UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE FICA-CIERCOM

UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE Facultad de ingeniera en ciencias aplicadasCaRRERA DE INGENIERA EN ELECTRONICA Y REDES DE COMUNICACIN

Darwin AriasTutor: Ing. David Narvez.07-05-2015Buenas tardes seores del tribunal elegido, mi nombre es Darwin Arias y a continuacin les voy a dar a conocer en un breve resumen mi proyecto de tesis queEstuvo bajo la supervisin del Ingeniero David Narvez. 1CENTRALIZACIN DE DEPENDENCIAS PARROQUIALES DE RECAUDACIN MEDIANTE UNA RED INALMBRICA PARA EL GOBIERNO AUTNOMO DESCENTRALIZADO DEL MUNICIPIO DE TULCN.TEMAEl tema es: 2Este proyecto esta fundamentado en la tecnologa 802.11 N debido a que

Q: Por qu necesito productos 802.11n?A: 802.11n es una tecnologa innovadora que permite a un mejor rendimiento respecto a los anteriores estndares

802,11 ofdm 52 subportadoras802,11b : dsss dbpsk dqpsk modulacin diferencial por desplazamiento de fase binaria desplazamiento de fase en cuadratura diferencial802,11b : ofdm DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). espectro ensanchado por salto en frecuencia fsk

OFDM, cada smbolo es modulado en torno a varias portadoras en lugar de una sola,. Sin embargo, esta tcnica es un mecanismo clave para MIMO, y se ha demostrado trabaja bien tanto en pruebas de laboratorio como de campo.

OFDM es una tcnica de comunicaciones que divide un canal, de frecuencia en un numero determinado de bandas de frecuencia equiespaciadas, donde en cada banda se transmite una subportadora que a su vez transporta una porcin de la informacin del usuario

MIMO genera cuatro canales de trfico simultneos de 72.2 Mbps para enviar y recibir datos a travs de la incorporacin de varias antenas.

diversidad espacial. cada seal sigue una trayectoria ligeramente diferente al receptor

MIMO genera cuatro canales de trfico simultneos de 72.2 Mbps para enviar y recibir datos a travs de la incorporacin de varias antenas.En sntesis, MIMO significa la capacidad de transmitir y recibir simultneamente sobremltiples antenas; y nos sirve para transferir mltiples flujos de datos, es decir colocarms bits en el aire en el mismo tiempo y alcanzar velocidades de datos mayores(multiplexado espacial)

Canales de 40 Mhz. 802.11n duplica las velocidades de datos mediante el incremento de ancho de canal de transmisin a 40 Mhz. Puede acomodar 128 subportadoras utilizando un espacio entre ellas de 311.5 Khz, El mismo utilizado en 20 Mhz.

Agregacin de tramas varias tramas de datos se envan como parte de una sola transmisin lo que reduce la transmisin de encabezados permitiendo que el medio este liberado para su uso por otras transmisiones, lo que incrementa la eficiencia y throughput de la redEl tamao de las mismas se incrementa de 4 KB a 64 KB

funciones bsicas de la capa fsica: Son de codificar/decodificar seales, la generacin de prembulos para sincronizacin y la transmisin/recepcin de los bits por el medioespecificacin del medio de transmisin.

Subcapas de capa fsica:

Procedimiento de convergencia de capa fsica (PLCP): define un mtodo demapear las unidades de datos de protocolo MAC (MPDUs) en un formato detrama compatible para enviar y recibir los datos de usuarios y la informacin deadministracin entre dos ms estaciones usando la subcapa PMD

Subcapa dependiente del medio fsico (PMD): define las caractersticas de losdatos de usuario y el mtodo de transmitirlos y recibirlos a travs de un medioinalmbrico entre dos ms estaciones.

Modulacion adaptivaAjusta el esquema de modulacin que se requiera de acuerdo a las condicin de la transmisin

MCS es un valor que determina la modulacin, la codificacin y el nmero de canales espaciales

El intervalo de guardia es un perodo de tiempo entre smbolos y su longitud es seleccionada dependiendo de la severidad del entornomultitrayecto

La norma original 802.11 y su extensin 802.11b usan un ancho de canal de radio de 22MHz. Las normas 802.11a y 802.11g usan un ancho de canal de 20 MHz.3Criterio de DiseoEl diseo esta basado en el modelo jerrquico de red, estructurado en sus tres capas, core, distribucin y acceso, de manera que el desarrollo del proyecto sea organizado y permita distinguir las funciones de cada capa, que describa los fundamentos tcnicos necesarios previo a la implementacin.

La capa de Ncleo (core layer): Backbone; es el ncleo de la red, su nica funcin es switchear trfico tan rpido como sea posible y se encarga de llevar grandes cantidades de trfico de manera confiable y veloz, por lo que la latencia y la velocidad son factores importantes en esta capa, no hace funciones que puedan aumentar la latencia, como access-list, ruteo interVLAN, filtrado de paquetes, ni tampoco workgroup Access

La capa de Distribucin (distribution layer): Enrutamiento (routing); tambin a veces se llama workgroup layer, y es el medio de comunicacin entre la capa de acceso y el Core. Las funciones de esta capa son proveer ruteo, filtrado, acceso a la red WAN y determinar que paquetes deben llegar al Core, Aqu adems se implementan las polticas de red, por ejemplo: ruteo, access-list, filtrado de paquetes, cola de espera (queuing), se implementa la seguridad y polticas de red

La capa de Acceso (access layer): controla el acceso de usuarios a los recursos de internetwork, Los recursos ms utilizados por los usuarios deben ser ubicados localmente, pero el trfico de servicios remotos es manejado aqu

4Panorama general

La figura 48 describe el diagrama de red, distribuido en sus tres capas Core, Distribucin y Acceso, de acuerdo a la propuesta de diseo, como se puede observar cada capa encierra un campo a solucionar para lograr la conectividad del sistema de radioenlaces.

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Esquema de comunicacinCAPA NCLEOTipo de configuracin eficiente y rpida para el acceso a una informacin especfica del servidor mediante el uso de un puerto para la comunicacin.Esta capa describe la forma de comunicacin del sistema con los clientes, de manera que cada usuario que va a realizar el cobro del servicio de impuesto predial o suministro de agua, pueda manipular la informacin de la base de datos para llevar a cabo la recaudacin de dichos servicios.

Cabe recalcar que el gad Tulcn ya cuenta con un sistema implementado que funciona en un entorno cliente servidor denominado sic

es un esquema que representa la comunicacin entre el servidor de base de datos de recaudacin y el cliente, el cual si el usuario y contrasea son correctas el cliente accede a la aplicacin para realizar las consultas y cambios necesarios en la base de datos de recaudacin. El sistema de recaudacin se maneja mediante el sistema integrado de catastros SIC.

Este tipo de configuracin nos permite acceder de forma eficiente y rpida a una informacin especfica del servidor mediante el uso de un puerto para la comunicacin.

6Configuracin del servidor

Ingresa un usuario y una contraseaConfigurar nmero de consultasAsignacin de privilegios a usuario para la BDse crea cuentas con un usuario y una contraseaEl servidor actual que contiene las bases de datos y el sistema de recaudo se encuentra ejecutando Windows server 2008. La base de datos se encuentra desarrollada en Mysql server 5.5 instalado en el mismo servidor existente en el GAD-MT. Cabe recalcar que al tratarse de un servicio de consulta y actualizacin de informacin a base de datos se debe tomar en cuenta el ancho de banda que cada conexin debe de tener, la cual se describe de mejor manera en el punto 4.3.7 donde se trata el clculo de ancho de banda para cada conexin.

Para la configuracin del servidor se debe crear cuentas con un usuario y una contrasea para los clientes que van a acceder al servicio, este parmetro es configurado previamente por administrador de la red en Mysql server que es el servidor de base de datos, y es a donde se quiere acceder.

La creacin de cuentas de usuarios se lo realiza dentro del servidor Mysql server en administracin de usuarios, donde se debe ingresar un usuario y una contrasea la cual nos va servir para la conexin al servidor mediante un cliente.

A cada una de las cuentas creadas se les debe asignar la base de datos a la cual van a tener acceso y proporcionar privilegios para consultas e insercin de datos, en la pestaa de esquema de privilegios mostrada en la figura siguiente.

Adems se debe de asignar requisitos de conexin para cada usuario de acuerdo al nmero de consultas y actualizaciones mximo que debe realizar en una hora; para esto nos dirigimos la pestaa fuente y agregamos un valor.

Una vez configurado el servidor se procede a hacer un JDBC para la comunicacin del sistema con la base de datos a utilizar. Con estos parmetros configurados en el servidor la comunicacin ya se encuentra lista para ser utilizada, basta con instalar un cliente en las mquinas remotas.[JDBC] Java DataBase Conectivity: Es un API que permite acceder desde una aplicacin java a cualquier base de datos sin importar su naturaleza.

7CAPA NCLEO

La forma de comunicacin se basa en un entorno cliente servidor Odbc hace posible el acceder a cualquier dato desde cualquier aplicacinjdbcPresentacin: una interfaz, generalmente grfica que reside en los clientes. El ejemplo tpico es un navegador. Lgica de negocio: donde reside el servidor de aplicaciones y el conjunto de programas a los que da soporte. Almacenamiento: generalmente una base de datos.

8Capa de Distribucin

Esta capa tratar la ubicacin y diseo de radioenlaces para el establecimiento de comunicacin de los diferentes emplazamientos con el GAD-MT, A continuacin se muestra los puntos tentativos situados geogrficamente en un mapa de modo que muestre un panorama general de los puntos a comunicar.9UBICACIN DE EMPLAZAMIENTOS

La tabla 18 muestra toda la informacin de coordenadas y alturas de los nodos, las distancias descritas estn representadas desde el punto principal GAD-MT a los nodos a ubicarse en el diseo, a excepcin de Santa Martha y Pioter, ya que dichas distancias estn tomadas desde el repetidor a santa Martha de Cuba, y de este punto a Pioter.

10Diagrama de conexin de la red

La figura 66 detalla la conexin de la red basado en el diseo, como se puede observar la comunicacin fsica determina la forma de conexin a utilizar, en este caso se visualiza que el establecimiento de los enlaces ser punto multipunto, debido a que nos permiten abaratar costos y las distancias son relativamente medianas y es adecuado para este tipo de comunicacin.

11SELECCIN DE EQUIPOS

Determinacin de los parmetros mnimos requeridos

PTX = PRX + ABTX + AWGTX GTX +A0 + ALL GRX + AWGRX + ABRX

MU = PRX(dBm) PU(dBm)

PRX: Potencia nominal del recepcin (dBm).PTX: Potencia de transmisin (dBm).ABTX, RX: Perdidas de branching en el lado de transmisin y recepcin (dB).AWGTX, RX: Prdidas en cable en lado de transmisin y recepcin (dB).GTX: Ganancia de la antena de transmisin (dB).A0: Prdidas en el espacio libre (dB).ALL: Atenuacin por lluvia (dB).GRX: Ganancia de la antena de recepcinRequerimientos mnimosGADMT-TufioFrecuencia de operacin: 5,8 GhzPotencia de Tx: >29,65 dBmUmbral de recepcin: - 90 dBmGanancia de Tx: 14 dBiGanancia de Rx: 21 dBi

Alternativas 802.11n

Tp-linkBanda de operacin 5.15~5.85GHzImpedancia 50 ohmiosGanancia 30dBiAngulo de haz 6 gradosPolarizacin Horizontal y Vertical

Ubiquiti

Procesador Atheros MIPS 24KC 400MHzBanda de operacin 5.475-5.825GHzImpedancia 100 ohmiosGanancia 27dBiAngulo de haz 20 gradosPolarizacin Horizontal y VerticalPotencia de Tx 25 dBmSensibilidad de recepcin -97 dBm

Mikrotik

CPU AR9344 600MHzBanda de operacin 4920-5920MHzImpedancia 100 ohmiosGanancia 14 dBi Angulo de haz 90 gradosPotencia Tx 30 dBmSensibilidad de recepcin -95 dBmAnlisis de requerimientos mediante el estndar IEEE 29148

Funcionalidad

Usabilidad

Rendimiento

Atributos

Los requerimientos funcionales de un sistema describen lo que el sistema debe hacerUsabilidad se refiere a la facilidad de manejo de un softwareRendimiento prestaciones que ofrece

MU = PRX(dBm) PU(dBm)

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DISEO DE RADIOENLACES

En esta seccin se describir cada uno de los radioenlaces con los equipos ya seleccionados anteriormente. El diseo de radioenlaces elegido es punto-multipunto, se pondr dos equipos Mikrotik SXTG-5HPnD-SAR2 en el GAD-MT como puntos de acceso y los equipos Ubiquiti harn de clientes en los emplazamientos ubicados en cada parroquia. El primer quipo Mikrotik servir como conexin a los puntos ubicados en las parroquias Gonzales Suarez y Urbina y el segundo equipo para la conexin a los puntos Tufio y el Repetidor ubicado en la montaa Guagua Negro el cual servir como repetidor para la conexin a la Parroquia Santa Marta de cuba y este a su vez ser repetidor para llegar a Pioter.

14DISEO DE RADIOENLACES

Presupuesto de potencia

Como se observa en los presupuestos de potencia tanto para el lado de transmisin-recepcin como recepcin-transmisin se obtiene un margen de enlace mayor a 10 dB lo que indica que el enlace es viable.

16simulacin RADIOENLACES

Simulacin de enlaces

CALCULO DE ANCHO DE BANDA

Estimacin ancho de banda de 3 Mbps. Una vez realizados los clculos se concluye que cada enlace debe de tener 6,5 Mbps en el caso que el usuario cumpla con todo lo establecido en los clculos, pero como la probabilidad que suceda esto es mnima se estima que cada radioenlace debe de tener un ancho de banda de 3 Mbps.

19Capa de ACCESO

Describe la conexin de los equipos terminales al sistema de radioenlaces.

CABLEADO ESTRUCTURADOPara la eleccin del tipo de cable utilizado en el diseo se contempla utilizar el cable UTP categora 5e ya que es el que se encuentra instalado en la institucin.La ruta de cableado estructurado se lo realizara a travs de canaletas debido a que la infraestructura civil no cuenta con un diseo de rutas de cableado estructurado. La instalacin se lo realizar en base a la norma de cableado estructurado TIA/EIA 568 B y TIA/EIA 569 que es la que comprende la categora UTP 5E.

El sustrato de los estndares define los tipos de cables, distancias, conectores, arquitecturas, terminaciones de cables y caractersticas de rendimiento, requisitos de instalacin de cable y mtodos de pruebas de los cables instalados

Como se observa en la Figura 83, la conexin de los equipos se realiza desde el rack de pared al equipo terminal a la antena con la que se va lograr el enlace, el diseo contempla las posibles fallas en el suministro elctrico proporcionando un equipo de almacenamiento de energa, de manera que en caso de falla del suministro elctrico se asegure la funcionalidad de los equipos de red y el terminal para seguir laborando un cierto tiempo. Esta capa consta de un router RB750 UP y los equipos de radioenlaces elegidos en cada uno de los emplazamientos mencionado en el diseo de radioenlaces en punto 4.3.3. El acceso al servicio de recaudacin se encuentra mencionado en el punto 4.2.1.4.

Normas de administracin de infraestructura de telecomunicaciones en edificios comerciales. ANSI/TIA/EIA-607 Requerimientos para el aterramiento de telecomunicaciones de edificios comercialesANSI/TIA/EIA-568-B Cableado de telecomunicaciones en edificios comerciales

20Estimacin de costos

Equipos: Considera todos los equipos de red, radioenlaces, racks y cajas trmicas utilizados en el proyecto.Infraestructura: Considera los aspectos de torres, obras civiles, suministro de energa.Ingeniera: Considera todo el trabajo realizado por la persona o grupo de personas que hayan colaborado en el proyecto, tales como diseo, estudio de campo, configuraciones, etc. Uso de frecuencias: Considera el pago por la utilizacin del espectro radioelctrico.Una vez realizados los clculos se concluye que cada enlace debe de tener 6,5 Mbps en el caso que el usuario cumpla con todo lo establecido en los clculos, pero como la probabilidad que suceda esto es mnima se estima que cada radioenlace debe de tener un ancho de banda de 3 Mbps.

La estimacin de costos para estos equipos se lo realizar basado en precios del mercado nacional, obtenidas de la pgina web de un distribuidor confiable tal como lo es, aire.ec 21Costos

1937 familias dato por la inec instituto nacional de estadsticas y censos 201022Anlisis COSTO BENEFICIO

VAN (Valor actual neto)Es una tcnica de anlisis financiero para determinar el flujo futuro real de un proyecto en un tiempo determinado. TIR (Tasa interna de retorno)Es una variable que proporciona el rendimiento de los flujos de cobro y pago actualizados.B/C (Relacin costo beneficio)Es un mtodo que relaciona los costos actuales con los costos de inversin determina la rentabilidad de un proyectoPRI (Periodo de retorno de la inversin)Es un parametro que determina la rentabilidad del proyecto en base a un periodo

23Conclusiones y Recomendaciones El sistema de radioenlaces diseado permitir a los ciudadanos un ahorro en su economa por cuestiones de transporte y tiempo, beneficiando la canasta familiar de cada uno de sus hogares y un mejoramiento social en el entorno parroquial.El anlisis de costo benfico permite verificar la rentabilidad econmica del proyecto de manera que este genere ganancias mayores a la inversin propuesta en un determinado tiempo, analizando variable de situacin financiera para realizar la toma de decisin con respecto a su implementacin, pues como cualquier proyecto siempre se incurre en obtener la retribucin de por lo menos el costo invertido. La tecnologa Ubiquiti y Mikrotik utilizada en este proyecto determinan un factor importante con respecto a la funcionalidad, ya que estos equipos estn diseados y construidos en una placa base con caractersticas similares, permitiendo la compatibilidad entre plataformas sin ningn inconveniente ni contratiempo como sucede con otras tecnologas, permitiendo acoplarse y trabajar eficientemente.Una vez realizados los clculos se concluye que cada enlace debe de tener 6,5 Mbps en el caso que el usuario cumpla con todo lo establecido en los clculos, pero como la probabilidad que suceda esto es mnima se estima que cada radioenlace debe de tener un ancho de banda de 3 Mbps.

24DISEO DE RADIOENLACES

Este proyecto esta acogido al cableado estructurado que el GAD-MT Tulcn tiene instalado en su infraestructura civil, por lo que se recomienda realizar un etiquetado y organizacin de su cableado estructurado a fin de solventar de forma eficiente el control de fallas en la red.Los costos de los equipos utilizados en el diseo son referenciales acordes al diseo en ese momento, por lo que si se piensa realizar la instalacin luego de un tiempo se recomienda informarse en de los costos en ese tiempo y tomar esos datos para la compra de equipos.Se recomienda que al momento de realizar el presupuesto de costos se tome en cuenta el trabajo de investigacin y diseo de la persona que lo realizo, puesto que es un costo estrechamente olvidado por conceptos injustificados.Una vez realizados los clculos se concluye que cada enlace debe de tener 6,5 Mbps en el caso que el usuario cumpla con todo lo establecido en los clculos, pero como la probabilidad que suceda esto es mnima se estima que cada radioenlace debe de tener un ancho de banda de 3 Mbps.

25GRACIAS