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Resultados de la investigación aplicada en el nodo Los Alpes

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  • 1. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS INGENIERA EN TELECOMUNICACIONESDISEO E IMPLEMENTACIN DE UN NODO INALMBRICO PARA EL BARRIO LOS ALPES, INTERCONECTADO CON EL NODO DEL BARRIOBELLA FLOR COMO AMPLIACIN DE CUBRIMIENTO DE LA INTRANET COMUNITARIA PARA LA LOCALIDAD DE CIUDAD BOLIVARPRESENTADO POR: Edgar A. Rodriguez R.Sergio A. Sanchez Garzon

2. CONTENIDOProblemticaPQUE? ORJustificacinPQUE ? ARA RESULTADOS CONCLUSIONES ObjetivosC OMO? 3. Por que? Problema La revolucin tecnolgica que se ha desatado alrededor de las TIC, viene generado grandes cambios sociales en el mundo, pero no todas las comunidades han tenido las mismas posibilidades de acceso a los beneficios de estas tecnologas y algunos menos favorecidos han quedado rezagados por las limitaciones de acceso a la informacin. Barrio Los Alpes 4. Para que? JustificacinCon la implementacin del proyecto en el barrio los alpes secontribuye con la mejora de la calidad de vida de esta comunidad,reduciendo la brecha digital y ofreciendo un canal adicional quepermite masificar el uso de las tecnologas de la informacin y lascomunicaciones (TIC).Encuestas realizadas al barrio los Alpes 5. POBLACION OBJETIVOAproximadamente el70% de la poblacines Joven y ms del43% se encuentranen la edadproductiva.La mayor parte del uso del usodel internet lo hacen parainvestigar o educarse.aproximadamente el 32%. 6. NIVEL DE INGRESOS DE LOS HOGARESDEL BARRIO LOS ALPES 7. COMO? OBJETIVO GENERALDisear e implementar un nodoInalmbrico comunitario en el barrio LosAlpes de la Localidad de Ciudad Bolvar. OBJETIVOS ESPECIFICOS 8. OBJETIVOS ESPECIFICOS Nodo Inalmbrico Los AlpesSeleccinSeleccinDiseo Seleccin Dimensio Capacitaci Implementa de dedelde la namiento n a la cin de latecnologa topologaenlace ubicacin de trafico comunidadaplicacin 12 34 56 7 9. Seleccionar la tecnologa usada en la implementacindel nodo inalmbrico para el barrio Los Alpes. 1 Punto2 Puntos3 Puntos Inadecuada Aceptable Adecuada Wi-FiWimaxCaractersticas Ponderacin DescripcinPuntaje Calificacin DescripcinPuntaje Calificacin EquiposImplementacin yPrecio 30%3 0,910,3 econmicosequipos costosos Optimizado paracubrir distancias deTamaos de celdas100 Mts que seCobertura20%2 0,4que pueden estar30,6puedenentre 7 y 10 Kmincrementar con eluso de antenasLicenciamiento 30%No3 0,9Si / No 10,3Velocidad20%Hasta 54 Mbps 2 0,4Hasta 10 Mbps 30,6 Calificacin Final 2,6 Calificacin Final1,8 10. Seleccin del equipoCaractersticas:1. Econmico2. Firmware Modificable.3. Operacin en banda Libre 2.4Ghz4. Posibilidad de adaptar una antena externa de alta ganancia.Basados en la experiencia vividaen el montaje del nodo del barrio 5. Utilizado en diferentes proyectos deBella Flor y en diferentes redes comunitarias alrededor deldesarrollos de redes comunitariasmundo*alrededor del mundo se definio elnano station II como router para* http://www.lugro.org.ar/lugro-mesh;nuestro nodohttp//www.open-mesh.net 11. Seleccionar la topologa lgica a implementar,teniendo en cuenta que sea escalable ycompatible con futuros nodos.TopologaRepresentacin visual VentajasDesventajas Confiabilidad de la Implementacin Costosa, comunicacin a altas Limitado a dos equipos velocidades Directa (Punto-Punto) Se requiere lnea de vista entre Conexiones a largas distancias los dos equipos. Si falla un nodo, las dems Si falla el nodo principal la red se siguen funcionando. cae por completo.Estrella(Punto-Multipunto) El trafico puede ser controlado El desempeo del nodo central por el nodo central.influye en la velocidad de la red. El rendimiento es inversamente Todos se interconectan con proporcional a la cantidad de todos. nodos interconectados.Malla(Multipunto-Mutipunto) A medida que crece aumenta la Facil crecimiento y expansin complejidad de la red. 12. Disear el enlace delnodo inalmbrico alpunto ms lejano dentrodel rea de coberturapropuesta.RouterAdaptador wireless Usuario Caractersticas NanoStation 2Gsky 27 USB 11g 22 dBm 1dB a 54Mbps 11g 21 2dBm a 54Mbps Potencia de transmisin 11b 26 dBm 1dB a 11Mbps 11b 25dBm 2dBm a 11Mbps 11g -74 dBm 1dB a 54Mbps11g -65dBm a 54MbpsSensibilidad 11b -92 dBm 1dB a 11Mbps11g -82dBm a 11 Mbps Frecuencia de operacin 2.4 GHz 802.11 b/g 2.412Ghz~2.484Ghz 13. Diseo Enlaces PropuestosEnlace Nodo - UsuarioEnlace Usuario - Nodo Enlace Nodo Los Alpes Nodo Bella Flor Enlace Nodo Bella Flor Nodo Los Alpes 14. Enlace Nodo - UsuarioDistancia 270 Metros 15. Margen de diseoEl margen de diseo es un intervalo de proteccin en potencia quegarantiza la disponibilidad de la red. Para Hallar el margen de diseopara los enlaces en el barrio Los Alpes, se realiz la medicin depotencias de recepcin en un punto dentro del rea de cobertura delrouter y se promedi el intervalo de variacin en potencia de recepcin 16. Calculo del Potencias El mismo principio para el calculo de todos los enlacesLa potencia de recepcin mnima que debemos garantizar en el usuariopara establecer una conexin es de Prxu = - 55dBmLa Potencia Isotropica Radiada Efectiva PIRE es de 32.8dBm 17. Identificacin AtenuacionesAe = Atenuacin por espacio libreMd = Margen de desvanecimiento, dado que las distancias de cobertura del nodo nosuperan 1Km este valor no ser tenido en cuenta para los clculos.Ac = Atenuaciones por conectores (0.2dB por cada conector dado por elfabricante)Ap= Atenuaciones por cable pigtail (0.6dB por metro dado por el fabricante)Apd = Atenuaciones por protector de descargas (0.2dB dado por el fabricante) 18. Potencia de RecepcinDonde, Gt = Ganancia de la antena Casera = 7dBi 19. Resumen Valores Obtenidos en los Enlaces del NodoCalculo del enlace Colegio Canad- Usuario Potencia Mnima PIRE (Potencia IsotrpicaPotencia deEstndar AtenuacionesRequerida Radiada Efectiva)Recepcin802.11 g-55 dBm 32,8 dBm 90,01 dB -50,21 dBm54 Mbps802.11 b-72 dBm 36,8 dBm 90,01 dB -46,21 dBm11 Mbps Calculo del enlace Usuario - Colegio Canad Potencia Mnima PIRE (Potencia IsotrpicaPotencia deEstndar AtenuacionesRequerida Radiada Efectiva)Recepcin802.11 g-64 dBm 26,8 dBm 90,01 dB -42,21 dBm54 Mbps802.11 b-82 dBm 30,8 dBm 90,01 dB -47,21 dBm11 MbpsTericamente el nodo mantiene los niveles mnimos tcnicos para ofrecer coberturaa todo el barrio, sin embargo la ubicacin geogrfica no permite una cobertura del100% y por tal motivo es necesario que el usuario fabrique una antena casera conun mstil acorde a la depresin del terreno 20. Calculo zona de Fresnelr(mts) = Radio desde elcentro de la lnea de vistadel enlaced(Km) = Distancia entre lasantenasf(GHz) = Frecuencia deoperacin 21. Clculos Enlace Los Alpes Colegio Canad - BellaFlor Colegio Vargas Vila 22. Resumen Valores Obtenidos Enlace Barrio Los Alpes Barrio Bella FlorCalculo del enlace Colegio Canad- Colegio Vargas Vila Potencia Mnima PIRE (Potencia Isotrpica Potencia deEstndar AtenuacionesRequerida Radiada Efectiva) Recepcin802.11 g - 54 Mbps -64 dBm 32,8 dBm 99.44 dB -51.64 dBm802.11 b - 11 Mbps -64 dBm 35,8 dBm 99.44 dB-51.64 dBm 23. Clculos Zona de FresnelZona de Fresnel a 54Mbps Colegio Zona de Fresnel a 11 Mbps ColegioCanad Colegio Vargas Vila Canad Colegio Vargas Vila 24. Seleccin Canal de FrecuenciaDe acuerdo a las pruebas que se realizaron,en las que se observaban los niveles depotencia con los que llega la seal a unusuario y al nodo adyacente, se define que elcanal 10 es el ms adecuado para nuestroservicio, puesto que presenta mejor calidadde recepcin y transmisin, esta menosocupado por otros servicios a comparacin delos dems canales evitando interferencias obloqueos de la seal, con el canal 10logramos mayor distancia y los niveles deseal son ms estables. 25. Frecuencia Canal (GHz) 1 2,412 2 2,417 3 2,422 4 2,427 5 2,432 6 2,437 Cantidad de redes 7 2,442 8 2,447 existentes en el canal 10 9 2,45210 2,45711 2,46212 2,46713 2,47214 2,484Como se puedeobservar en las graficasanteriores, el canal 10presenta una ocupacinmnima a comparacin Cantidad de redesde los otros canales,existentes en el canal 1para este caso el canalcon el que se comparofue el 1 26. Dimensionamiento TraficoAl momento de realizar el dimensionamiento de trfico encontramos unagran ausencia de artculos o estudios que fundamenten de una formaefectiva este anlisis, por lo tanto se decide considerar . Los siguientesanchos de banda promedio requeridos por algunas de las aplicacionesms comunes. Ancho de Banda De acuerdo a los anchos de banda ServicioTpico (Kbps) tpicos mostrados en la tabla anterior, Consulta pgina WEB 1600Pgina Web/documentose puede deducir que el porcentaje de 156 de textouso correspondiente a los 1756Kbps esTOTAL1756de 3.25% de la capacidad total delsistema. 27. Enrutamiento UtilizadoB.A.T.M.A.N(Better Approach To Mobile Ad-hoc Networking) Protocolo proactivo para redes Mesh de implementacin rpida y eficienteServidor del Nodo los AlpesUsuario enBella FlorNodo Bella FlorNodo Los Alpes Aprender cual es el mejor prximo salto para cada destino es todo lo que al algoritmo B.A.T.M.A.N. le importa. 28. Caractersticas del protocolo Determina para cada destino en la malla un vecino deun salto (El Mejor), Divide el conocimiento sobre elmejor camino entre los nodos de la malla. No Calcula rutas completas. No toma en cuenta metadatos propios del protocolo peroa cambio analiza la existencia o falta de informacin. Posee un mecanismo de inundacin basado en eventos. Algoritmo diseado para tratar con redes basadas enenlaces no confiables. Liberado bajo licencia GPL 29. Caractersticas del firmware Nightwing1. 0 configuracin: Solo se debe encender e inmediatamente se configurara dentro del la malla.2. Interfaz de Conexin Publica: posee una interfaz de conexin publica no encriptada, pensada para usuarios no conocidos, esta interfaz esta administrada por el portal cautivo No Dog Splash.3. Interfaz de conexin privada: Conexin encriptada WPA2, para conectarnos debemos saber la clave de acceso, no esta administrada por el portal cautivo.4. Pocos requerimientos de Hardware: Nightwing ademas de requerir Un Chip Wireless Atheros, solo necesita como min