una impresora Jini sobre una red local WiFi para imprimir un recibo de una orden de una pizza.

• El servicio uPnP permite a una compuerta basada en OSGi interactuar con dispositivos de red UPnP

• El servicio http esta disponible para cualquier dispositivo compatible con http. Por ejemplo, un dispositivo basado en MIDP (Mobile /nformation Device Projile) o dispositivos basados en un explorador sobre una red WiFi pueden ordenar una pizza a través del servicio OSGi http en el dispositivo de la compuerta.

• El contenedor OSGi también proporciona un servicio de acceso a dispositivos genéricos, que permite a los desarrolladores de sistemas instalar controladores (driven) de dispositivos diversos y protocolos de red.

Los contenedores OSGi corren en J2ME (Java Micro Edition), por lo cuál se puede colocar la compuerta en la misma red móvil que los dispositivos entrantes a los cuáles sirve. Por ejemplo, en una red "in-hand", una PDA puede ser la compuerta; en una red "in-home" , el TV-set top box es la compuerta, en una red automotriz, la consola de entretenimiento pudiera ser la compuerta. Siendo las redes inalámbricas de área local más rápidas, baratas y fáciles de mantener en comparación con las redes nacionales celulares, las compuertas locales son cruciales para habilitar aplicaciones móviles de alta disponibilidad.

La especificación OSGi soporta el aprovisionamiento y entrega de serv1c1os dinámicos a través de paquetes. Esta es una característica muy importante cuando se tienen miles de compuertas móviles.

Este tipo de dispositivos están disponibles por fabricantes y proveedores fuera del territorio nacional, por lo cuál sería recomendable hacer un convenio para implementarlos en vehículos nacionales o algún segmento de los mismos, realizando un proyecto que incluya un convenio entre una empresa automotriz o una empresa de servicios tecnológicos mexicana y una empresa de tecnología de compuertas.

Sistema de telefonía celular Un sistema celular se forma al dividir el territorio al que se pretende dar servicio, en áreas más pequeñas llamadas células, cada una de las cuáles, es atendida por una estación radiobase restringiendo su cobertura a la misma, al aprovechar la propagación limitada de las ondas de radio frecuencias elevadas, y utilizando asimismo enlaces de microondas para comunicarse con las estaciones radiobase conectadas a las centrales.

El servicio de telefonía celular es un sistema de comunicación de alta tecnología telefónica, que se transmite de manera inalámbrica, utilizando ondas electromagnéticas que viajan por aire.

El servicio de telefonía celular es un conjunto de elementos cuyo fin es proporcionar el servicio de telefonía celular. Los elementos que componen el funcionamiento de este sistema, son los siguientes:

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Centrales de Telefonía Celular (MTX-Mobile Telephone Exchange; MTSO-Mobile Telephone Office "Switch" o MSC-Mobile Service Center): Una central de Telefonh:. Celular no es otra cosa sino una Central de Telefonía Pública dedicada al servicio de telefonía celular, y se compone de dos sistemas: APT o sistema de computación y APZ o sis1:ema como son las Estaciones Base, Enlaces y los Equipos Terminales.

Las Estaciones Base es el equipo que se encarga de comunicar a la central de telefonía Celular con todos los equipos terminales y unidades móviles, que se encuentren dentro de la cobertura del sistema.

Los enlaces son los medios de transmisión que sirven para unir o enlazar los componentes del sistema.

Los equipos terminales o unidades móviles son los dispositivos a travé!; de los cuáles los usuarios finales obtienen el servicio.

La red de telefonía pública conmutada a pesar de que no forma parte integral, al funcionar como interconexión con el sistema de telefonía celular, es considerada como parte de su operación.

Servicios celulares disponibles en México El servicio en México se presta a través de dos tipos de asignación de band:is de frecuencia: la banda de frecuencia A y la banda de frecuencia 8.

La concesionaria Radio Móvil Dipsa S.A. de C.V. (Telcel), presta el servicio a través de la banda 8, misma que cuenta con cobertura nacional.

En 1991 se forma la asociación Mexicana de concesionarios de radiotelefonía celular., A.C., integrada por las compañías restantes que operan en México, las cuáles prestan el servicio de radiotelefonía celular por la banda A, estas empresas cuentan con convenios entre sí y pueden prestar el servicio con cobertura nacional.

Así mismo existe una división regional para la prestación del servicio en México que cuenta con 9 regiones con coberturas y empresas que ofrecen servicios, los cuáles se describen en la siguiente tabla:

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Capítulo IV : Estudio De Factihilidad

REGION CELULAR ESTADOS QUE COMPRENDEN LA REGlON

CONCESlONADA Región 1 l. Baja California

2. Baja California Sur 3. Sonora (Munici(!io de San Luis Rio Colorado)

Región 2 l. Sonora (Excluyendo el Mpo. de San Luis Rio Colorado) 2. Sinaloa

Región 3 l. Chihuahua 2. Durango 3. Torreón (Mpo. Feo. 1 Madero, Matamoros y San Pedro) 4 . Coahuila {M(!O. de Viesca}

Región 4 l. Coahuila (Excluyendo el Mpo. de Viesca) 2. Nuevo León 3. Tamaulipas 4. Torreón (Excluyendo los Mpos. de Feo. I Madero, Matamoros, San

Pedro) Región 5 l. Jalisco (Excluyendo los Mpos. de Huejucar, Sta. María de los

Angeles, Colotlán, Teoealtiche, Huejuquilla, Mesquitic, Villa Guerrero, Bolaños, Lagos de Moreno, Villa Hidalgo, Ojuelos y Encamación de Díaz)

2. Nayarit 3. Colima 4 . Miehoacán

Región 6 l. Aguascalientes 2. San Luis Potosí 3. Zacatecas 4. Guanajuato 5. Querétaro 6. Jalisco (Los Mpos. de Huejucar, Sta. María de los Angeles,

Colotlán, Teocaltiche, Huejuquilla, Mesquitic, Villa Guerrero, Bolaños, Lagos de Moreno, Villa Hidalgo, Ojuelos y Encarnación de Díaz).

Región 7 l. Puebla 2. Tlaxcala 3. Veracruz 4. Oaxaca 5. Guerrero

Región 8 l. Chiapas 2. Tabasco 3. Yucatán 4. Campeche 5. Quintana Roo

Región 9 l. Distrito Federal 2. Estado de México 3. Marcios 4. Hidalgo

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Concesionarios de telefonía celular Las empresas proveedoras de telefonía celular cuentan con una concesión por parte del Gobierno Federal para construir, instalar, mantener, operar y explotar una red pública de radiotelefonía móvil con tecnología celular; cada una de las empresas cuentan con tecnologías diferentes y con coberturas también muy diferentes, los cuáles deben ser muy bien analizados para seleccionar aquellos que mas se apeguen a las necesidades requeridas.

Las redes móviles de telefonía celular que están disponibles en nuestro país son ofrecidas principalmente por 3 compañías que tienen la mayor presencia en el mercado mexicano. El alcance que se pretende brindar con el sistema propuesto es un servicio a nivel nacional por lo cuál se requiere seleccionar una empresa con la tecnología y cobertura necesarios para cumplir con el requerimiento solicitado.

Las principales empresas de servicio de telefonía celular así como su región de cobertura se muestran en la siguiente tabla:

GRUPO TELEFONICA MOYISTAR l. Región 1 2. Región 2 3. Región 3 4. Región 4

GRUPOIUSACELL l. Región 5 2. Región 6 3. Región 7 4. Región 8 5. Región 9

GRUPO TELCEL l. Región 1 2. Región 2 3. Región 3 4. Región 4 5. Región 5 6. Región 6 7. Región 7 8. Región 8 9. Región 9

Cada una de estas empresas cuenta con diferentes tecnologías dentro de su infraestructura, a continuación se revisan las diferentes tecnologías que usan cada uno de los principales operadores de telefonía celular en México

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Capítulo IV : Estudio De Factibilidau

Tecnologías disponibles por concesionario de servicios celulares en México.

IUSACELL Esta compañía ofrece una tecnología para transmisión de datos llamada EV-DO por sus siglas en Inglés de "Evolution Data Only" que comúnmente se abrevia c:om EVDO, EV-DO, EvDO, lxEV-DO ó lxEvDo, el cuál es un protocolo de datos de banda ancha para redes inalámbricas de radio que ha sido adoptado por muchas compañías de telefonía móvil con CDMA en países como México, Nueva Zelanda, Venezuela, Brasil, Japón, Corea, Israel, Estados Unidos, Australia y Canada como parte del estandar CDMA2000.

Comparado con las redes lxRTT usada por algunos operadores actualmente, o redes GPRS y EDGE empleadas por sus competidores GSM, 1 xEV-DO es significativamente más rápida, proporcionando acceso a las terminales con velocidades de descarga de hasta 2.4 Mbps. Solamente las terminales con chips 1 xEV-DO pueden tomar ventaja de estas altas velocidades. HSDPA, también desarrollada por Qualcomm será 300% más rápido que EVDO, y se pronostica que podrá estar disponible a principios del año 2007.

Se puede notar que lxEV-DO es parte de la familia CDMA2000 (el nombre del estándar es "CDMA2000 Especificación de Interfase Aérea de Paquetes de Datos de Alta Velocidad"). La última versión del estándar 1 xEV-DO puede ser encontrado en C.S0024-A v2.0. El diseño inicial de I xEV-DO fue desarrollado por Qualcomm en 1999 para cumplir con los requerimientos de IMT-2000 para más de 2 Mbps en enlaces de bajada para comunicaciones estacionarias. Inicialmente, el estándar fue llamado HDR (High Data Rate), y renombrado a I xEV-DO, Rev. O después fue ratificado por el ITU. Cuándo se desarrollo con una red de voz, I xEV-DO requería canales separados de radio de aproximadamente 1.25 MHz. Un sucesor de lxEV-DO esta planeado para desarrollarse en 2006 y 2007, y se conoce como lxEV-DO Rev.A ofreciendo un rápido establecimiento de paquetes tanto para enlaces de subida y de bajada en conjunto con mejoras a las interfaces aéreas para reducir la latencia y mejorar la velocidad de datos. EV-DO Rev. A soportara servicios de baja latencia incluyendo VolP y Video telefonía sobre la misma portadora con servicios tradicionales de paquetes de datos de Internet

Motorola ha propuesto un nuevo sistema llamado 1-Xtreme como la evolución de CDMA, pero fue rechazada por el cuerpo de estandarización 3GPP2. Después, un estándar competidor llamado I xEV-DV ( el cuál fue desarrollado por Qualcomm, Luc:ent, Nokia, Motorola, etc en 3GPP2) fue también colocado dentro de la evolución de CDMA como CDMA2000 Rev. C y Rev. D. 1 xEV-DV que significa "Evolution-Data/Voice ", como la estructura de canal fue compatible con IS-95 y CDMA2000, permitiendo el desarrollo de una red en banda. (lxEVDO requiere un sobreposición de la red cuando se desarrolla en un modo mezclado.

Puede notarse que lxEV-DO es técnicamente superior porque no tiene que ser compatible de regreso, y entonces puede ser libre para explorar por ejemplo diferentes estructuras piloto, periodos de silencio en enlaces de vuelta, mejoramiento de canales de control, etc. Además, como I xEV-DO usa una red IP y no requiere una red SS7 ni complejos conmutadores de red como un MSC (Mobi/e Switching Center), los costos de la red son menores a los de lxEVDV. Otro factor que afectó la desición de los operadores fue que el equipamiento no estuvo disponible a tiempo para lxEV-DV y satisfacer las demandas del mercado donde el

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equipamiento I xEV-DO y los AS les móviles estuvieron probados para el tiempo en el que el estándar lxEV-OV se completo. Como resultado, lxEV-OV fue menm atractivo para los operadores, fue abandonado y nunca implementado.

Con el anuncio en conjunto de los desarrollos de Versión y Sprint de lxEV-00 en 2004, otras compañías hicieron anuncios similares en 2005, Qualcomm suspendio en Marzo de 2005 el desarrollo de chips lxEV-OV, y enfoco sus esfuerzos hacia mejorarla línea de productos lxEV-00.

lusacell ofrece al mercado mexicano un serv1c10 de localización u:;ando sistemas de posicionamiento satelital (GPS) y la red 3G de lusacell. Con este servicio :,e puede conocer la ubicación de otros usuarios de teléfonos celulares así como de sitio, de interés como restaurantes, bancos, comercios, etc., con una exactitud de hasta 5 metro~ con mapa y texto. Además permite el uso de la herramienta desde Internet. Para acceder a este servicio se requiere contar con un teléfono con capacidad GPS.

Moviloffice es un servicio que permite enviar y recibir correos electrónicos desde el equipo celular, configurando la cuenta de correo personal o la cuenta del servidor de correo de la empresa, también permite enviar y recibir archivos adjuntos desde el equipo celular.

Este servicio ofrece encripción adicional a la propia de la tecnología COMA, que es un sistema avanzado de encriptación de 128 bits y el sistema de seguridad SSL

Un servicio que ofrece esta empresa se llama UBICACEL el cuál utiLza tecnología para localización usando sistemas de posicionamiento satelital (GPS) y la red 3G de este proveedor, sin embargo este servicio no lo consideramos viable para el sistema propue:;to.

lusacell ofrece un servicio que lo denomina Moviloffice el cuál es un servicio que le permite al usuario enviar y recibir correos electrónicos desde el celular, configurándolo a la cuenta de correos personal o al servidor, este tipo de servicio no es viable para el sistfma propuesto.

Otro servicio disponible con este proveedor es el denominado Banda Ancha Móvil, que es un servicio de rápido acceso a Internet móvil disponible en México a través de la tecnología EVOO en su plataforma COMA, no depende de lugares fijos para conectarse a la red, permite el acceso a Internet y aplicaciones empresariales por medio de tarjetas PCMCIA para Laptop y/o navegación mediante dispositivos POA.

Modems motorola, OCT y ZTE. Routers Motorola y ZTE

Plan por línea

Planes KBytes incluidos Renta mensual datos Pesos

Línea I MB 1,000 $65.00 Línea 3 MB 3,000 $189.00 Línea 5 MB 5,000 $225.00

Pr,~cio por KByte adicional Pesos $0.11 $0.10 $0.06

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Capitulo IV : Estudio De Factibilidad

Estos costos representan la renta mensual por servicio de datos, kilobytes incluidos de acuerdo al plan contratado. La cantidad de transmisión de datos puede ser medida en:

• Kilo Bytes (KB) • Tiempo de transmisión de datos ( 1 minuto= $2.00 pesos)

Es un plan para una sola línea y no incluye equipo, se puede activar en equipos propios.

Existen también planes por grupo:

Planes KByte incluidos Renta mensual Precio por Renta mensual datos Pesos KByte adicional por línea Pesos

Pesos Grupo 100 MB 100,000 $1,500.00 $0.10 $55.00 Grupo 1,000 MB 1,000,000 $10,000.00 $0.10 $55.00 Grupo 5,000 MB 5,000,000 $30,000.00 $O.to $55.00

Es la renta mensual de datos por KiloBytes incluidos de acuerdo al plan contratado. La cantidad de transmisión de datos puede ser medida en:

• Kilo Bytes (KB) • Tiempo de transmisión de datos ( 1 minuto=$2.00 pesos)

Es un plan para un grupo de líneas, la renta mensual por línea aplica por línea activada, no incluye equipos, se pueden activar equipos propios

TELCEL Y MOVIST AR Estas compañías ofrecen a través de una infraestructura de red celular GSM, servicios de transmisión de datos con tecnologías GPRS principalmente y EOGE

Servicios de datos ofrecidos por TELCEL OATUM es la división de negocio para la transferencia de datos desde dispositivos móviles usando la infraestructura celular de Telcel. Ofrece conexiones móviles de datos a través de tecnología GPRS/EOGE o eSD/HSeSO

SMS ( "Short Message Service ") Es una tecnología que permite enviar y recibir mensajes de texto hacia teléfonos celulares TOMA y/o GSM, con una extensión de hasta 150 caracteres.

eso (Circuit Switched Data).- Es una red de conmutación de circuitos, está tecnología permite la transmisión de datos y se basa en el uso de canales dedicados, por lo que la velocidad es constante durante todo el tiempo de la conexión (envío y/o recepción de datos).

Heso (High Speed Circuit Switched Data).- Red conmutada por circuitos, esta tecnología funciona de forma similar a eso sólo que la velocidad se obtiene combinando varios canales

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de datos. Esto hace posible recibir grandes cantidades de información, por ejemplo imágenes y archivos de datos, etc .. GPRS (General Packet Radio Service).- Es una red conmutada de paquetes, GPRS transfiere datos en paquetes utilizando uno o hasta 4 canales de la red GSM. La velocidad de transmisión varía dependiendo del número de usuarios simultáneos y de la red GPRS.

EDGE (Enhanced Data rafes For Global Evolution).- La tecnología EDGE transfiere datos en paquetes de alta velocidad sobre el estándar GSM, utilizando uno o hasta 4 canales de la red en forma mucho más rápida que la velocidad que brinda GPRS debido a los algoritmos de transmisión de datos que realiza por canal.

TELCEL cuenta con servicio de conexión móvil que esta disponible a travós de tecnologías de transmisión de datos CSD/HSCD y GPRS

CSD/HSCSD está disponible para usuarios de amigo GSM y HSCSD para usuarios de planes tarifarios GSM.

Costo de servicios TELCEL

Plan Costo pesos Plan tarifario $1.00 x min + IVA Prepago $1.5 x min + IVA

Para el caso de GPRS la tarifa es de $0.12 pesos + IV A por Kb o fracción, pero se ofrecen planes para tratar de optimizar los costos por transmisión de datos.

Paquete Kb incluidos Tarifa pesos Precio por Kb adicional pesos

Básico 1,000 $100.00 + IVA $0.10 + IVA Paquete 50 5,000 $200.00 + IV A $0.05 + IVA Paquete 100 10,000 $300.00 + IV A $0.04+ IVA Paquete 500 50,000 $500.00 + IV A $0.02 + !VA

Servicios de datos ofrecidos por MOVIST AR La empresa Telefónica Movistar tiene una plataforma GSM con la cuál ofrece servicios GPRS yEDGE

Costo de servicios MOVIST AR

Si eres cliente de prepago se paga una tarifa plana por los Kbytes transmitidos + los Kbytes recibidos y cada Kbyte tiene un costo de $0.12 pesos + IV A.

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Capítulo IV: Estudio De Factihilidad

Existe también la opción de paquetes tarifarios

Plan Kbytes incluidos Precio pesos Kbyte adicional pesos GPRS-PI 1,000 $95.00 $O.JO GPRS-P5 5,000 $190.00 $0.05 GPRS-PIO 10,000 $285.00 $0.04 GPRS-P25 25,000 $475.00 $0.03 GPRS-P50 50,000 $480.00 $0.02

El servicio EDGE se puede contratar en 2 modalidades. En contrato de 12 y 18 meses. El servicio incluye conexión ilimitada y no tiene costos adicionales por uso en roaming nacional. Se ofrece en base a una renta mensual de $699.00 pesos que incluye conexión ilimitada.

Enlace dedicado Para hacer llegar la comunicación al nodo central de la compañía usuaria, se considera el uso de una tecnología tipo YPN porque nos permite crecer en cantidad de nodos y alcanzar un mayor número de sitios remotos de manera sencilla, el ancho de banda es muy dinámico y se aprovecharía de una forma muy eficiente el uso de cada canal.

IV.3 Estudio de factibilidad económica

El estudio de la factibilidad económica se refiere a los recursos económicos y financieros necesarios para desarrollar o llevar a cabo las actividades o procesos y/o para obtener los recursos básicos que deben considerarse el costo del tiempo, el costo de la realización y el costo de adquirir nuevos recursos.

Algunos costos y beneficios pueden cuantificarse fácilmente. Los beneficios que pueden cuantificarse con facilidad son de dos tipos generales: Ahorros en costos, tales como una disminución en costos de operación y aumentos en las utilidades directas.

A continuación se presenta un resumen de la inversión requerida para el proyecto

CONCEPTO COSTO FIJO (USD} Enlace dedicado $100.00 Desarrollo de sistema WEB $300,000.00 Infraestructura del centro de datos $2,000,000.00

Enseguida se presenta un resumen de los gastos mensuales de operación de la infraestructura:

CONCEPTO GASTO MENSUAL {USD} Enlace dedicado $2,000.00 Mantenimiento del sistema $30,000.00 Operación del centro de datos $10,000.00

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1

1


Para hacer el análisis de los beneficios potenciales que se pueden obtener, usamos los siguientes datos obtenidos de INEGI donde se muestran datos acerca de los automóviles vendidos en México en el año 2005.

2005 Total Subcompactos Compactos De lujo Deportivos Importados Enero 62,663 16,589 7,479 671 o 37,924 Febrero 58,216 16,530 6,817 859 o 34,010 Marzo 56,869 15,596 7,288 688 o 33,297 Abril 53,859 14,848 6,753 765 o 31,493 Mayo 52,957 15,119 7,009 742 o 30,087 Junio 52,835 16,152 6,787 681 o 29,215 Julio 53,191 16,374 6,980 665 o 29,172 Agosto 57,989 17,106 8,099 986 o 31,798 Septiembre 51,171 16,640 8,361 1,118 o 31,052 Total 505,750

Tomamos como punto de partida para el análisis de beneficios, el número de vehículos vendidos en Septiembre para una empresa que tiene el 20% de participación en el mercado, esto representa una venta mensual de 10,234 unidades.

Si consideramos que el periodo de garantía de un vehículo es de 36 meses y considerando que esta empresa recibe aproximadamente 3,000 reclamos de garantía mensuales, el porcentaje de garantías atendidas por vehículo vendido lo obtenemos de la siguiente tabla:

Periodo de garantía 36 mes, Promedio de vehículos vendidos en el periodo 368,42< Reclamos de garantía promedio mensuales 3,000 Reclamos de garantía promedio en el ciclo 108,00( Promedio porcentual de garantías por total de vehículos 29%

Del 29% obtenido únicamente un 5% o menos corresponde a fallas en vehículos nuevos, un 14% en vehículos de uso medio y un 10% en vehículos que están por tem1inar su periodo de garantía donde en muchos nuevos casos se cobra el diagnóstico o ajuste de parámetros por medio de una computadora.

Las fallas por garantía representan para la empresa automotriz una erogación por la mano de obra más que por la sustitución de una pieza, si consideramos que en un 10% de los casos, estos costos podrían evitarse por medio de un diagnóstico remoto, podemos obtener la siguiente ponderación:

Tomando como dato un vehículo que cuesta $80,000.00 pesos y cuyo costo a la empresa automotriz por atención de una garantía representa un 2% del valor del automóvil, tenemos que los costos por la atención de garantías en el periodo de 36 meses es de:

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Concepto Monto Pesos Precio de venta del automóvil $80,000.00 Ingresos por ventas en 36 meses $29,473,920,000.00 Costos por atención de garantías $589,478,400.00

Con el sistema propuesto podemos reducir estos costos por atención de garantías en un I 0% que corresponde al caso de servicios que son ajustes por software o diagnósticos.

Concepto Monto Pesos Costos por atención de garantías $530,530,560.00 Ahorro en el periodo $58,947,840.00

El siguiente cuadro presenta el resumen de inversión y gasto a 36 meses en pesos que es el periodo de garantía.

Pesos Año O Año 1 Año 2 Año 3 Egresos -24,000,000.00 -420,000.00 -420,000.00 -420,000.00

i

Ingresos 19,649,280.00 19,649,280.00 19,649,280.00 Total -24,000,000.00 19,222,280.00 19,222,280.00 19,222,280.00

Con base a los datos de la tabla anterior, hacemos el cálculo del Valor Presente Neto (NPVNet Present Value). El Valor Presente Neto compara el valor de un peso el día de hoy al valor del mismo peso en el futuro, tomando en cuenta la inflación y los retornos a la cuenta. Si el Valor Presente Neto de un proyecto propuesto es positivo, el proyecto debería ser aceptado, sin embargo, si el cálculo del Valor Presente Neto es negativo, el proyecto debiera probablemente ser rechazado porque el flujo de capital será también negativo.

Considerando el cuadro anterior y una tasa del 3.99% que corresponde a la inflación promedio anual de Diciembre de 2005 (JNEGI), el NPV de nuestro proyecto tiene un valor de $28,227,428.39 pesos en el periodo de garantía de 36 meses, lo cuál indica que el proyecto es rentable.

También realizamos en cálculo de la tasa interna de retorno (IRR- Interna/ Rate of Return), esta se usa frecuentemente en la realización de presupuestos, es la tasa de interés que hace que la tasa de interés del valor presente neto de todo el flujo de capital sea igual a cero.

Esencialmente, este es el retorno que una compañía obtendrá si se expande o se invierte en ella misma, más que invertir el dinero afuera de la empresa.

Para el caso de nuestro proyecto se obtuvo una Tasa Interna de Retorno del 61 %.

Para el caso del dueño del vehículo, consideramos que un usuario que tiene que llevar su automóvil a una revisión por garantía o falla tiene que erogar aproximadamente un gasto de por lo menos $100.00 pesos por el hecho de quedarse sin automóvil en caso de que detecte o presuponga alguna falla, además de las molestias del usuario por tener que trasladarse a un taller y quedarse sin vehículo.

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Para el caso de un diagnóstico por el sistema telemático, el volumen de datos que tiene que transferir el usuario del automóvil es de aproximadamente 200 KB, cor este volumen de información la empresa automotriz puede determinar si es necesario que el usuario lleve su automóvil a un taller o en su caso puede hacer el apagado de la alarma de manera remota o una reparación por software que representa un trafico de datos de hasta 500 KB.

Con los elatos anteriores obtenemos la siguiente tabla.

Costo por asistencia a taller $100.00 Pesos Costo por tráfico ele datos (50 KB de El servicio básico de TelCel en plan GPRS transmisión + 100KB de recepción) tiene un costo mensual de $100.00 pesos +

LV.A con derecho a tran:;mitir hasta 1,000 KBytes mensuales.

Con la relación expuesta en la tabla anterior, el sistema telemático resulta más ventajoso su costo ciado que podrían realizarse hasta 6 diagnósticos de falla y posibles ajustes del automóvil con el costo que representa una sola visita al taller.

En el análisis de costo/beneficio se debe poner especial atención al análisis de costos y beneficios intangibles. Éstos son aspectos de las alternativas de los nuevos sistemas que sí afectan los costos y utilidades y deben evaluarse pero que los afectan en fonnas que no pueden cuantificarse fácilmente. Los factores intangibles con frecuencia están relacionados a la calidad de la información proporcionada por el sistema y a veces a formas sutiles en que esta información afecta a la empresa, tal como alternando las actitudes para que la información sea vista como un recurso.

Beneficios intangibles que se pueden recibir son el servicio a clientes y mejor información administrativa. Por ejemplo:

1.- La empresa automotriz puede recibir información puntual y exacta acerca del comportamiento y desempeño de sus productos colocados en el mercado.

2.- El nuevo sistema puede proporcionar una mejor imagen de la organiza,;ión a sus clientes, vendedores, y empleados, que ayude a atraer más clientes.

3.- El nuevo sistema proporciona información que antes no estaba disponibh

También puede haber menos beneficios intangibles obvios.

1.- Un nuevo sistema puede proporcionar mejor control sobre las operaciones de la organización, o puede ser que la recopilación de datos de los clientes sea más rápida o a un costo menor.

Un beneficio intangible final es la experiencia obtenida de la investigación de sistemas y del uso de un sistema de información avanzado que a menudo puede colocar a la organización en una mejor posición para tornar ventajas de desarrollos futuros en tecnología de computación y sistemas de información.

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IV .4 Estudio de factibilidad operativa

Se refiere a todos aquellos recursos donde interviene algún tipo de actividad (procesos), depende de los recursos humanos que participen durante la operación del proyecto. Durante esta etapa se identifican todas aquellas actividades que son necesarias para lograr el objetivo y se evalúa y determina todo lo necesario para llevarla a cabo.

Esta factibilidad comprende una determinación de la probabilidad de que el nuevo sistema se use como se supone. En primer lugar se espera que el sistema no sea demasiado complejo para los usuarios de la organización, en este sentido se espera que los usuarios internos de la empresa automotriz sean los departamentos de servicio y garantías, el departamento de refacciones, el departamento de control de producción y el departamento de mercadotecnia y cuidado al cliente.

El departamento de servicio y garantías puede usar la información recibida por el sistema, para hacer pronósticos de pago de garantías y formular planes de capacitación al personal técnico de mecánica automotriz, sobre aquellos componentes o las fallas más comunes reportadas por el sistema.

El departamento refacciones puede hacer uso de la información recibida, para mantener un nivel de inventario adecuado respecto a las fallas más comúnmente reportadas por el sistema que requieran la sustitución fisica de algún componente (refacción) del vehículo.

El departamento de control de producción, puede en base a la información recibida, tomar medidas con los proveedores de autopartes, de aquellas piezas que mas fallas reportan, para exigir a los proveedores el mejoramiento en la calidad de los componentes que abastecen para el ensamble de los automóvile:,.

Y por último el área de de mercadotecnia y de cuidado al cliente puede hacer uso de la información para mejorar las relaciones con el cliente final al llevar un registro de la situación de los productos colocados en el mercado, permitiendo tener un mejor conocimiento del mercado, lo cuál ayudará a generar estrategias de mercadotecnia de vehículos y refacciones.

El sistema debe ser operado por una entidad experta en sistemas, en este sentido se considera que el departamento de sistemas de la organización no tiene la cantidad de recursos humanos suficientes para hacerse cargo de la operación diaria del sistema, pero si puede fungir como el área que supervisa y da seguimiento a la operación; ante esta. situación se recomienda la contratación de una empresa externa que provea personal operativo experto para llevar a cabo las tareas de operación diaria, a continuación se presenta la estructura operativa propuesta para la operación diaria del sistema.

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Departamento De Proyectos

Dirección de Sistemas

Gerencia de Tecnologías De Información

Departamento de Soporte Técnico

Departac, eo lo 1

Sistema Telemático

Figura IV. 1.- Organigrama propuesto para la operación diaria del sistema telemático.

Con la estructura mostrada en la figura anterior se espera tener la capacidad de operación diaria y la estructura necesaria para la evolución futura del sistema reduciendo la probabilidad de obsolescencia del sistema.

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IV.5 Análisis de mercado.

De acuerdo a información de la Asociación Mexicana de la Industria Automotriz, para el mes de Febrero alcanzó, la venta de vehículos al público alcanzó una cifra de 89,079 vehículos, con un resultado de unidades acumulado de I 82,743 contando los meses de Enero y Febrero de 2006.

ACUMULADO VENTA

EXPORTAOON PRODUCCON TOTAL ALPUBUCO A DISTRIBUIDORES

ENERO 2006 89,079 87,917 121,001 166,830

ENERO 2005 89,444 88,208 89,341 126,635

DIFERENCIA O/o -0.4 -0.3 35.4 31.7

DIF. ABSOLUTA 365 291 31,660 40,205

ACUM A FEB 185,306 177,976 233,166 322,121 2006

ACUMA FEB 182,743 172,365 151,033 218,563 2005

DIFERENCIA O/o 1.4 3.3 54.4 47.4 _, DIF. ABSOLUTA 2,563 5,611 82,133 103,558

Esta cifra representa el mercado potencial del sistema, es decir mensualmente existe un mercado de aproximadamente 89,000 posibles usuarios del sistema por industria. Sin embargo es importante hacer una correlación respecto de los usuarios de telefonía móvil, haciendo un análisis en este segmento de la industría obtenemos los siguientes datos que representan la penetración de telefonía móvil por región por cada 100 habitantes hasta el mes de Junio de 2005, datos proporcionados por la cofetel:

El sistema está diseñado y pensado para atender en un inicio, a los usuarios o compradores de una marca automotriz y para los modelos nuevos que al comprarlos, el sistema pueda ser costeado a través de los cargos de garantía.

Considerando que el sistema se aplica a una empresa automotriz que cuenta con el 20% de participación en el mercado, obtenernos que el mercado potencial para el uso del sistema es de aproximadamente 17,800 usuarios mensuales nuevos potenciales del sistema, para una marca automotriz.

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IV.6 Dispositivo de comunicación propuesto.

El dispositivo de comunicaciones propuesto en esta tesis, esta compuesto por una plataforma de comunicaciones, que en la capa fisica tendrá una interface OBD-11 y un sistema de comunicaciones modem GPRS, las capas superiores operativas operarán en una plataforma con un sistema operativo propietario o un sistema operativo basado en Windows CE por ejemplo que pueda ejecutar los sistemas basados en java para poder d•!spachar los servicios los diversos servicios propuestos.

Dominio de Red Local

Plataforma OSGi

Sistema Operativo

1----------< Conector Modem 08011 GPRS

Dominio de Red de Área l\mplia

Figura IV.2.- Diagrama conceptual de dispositivo de compuerta de telecomunicaciones propuesto para el sistema telemático.

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IV.7 Conclusión

La platafonna tecnológica de los diversos operadores de telefonía celular en México, ofrecen una amplia variedad de servicios y diversas tecnologías, capacidades y coberturas para la transmisión de datos que pueden ser aplicadas al sistema propuesto, es decir, existe la capacidad tecnológica en el territorio nacional para proveer el medio de comunicación inalámbrico para la comunicación con los sistemas de datos de los vehículos y el centro de operaciones propuesto.

En cuánto a la factibilidad econorn1ca parece ser que la puesta en operación del sistema propuesto si puede generar beneficios económicos tanto para la empresa usuaria corno para los usuarios finales del servicio, además de otros beneficios intangibles como son mayor comodidad al cliente y la mejora de productos en base a la infonnación que puede ser recopilada.

La factibilidad operativa para el sistema requiere de la contratación de recursos humanos adicionales y muy probablemente la generación de un nuevo departamento que se encargue de la operación del sistema bajo el mando del área de tecnologías de infonnación de la empresa usuaria.

Las únicas dos variables que se tienen que considerar es por un lado la adquisición del software de compuerta de servicios basado en OSGi que debe ser adquirido con un proveedor extranjero y por otro lado considerar que la operación del sistema dtbiera ser operado por un departamento o una división separada de la empresa usuaria, para no distraer a la organización automotriz de su función principal pero penniticndo agregar este valor adicional a sus productos.

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Conclusión General y Perspectivas


Conclusiones

Las tecnologías de transmisión de datos, la infraestructura tecnológica de proveedores de servicios de telecomunicaciones móviles y la cobertura de servicios de datos cubre los requerimientos para poner a operar el sistema en México.

La electrónica y las redes integradas a los automóviles fabricados en México, cumplen en su mayoría con los estándares de comunicaciones establecidos por la industria, por lo que es factible llevar a cabo la conexión de las redes integradas al automóvil con las redes de área amplia.

La relación de los costos operativos y los beneficios esperados es positiva, lo cuál indica que el proyecto es financieramente rentable.

Los beneficios intangibles como la satisfacción de un cliente al evitar desplazar y dejar su auto en un taller, el mejoramiento de las operaciones en la empresa automotriz por la explotación de la información que se recibe de los clientes finales, etc., también muestran un beneficio, que da al proyecto un soporte adicional para llevarlo a cabo.

Sin embargo se recomienda que las operaciones del sistema se lleven a cabo por una división de negocio separada de la empresa usuaria o bien por una empresa de servicios externos, dado que la cantidad y el tipo de tecnología usada en el sistema requiere de una administración compleja, lo cuál -no es parte de las competencias principales de la empresa usuaria.

El aumento de usuarios debido a la implementación de este sistema, puede provocar que los servicios móviles para la transmisión de datos lleguen a ser mas rentables para las compañías de telecomunicaciones y menos costosos para el usuario final.

La demanda de servicios de datos móviles así como el desarrollo de los dispositivos de usuario final para el uso de estos servicios permitirán la inversión y extensión sobre la plataforma tecnológica de los operadores instalada actualmente.

Los proveedores de servicios móviles deben de diseñar servicios mejorados, más costeables y con un tiempo de lanzamiento al mercado mucho más rápido que el modelo estándar que se viene usando actualmente.

La introducción de la innovación del sistema telemático para diagnóstico remoto de fallas afectaría la relación de los clientes con los fabricantes de automóviles de una forma positiva, trayendo como consecuencia la integración de aplicaciones internas del fabricante de autos para comunicarse más eficazmente con sus socios comerciales como pueden ser los distribuidores.

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También brindaría a la empresa automotriz la oportunidad de hacer más dinámicos los procesos de negocio y reducir los costos operacionales mejorando la eficacia de sus servicios de mantenimiento de los automóviles.

Con esta nueva forma de intercambio de datos, directamente con productos de la empresa que tiene en su poder el cliente final (automóviles) se pueden establecer nuevos procedimientos de producción, que mejoren la calidad de aquellos componentes que reportan fallas más frecuentes, así también se pueden mejorar los procesos de entrega de refacciones a los distribuidores para una rápida atención al cliente final.

Las empresas automotrices que adopten un sistema de este tipo, pueden mejorar su relación con los clientes, impactando directamente sus operaciones y finanzas como consecuencia de la velocidad, cantidad y seguridad del intercambio de información que se obtiene de sus productos que están en uso real por sus clientes finales.

Finalmente la introducción de la innovación puede desatar el mejoramiento de los sistemas de administración de cuidado al cliente, no solamente en la industria automotriz, también en diversas industrias, que requieren de una comunicación constante para conocer lo que el cliente final piensa de su producto y entonces tomar rumbos de acción, para mantener su competitividad.

Sin embargo se debe impulsar la investigación y desarrollo de dispositivos que hagan uso de los estándares de comunicaciones que se están elaborando a nivel mundial, por ejemplo la plataforma OSGi, no existen en México ni siquiera distribuidores de esta plataforma de software, por lo cuál para adquirir este tipo de plataforma tecnológica, es necesario hacerlo con algún fabricante o distribuidor extranjero.

Para apoyar el desarrollo de este tipo de tecnología, se deben buscar alianzas con empresas armadoras y con proveedores de autopartcs de nivel 1, ya que son lai; empresas armadoras las que deciden cuáles servicios son los que quiere implementar y los proveedores son quienes integran los componentes de red a las autopartcs que entregan para cumplir con los requerimientos de la empresa armadora.

El sistema propuesto en esta tesis puede ser usado como base, para la creación de empresas que ofrezcan servicios de gestión de dispositivos remotos en diversas industrias pero que deben adoptar el estandar OSGi para asegurar a futuro la interoperabilidad y evolución de los dispositivos a ser administrados.

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Anexo 1

Anexo

Glosario

Ad-hoc: En el ámbito de redes de computadoras, es un método de cone;dón de red el cuál es frecuentemente asociado con los dispositivos inalámbricos. La conexión es establecida para la duración de una sesión y no requiere de una estación base. En su lugar, los dispositivos móviles se descubren unos a otros dentro de un rango para formar una red entre esos dispositivos. Los dispositivos puede buscar nodos objetivo que están fue,:a del rango de ráfaga "broadcast" de la red que son enviados para cada nodo. Las conexiones son posible sobre múltiples nodos (red ad-hoc de múltiples saltos). Los protocolos de tuteo proporcionan la estabilidad de las conexiones aún silos nodos se están moviendo alrededor. El término de red ad-hoc también se refiere a un conjunto de servicios básico independiente (IBSS -lndependent Basic Service Set).

Actuador: En ingeniería, los actuadotes son una subdivisión de los transductores, Son dispositivos que transforman señales de entrada (principalmente seriales eléctricas) a un movimiento. Los motores eléctricos, los actuadotes neumáticos, los pistones hidráulicos, etc. son ejemplos de actuadotes.

Broadcast: El broadcast en una red de computadoras se refiere a transmitir un paquete que será recibido (conceptualmente) por todos los dispositivos en la red. En la práctica, el alcance del broadcast está limitado a un dominio de broadcast.

ECU: Corresponde a la electrónica de automóviles, es una unidad de control electrónico (ECU- Electronic Control Unit), que es un sistema incorporado que controla uno o más de los subsistemas eléctricos de un vehículo. Algunos automóviles modemm; cuentan con hasta 70 ECU 's, incluyendo: ECU- Electronic Control Unif, TCU - Transmisión Control Unit, TCU -Telephone Control Unit, MMI - Man Machina Interface, unidad de control de puertas, unidad de control de asientos, unidad de control de clima.

EMI - Electromagnetic lnterferente, es la radiación electromagnética. la cuál es emitida por circuitos eléctricos que portan señales cambiando rápidamente, como una operación normal del producto, y lo cuál causa señales no deseadas (interferencia o ruido) que es inducido en otros circuitos. Estas interrupciones, obstrucción u otro tipo de degradaciones limita el desempeño efectivo de otros circuitos, las cuáles puedes ser o no intencionales.

http: HyperText Transfer Protocoles el método usado para transmitir o publicar información en la World Wide Web. El propósito original fuñe proveer un camino para publicar y recibir páginas HTML.

Jini: Es una arquitectura de red usada para la construcción de sistemas distribuidos, donde el escalamiento, la tasa de cambio y la complejidad de interacciones dentro y entre redes son extremadamente importantes y no pueden ser satisfactoriamente direccionadas por las

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Anexo 1

tecnologías existentes. La tecnología Jini proporciona una infraestructura flexible para entregar servicios en una red y para crear interacciones espontáneas entre clientes que usa estos servicios además de sus implementaciones de hardware o software. Es una arquitectura abierta que habilita a los desarrolladores para crear servicios de red centralizados - además de la implementación de software o hardware --- que son altamente adaptativos al cambio. La tecnología Jini puede ser usada para construir redes adaptativas que son escalables, evolucionables y flexibles como típicamente se requiere en ambientes de cómputo dinámicos.

SAE: Socie(y of Automotive Engineers, es una organización profesional y un cuerpo de estandarización para la ingeniería de vehículos de todos tipos, incluyendo autos, camionetas, botes, aeronaves y otros.

TOMA: Time Division Mu/tiple Access (TDMA) es una tecnología para compartir el medio de comunicación de una red (usualmente de radio). Permite a diversos usuarios compartir la misma frecuencia dividicndola en diferentes ranuras de tiempo. Los usuarios transmiten en una sucesión rápida, uno después de otro, cada uno usando su propia ranura de tiempo. Esto permite a múltiples usuarios para compartir el mismo medio de transmisión (por ejemplo radio-frecuencia) usando únicamente la parte del ancho de banda que requiere. Se usa mucho en estándares celulares GSM, PDC e iDEN entre otros. TDMA es usado también ampliamente en sistemas satelitales y redes de área local.

UPnP: Universal Plug and Play, es un conjunto de protocolos de redes de computadoras promulgado por el forum UPnP. Los objetivos de UPnP son permitir a los dispositivos conectarse fácilmente y simplificar la implementación de redes en ambientes caseros y corporativos. UPnP enfrenta estas iniciativas definiendo y publicando protocolos de control de dispositivos UPnP, construidos sobre estandares de comunicación abiertos basados en Internet.

x-by-wire: Este concepto trata de la introducción de seguridad relacionado con la tolerancia a fallas de sistemas electrónicos sin respaldos mecánicos en los vehículos. La "x" en el término "x-by-wire" representa la base de cualquier aplicación relacionada con la seguridad, como el bloqueo, el tren de potencia o sistemas de control de suspensión. Estas aplicaciones incrementarán enormemente la seguridad de los vehículos, liberando al conductor de tareas rutinarias y asistiendo al conductor a encontrar soluciones en situaciones críticas. Las aplicaciones altamente sofisticadas de los vehículos del futuro como asistencia al conductor o manejo automático necesitan un control computarizado de las dinámicas de manejo. Estor requiere que las solicitudes del conductor sean sensadas e interpretadas adecuadamente de forma tal que se tomen en cuenta las condiciones actuales de manejo e influencias del ambiente. Estas solicitudes deben ser traducidas a una acción de frenado o maniobras de aceleración adecuadas.

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[BUC-03]

[BLA-03]

[BR0-95]

[CAS-04]

[CDM-01]

[CHA-01]

[COF-05]

[DUN-96]

[EL-04]

[FR0-97]

[FUR-02]

Bibliografía

BUCO, M. Rong Chang, Luan L., Ward, C., Wolf, J. Yu, P. "Managing eBusiness on Demand SLA contracts in business terms using the cross-SLA execution manager SAM". Autonomous Decentralized Systems, 2003. ISADS 2003. The Sixth lnternational Symposium on.

BLAKE Daniel; Tom Cucuzza; Sanjay Rishi. "Now or necer: thc automotive collaboration imperative". Strategy and Leadership. Vol. 31, num. 4, 2003.

BRODSKY. Ira. "Wireless; the revolution in personal i:elecommunications", Artech Hou, Mobile Communications Series, 1995.

CASIER, H.; Moens, P.; Appeltans, K.; "Technology considcrations for automotive". Solid-State Device Research confcrcnce, 2004. ESSDERC 2004. Proceeding of the 34th European 21-23 Sept. 2004 Page(s\37 - 41

COMA Development Group. "GSM or COMA: The commercial and Technology Challenges for TOMA Operators", 2001.

CHAO, Han-Chieh. "An overview and análisis of mobil,~ Internet protocols in cellular environments". Internet Research: Electronic Networking Applications and Policy; Vol. 11, No. 5, 2001

COFETEL, Comisión Federal de Telecomunicaciones; URL: bJ!r,://www.cofctcl.gob.mx. Febrero 2005.

DUNN, Scott, "Competitive advantage: Enterprise information system architecture & incremental implementation". BussinesWorld, Ago. 1996.

EL MANFALOUTI, A.; Benjemaa, N.; El Abdi, R.; "Experimental and analytical models of the connector insertion-extractwn phase". Electrical Contacts, 2004. Proceedings of the 50th IEEE Holm Ü)nference on Electrical Contacts and the 22nd lnternational Conference on Electrical Contacts 20-23 Sept. 2004 Page(s):320 - 325.

FROMM, H. H.; Glover, P.; Lucas, R.; Meehan, D.; "SATEMA-navigation and communication satellites for the benefit of telematics projects". EU's lnitiatives in Satellite Communications - Fixed and Broadcast (Digest No: 1997/156), IEE Colloquium on 13 March 1997 Page(s):4/1 - 4/5.

FURMANSKI, P.; Stolarski, Z.;"Controller area network implementation in microwave systems". Microwaves, Radar and Wireless Communications, 2002. MIKON-2002. 14th lnternational Conference on Volume 3, 20-22 May 2002 Page(s):869 - 873 vol.3.

------------------------·------- 83

[GAR-02]

[GAU-01]

[HAL-02]

[HAR-01]

[HAR-03]

[HOL-02]

[INE-06]

[IUS-06]

[JUL-03]

[KAl-99]

[KOB-90]

[KIB-04]

[KOB-87]

Bihliogrnfia

GARG, Vijay K. ªWireless Network Evolution, 2G to 3G", Prentice Hall, 2002.

GAUL, T.; Lowe, W.; Noga, M.L.; "Specification in a large industry consortium-the MOST approach". Industrial Electronics Society, 2001. IECON '01. The 27th Annual Conference ofthe IEEE Volume 3, 29 Nov.-2 Dec. 2001 Page(s): 1828 - 1833 vol.3.

HALONEN, Timo. Romero, Javier. Melero, Juan. "GSM, GPRS and EDGE performance Evolutin towards 3G/UMTS". John Wilcy & Sons, 2002.

HARMER, J. A., C.D. Frie) "3G Products, what will technology enable", BT Technology Joumal, Broadband Applications, Vol.19, Enero 2001.

HARIRI, S.; Mahesh lndran; "Vehicle Internet Appliance (VIA)". Computer Systems and Applications, 2003. Book of Abstracts. ACS/IEEE lntemational Conference on 14-18 July 2003 Page(s):29.

HOLMA, Harri; Antti Toskala; "WCDMA for UMTS: Radio Accesss for Third general Mobile Communications"; Jhon Wiley & Sons, Ltd, Julio 2002.

INEGI, Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática; URL: http://www.incgi.gob.mx; Marzo 2006.

IUSACELL; URL.:hup://www.iusaccll.com.mx; Febrero 2006.

JULIUSSEN, Egil; "The Future of Automotive Telcmatics"; Business Briefing: Global Automotive Manufacturing & Tchnology, 2003.

KAISER, J.; Mock, M.; "Implementing the real-tíme publisher/subscriber model on the controller area network (CAN)". Object-Oriented Real-Time Distributed Computing, 1999. (ISORC '99) Prnceedings. 2nd IEEE lntemational Symposium on 2-5 May 1999 Page(s): 172 - 181.

KOBIELUS, James; "A LAN On Wheels"; Network World; Mar 26, 1990; ABI/INFORM Global, pg. 31.

KIBLER, T.; Pofcrl, S.; Bock, G.; Huber, H.-P.; Zeeb, E.; "Optical data buses for automotive applications". Lightwave Technology, Joumal of Volume 22, lssue 9, Sept. 2004 Page(s):2184-2199.

KOBLENZ, Jay. "Auto Dealers Shift into Maximum Ovcrdrive". Black Enterprise, Junio 1987.

[MAR-90] MARTIN, Rothblatt. "Segmenting Mobile Comrnunications". Satellite Communications, Feb. 1990.

84 --------------------------------

Bibliografia

[MOV-06] MOVISTAR; URL: http://www.movistar.com.rnx; Febrero 2006.

[NA Y-05] NA VET, N.; Song, Y.; Sirnonot-Lion, F.; Wilwert, C.; "THnds in Automotive Cornmunication Systems". Proceedings of the IEEE Yolum~ 93, lssue 6, June 2005 Page(s): 1204 - 1223.

[OSG-05] OSGi, Open Service Gateway lnitiative service, URL: http://www.osgi.org; Diciembre 2005.

[PAR-03] PARNELL, K.; "Driver assistance systems - real time proce~.sing solutions". lntelligent Yehicles Symposium, 2003. Proceedings. IEEE 9-11 June 2003 Page(s):547 - 55 l.

[PIN-03] PINHO, L.M.; Yasques, F.; "Reliable real-time cornmunication in CAN networks". Cornputers, IEEE Transactions on Yolurne 52, lssue 12, Dec. 2003 Page(s):1594- 1607.

[PRA-03] PRADHAN, S.; "Mobile commerce in the automobile industry". lnformation Technology: Coding and Computing [Computers and Communications], 2003. Proceedings. ITCC 2003. lntemational Conference on 28-30 April 2003 Page(s):276 - 280.

[SC0-92] SCOTT, K.; "The importance of automotive diagnostic:, in the search of excellcnce". AUTOTESTCON '92. IEEE Systerns Readiness Technology Conference, Conference Record 21-24 Sept..1992 Page(s):27 - 30.

[SEL-00] SEL V ARAJAH, Kidnapillai. "Going Mobile: lessons for developing countries". Info; Vol. 2, No. 1, 2000.

[SEN-01] SENIOR C. J. D.; Thomson, C. P .. "Telematics systems from the service perspective". Advanced Driver Assistance Systems, 2001. ADAS. lntemational Conference on (IEE Con f. Pub l. No. 483) 17-18 Sept. 2001 Page(s): 12 - 19.

[SHl-02] SHIAO-LI, Tsao. "lmproving packet delivery in GPRS/UMTS networks". Personal, lndoor and Mobile Radio Cornmunications, 2002.

[SUN-04] SUN, S.; Liu, G.; Pommerenke, D. J.; Drewniak, J. L.; Kautz, R. W.; Chen, C.; "Anticipating EMI and on-board interference in autornotive platforms". Electrornagnetic Cornpatibility, 2004. EMC 2004. 2004 lntemationalSymposium on Yolume 3, 9-13 Aug. 2004 Page(s):792 - 797 vol.3.

[TEL-06] TELCEL; URL: http://www.tclccl.com.mx; Enero 2006.

-------------------------------- 85

[TIN-94)

[TRA-01)

[URB-03)

[URB-03)

[WIK-06)

Bibliografla

Tindell, K.W.: Hansson, H.; Wellings, A.J.; "Analysing real-time communications: controller area nctwork (CAN)". Real-Time Systems Symposium, 1994., Proceedings. 7-9 Dec. 1994 Page(s):259 - 263.

TRAM, H. "The role of T &D engineering in utility eBusiness transformation". Transmission and Distribution Confercnce and Exposition, 2001 IEEE/PES.

URBAN, David J.; Hoffcr, George E. "Thc virtual automotive dealership revisitcd". Joumal ofConsumer Marketing; Vol. 20, num. 6, 2003.

ZHANG Daqing; " OSGi Based Scrvice lnfrastructure for Context A ware Automotive Telcmatics". IEEE, 2004.

Wikipedia; URL: http://www.wikipcdia.org; Febrero 2006.

86 -------------------------------

Documents

Análisis para la implementación de servicios telemáticos