FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE...

I

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD Y DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA

PARA ACCESO A INTERNET EN EL RECINTO LA COOPERATIVA

DEL CANTÓN PUEBLOVIEJO

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previo a la obtención del Título de:

INGENIERA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTORES:

VERA VERA GINGER YULEXY

VILCHES CANDEL GÉNESIS MELANNY

TUTOR:

ING. ÁNGELO VERA RIVERA, M.Sc

GUAYAQUIL – ECUADOR

2019

II

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TÍTULO: “ESTUDIO DE FACTIBILIDAD Y DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA

PARA ACCESO A INTERNET EN EL RECINTO LA COOPERATIVA DEL CANTÓN

PUEBLOVIEJO”.

AUTORES:

GINGER YULEXY VERA VERA

GÉNESIS MELANNY VILCHES CANDEL

TUTOR:

ING. ANGELO VERA RIVERA, M.Sc.

REVISOR:

ING. EDUARDO FLORES MORÁN, M.Sc.

INSTITUCIÓN:


FACULTAD:

CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA: INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

FECHA DE PUBLICACIÓN: 03/10/2019 No. DE PÁGS: 183

ÁREA TEMÁTICA: Redes Inalámbricas

PALABRAS CLAVE: Red Inalámbrica, Factibilidad, Acceso, Internet.

RESUMEN: Este trabajo de titulación presenta un estudio de factibilidad y diseño de

una red inalámbrica para acceso a Internet en el recinto La Cooperativa del cantón

Puebloviejo en la provincia de Los Ríos, Ecuador. La Cooperativa es un recinto ubicado

a unos 100 kilómetros de la ciudad de Guayaquil y tiene aproximadamente 450

habitantes que actualmente carecen del servicio de Internet. El trabajo tiene como

objetivo analizar la factibilidad técnica de una red inalámbrica para el recinto, el diseño

y simulación de todos los componentes de la red. El estudio toma a la Unidad Educativa

Luz de América, la única escuela pública del sector, como lugar de referencia para el

diseño de la red. El trabajo fue construido usando la metodología de James Maccabe

para el análisis y diseño de redes de datos. El diseño final se ajusta a las condiciones

geográficas de la zona y las necesidades específicas de los estudiantes y habitantes

del recinto con la finalidad de proveerles acceso a Internet y de esa manera contribuir a

mejorar su calidad de vida.

III

No. DE REGISTRO (en base de datos): No. DE CLASIFICACIÓN:

DIRECCIÓN URL (tesis en la web):

ADJUNTO PDF: x SI NO

CONTACTO CON AUTOR:


Teléfono:

0968067183

E-mail:

[email protected]

CONTACTO CON AUTOR:

GÉNESIS VILCHES CANDEL

Teléfono:

0981697093

E-mail:

[email protected]

CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN:

Dir.: Víctor Manuel Rendón 434 entre

Baquerizo Moreno y Córdova

Nombre: Abg. Juan Chávez Atocha

Teléfono: (04) 2307729

E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

IV

CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación,

“ESTUDIO DE FACTIBILIDAD Y DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA

PARA ACCESO A INTERNET EN EL RECINTO LA COOPERATIVA DEL

CANTÓN PUEBLOVIEJO” elaborado por las Señoritas GINGER YULEXY

VERA VERA y GÉNESIS MELANNY VILCHES CANDEL, alumnas no

tituladas de la Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones,

Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de

Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniera en Networking y

Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber orientado,

estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.

Atentamente

_________________________________

ING. ÁNGELO VERA RIVERA, M.Sc

TUTOR

V

DEDICATORIA

Dedico el presente trabajo a

Dios por ser mi guía, a mi

familia por el apoyo

incondicional, amigos y

maestros que día a día nos

formaron con sus

conocimientos sobre la

profesión.

Vera Vera Ginger Yulexy

VI

DEDICATORIA

Dedico el presente trabajo de

titulación a Mi Padre Rigoberto

Vilches Gaibor por el esfuerzo

constante que ha realizado para

brindarme la Educación Superior.

Te Amo Papi, a usted se lo debo

todo.

Quiero dedicar también este trabajo

a mis hermanos Jorge y Christine, y

a mi sobrina Madeline Juliette como

muestra de que todo lo que se

propongan lo pueden lograr, sé que

para ustedes soy un ejemplo a

seguir y confió en que llegaran

mucho más lejos que yo. Los

Quiero.

Vilches Candel Génesis Melanny

VII

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por

brindarme sabiduría durante

esta trayectoria, a mis padres

por apoyarme siempre en los

proyectos que emprendo.

Agradezco a mis familiares y

amigos por ayudarme de

diversas maneras en estos

años de preparación.

Quiero agradecer al Ing. Angelo

Vera por su guía para

desarrollar este proyecto de

titulación, pero sobretodo

brindar mi sincero

agradecimiento al Ing. Manuel

Chaw por su paciencia,

conocimiento y apoyo en la

carrera.

Vera Vera Ginger Yulexy

VIII

AGRADECIMIENTO

A Mi Padre por guiarme y ser mi

apoyo incondicional, sin duda

alguna podría decir que sin usted

hoy no sería lo que soy.

A Mi Madre por alentarme siempre y

celebrar todos mis logros.

A mi abuela María Gaibor por

criarme con amor.

A Mercedes a pesar de no ser mi

madre biológica, he contado con su

ayuda.

A mis hermanos y demás familiares

que de alguna u otra manera me

han apoyado a seguir adelante.

A mi amiga Dayanna por motivarme

y a su familia por recibirme en su

hogar después de mi jornada

académica nocturna.

A mi amiga y compañera Ginger

Vera por el trabajo conjunto para

IX

realizar la presente propuesta de

titulación.

A Julio Armando y su mamá Susana

Delgado por siempre creer en mí.

A mis amigos, docentes y futuros

colegas que hicieron de mi carrera

universitaria una gran experiencia.

A mi tutor Ing. Ángelo Vera Rivera

por las recomendaciones que nos

hizo durante el desarrollo del trabajo

de titulación, y estar presente en

todo el proceso.

Al Ing. Juan Manuel Chaw por

siempre estar dispuesto a impartir

su conocimiento, su asesoría fue

fundamental para llevar a cabo este

proyecto.

Sobre todo a Dios, sin él nada sería

posible.

Gracias infinitas a todos ustedes.


X

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

_____________________________ ____________________________ Ing. Fausto Cabrera Montes, M.Sc. Ing. Abel Alarcón Salvatierra, M.gs DECANO DE LA FACULTAD DE DIRECTOR DE LA CARRERA DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y INGENIERÍA EN NETWORKING Y

FÍSICAS TELECOMUNICACIONES _____________________________ _____________________________ Ing. Ximena Acaro Chacón, M.Sc. Ing. Eduardo Flores Morán, M.Sc. PROFESOR REVISOR DEL ÁREA PROFESOR REVISOR DEL ÁREA TRIBUNAL TRIBUNAL

_____________________________ Ing. Ángelo Vera Rivera, M.Sc.

PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO

DE TITULACION

_____________________________ Abg. Juan Chávez Atocha, Esp.

SECRETARIO (E) DE LA FACULTAD

XI

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de

este Proyecto de titulación, nos

corresponde exclusivamente; y el

patrimonio intelectual de la misma a

la UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”


C.I: 1207047604


C.I: 1206566646

XII




TELECOMUNICACIONES



DEL CANTÓN PUEBLOVIEJO”

Proyecto de titulación que se presenta como requisito para optar por el título de

INGENIERA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTORES:


C.I: 1207047604


C.I: 1206566646

TUTOR: ING. ÁNGELO VERA RIVERA, M.Sc

Guayaquil, Octubre del 2019

XIII

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo

Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la

Universidad de Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por las estudiantes

GINGER YULEXY VERA VERA y GÉNESIS MELANNY VILCHES

CANDEL, como requisito previo para optar por el título de Ingeniera en

Networking y Telecomunicaciones cuyo tema es:



DEL CANTÓN PUEBLOVIEJO.”

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

GINGER YULEXY VERA VERA C.I. 1207047604

GÉNESIS MELANNY VILCHES CANDEL C.I. 1206566646

Tutor: Ing. Ángelo Vera Rivera, M.Sc.

Guayaquil, Octubre del 2019

XIV




TELECOMUNICACIONES

Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en

Formato Digital

1. Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre Alumno: GINGER YULEXY VERA VERA

Dirección: Cdla. Vernaza Norte Mz 14 Villa 17

Teléfono: 0968067183 E-mail: [email protected]

Nombre Alumno: GÉNESIS MELANNY VILCHES CANDEL

Dirección: Martín Icaza y Tercer Peatonal - Babahoyo

Teléfono: 0981697093 E-mail: [email protected]

Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Proyecto al que opta: Ingeniera en Networking y Telecomunicaciones

Profesor guía: Ing. Ángelo Vera Rivera M.Sc

Título del Proyecto de titulación: “Estudio de factibilidad y diseño de una red

inalámbrica para acceso a internet en el recinto la Cooperativa del Cantón

Puebloviejo”.

XV

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del

Proyecto de Titulación

A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de

Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la

versión electrónica de este Proyecto de Titulación.

Publicación electrónica:

Inmediata X Después de 1 año

Firma Alumnos:

_______________________________

Ginger Yulexy Vera Vera

_______________________________

Génesis Melanny Vilches Candel

3. Forma de envío:

El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word,

como archivo .Doc. O .RTF y Puf para PC. Las imágenes que la

acompañen pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.

DVDROM

CDROM X

XVI

INDICE GENERAL

CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR .......................................... IV

DEDICATORIA .................................................................................. V

AGRADECIMIENTO ........................................................................ VII

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN ........................................ X

DECLARACIÓN EXPRESA .............................................................. XI

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR ............................. XIII

INDICE GENERAL .......................................................................... XVI

ABREVIATURAS .......................................................................... XXIII

INDICE DE TABLAS .................................................................... XXIV

INDICE DE GRÁFICOS ............................................................... XXVI

RESUMEN ................................................................................. XXVIII

ABSTRACT ................................................................................... XXX

INTRODUCCIÓN ................................................................................1

CAPÍTULO I ........................................................................................2

EL PROBLEMA ...................................................................................2

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..........................................2

1.1.1. UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO .................2

1.1.2. SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS ..........................3

1.1. CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA ......................4

1.2. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA ...............................................5

1.3. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ..............................................6

1.4. EVALUACIÓN DEL PROBLEMA .................................................6

1.5. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN .........................................7

1.5.1. OBJETIVO GENERAL ...............................................................7

XVII

1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .....................................................7

1.6. ALCANCE DEL PROBLEMA .......................................................7

1.7. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA .............................................8

1.8. METODOLOGÍA DEL PROYECTO..............................................9

CAPITULO II .....................................................................................11

MARCO TEORÍCO ...........................................................................11

2.1. ANTECEDENTES DEL ESTUDIO .............................................11

2.2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA .................................................12

REDES INFORMÁTICAS ..................................................................12

REDES INALÁMBRICAS ..................................................................13

REDES INALÁMBRICAS COMUNITARIAS ......................................13

VENTAJAS DE LAS REDES INALÁMBRICAS .................................13

DESVENTAJAS DE LAS REDES INALÁMBRICAS ..........................14

ESTÁNDARES Y TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS ........................15

BLUETOOTH ....................................................................................16

HOMERF ..........................................................................................16

ULTRA WIDE BAND .........................................................................17

ZIGBEE.............................................................................................17

WIBREE............................................................................................18

INFRARED DATA ASSOCIATION ....................................................18

DIGITAL ENHANCED CORDLESS TELECOMMUNICATIONS ........19

FAMILIA IEEE 802.11 - WIFI ............................................................19

HIGH PERFORMANCE RADIO LAN ................................................20

WIMAX..............................................................................................20

WIRELESS BROADBAND TECHNOLOGY ......................................21

GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMUNICATIONS ......................21

GENERAL PACKET RADIO SYSTEM ..............................................22

XVIII

UNIVERSAL MOBILE TELEPHONE STANDARD ............................22

HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS .................................23

HIGH SPEED UPLINK PACKET ACCESS .......................................23

OPEN AIR .........................................................................................24

INTERNET ........................................................................................24

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO ...............................................24

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA ...............................................25

ONDA ELECTROMAGNÉTICA .........................................................25

CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS ....25

DIVISIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO .......................25

ENLACE MICROONDAS ..................................................................27

ELEMENTOS DE UN ENLACE MICROONDAS ...............................27

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS ENLACES MICROONDAS .27

MODOS DE CONFIGURACIÓN DE LOS ENLACES MICROONDAS

................................................................................................28

ESPECTRO ENSANCHADO ............................................................29

TÉCNICAS DE MODULACIÓN DE ESPECTRO ENSANCHADO .....29

SECUENCIA DIRECTA - DSSS ........................................................30

SALTO DE FRECUENCIA - FHSS....................................................31

SIMILITUDES Y DIFERENCIAS DE DSSS Y FHSS .........................33

TOPOLOGÍAS DE ESPECTRO ENSANCHADO ..............................33

TOPOLOGÍA INDOOR ......................................................................33

TOPOLOGÍA OUTDOOR ..................................................................34

ANTENA ...........................................................................................36

FUNCIONAMIENTO DE LA ANTENA ...............................................36

TIPOS DE ANTENA ..........................................................................36

ANTENAS UHF Y MICROONDAS ....................................................38

CARACTERÍSTICAS DE LAS ANTENAS DE MICROONDAS ..........39

XIX

POLARIZACIÓN DE LA ANTENA .....................................................40

ABERTURA DEL HAZ DE LA ANTENA ............................................41

ANCHO DE BANDA DE ANTENA .....................................................41

PRESUPUESTO DE POTENCIA ......................................................42

PÉRDIDAS EN EL ESPACIO LIBRE ................................................42

Fórmula:............................................................................................42

MARGEN DE DESVANECIMIENTO .................................................42

Fórmula.............................................................................................43

UMBRAL DE RECEPCIÓN ...............................................................44

Fórmula:............................................................................................44

LA SENSIBILIDAD ............................................................................44

2.3. FUNDAMENTACIÓN LEGAL .....................................................45

LEY ORGÁNICA DE TELECOMUNICACIONES...............................45

REDES Y PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE

TELECOMUNICACIONES .........................................................45

PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES ........45

REGULACIÓN SECTORIAL EX ANTE PARA EL FOMENTO,

PROMOCIÓN Y PRESERVACIÓN DE LAS CONDICIONES DE

COMPETENCIA.........................................................................46

TIPOS DE REGULACIÓN .................................................................46

TÍTULOS HABILITANTES ................................................................47

EQUIPOS DE TELECOMUNICACIONES .........................................47

HOMOLOGACIÓN Y CERTIFICACIÓN ............................................47

RECURSOS ESCASOS Y OCUPACIÓN DE BIENES ......................48

ASIGNACIÓN DEL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO .......................48

OCUPACIÓN DE BIENES ................................................................49

2.4. PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE ............................49

2.5. DEFINICIONES CONCEPTUALES ............................................50

XX

TELECOMUNICACIONES ................................................................50

NODO ...............................................................................................50

DISPOSITIVOS FINALES .................................................................50

RADIO ENLACE ...............................................................................51

ANTENA ...........................................................................................51

ESPECTRO ENSANCHADO ............................................................51

CAPITULO III ....................................................................................52

PROPUESTA TECNOLÓGICA .........................................................52

3.1. ANÁLSIS DE FACTIBILIDAD .....................................................52

3.1.1. FACTIBILIDAD OPERACIONAL..............................................52

3.1.2. FACTIBILIDAD TÉCNICA........................................................53

ANÁLISIS PARA SELECCIÓN DE EQUIPOS ...................................54

EQUIPOS PROPUESTOS PARA EL DISEÑO .................................55

CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS .........................................55

3.1.3. FACTIBILIDAD LEGAL ............................................................60

CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR ....................60

3.1.4. FACTIBILIDAD ECONÓMICA .................................................61

3.2. ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO .................62

METODOLOGÍA DE JAMES MCCABE ............................................62

FASE I: ANÁLISIS ............................................................................62

FASE II: DISEÑO ..............................................................................65

3.3. ENTREGABLES DEL PROYECTO ............................................76

DATOS DEL ENLACE ......................................................................76

COORDENADAS DE NODOS ..........................................................76

PARÁMETROS DE CÁLCULO .........................................................78

TOPOLOGÍA DE RED ......................................................................79

CONFIGURACIÓN DE LA RED DE TRANSPORTE .........................80

CONFIGURACIÓN DE LA RED DE ACCESO ..................................81

XXI

CONFIGURACIÓN DE LOS EQUIPOS ............................................82

CÁLCULO DEL ENLACE DE LA RED DE TRANSPORTE ...............83

LÍNEA DE VISTA DEL ENLACE DE LA RED DE TRANSPORTE .....84

PERFIL DEL ENLACE DE TRANSPORTE RMPATH .......................85

PROYECCIÓN DEL ENLACE DE TRANSPORTE EN GOOGLE

EARTH ....................................................................................86

COBERTURA DE LA RED DE ACCESO ..........................................86

RESULTADOS DEL CÁLCULO EN RADIOMOBILE .........................88

3.4. CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA .................88

3.5. PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ...............................................89

POBLACIÓN Y MUESTRA ...............................................................89

POBLACIÓN .....................................................................................89

MUESTRA ........................................................................................89

NIVEL DE CONFIANZA ....................................................................89

ERROR DE ESTIMACIÓN ................................................................90

CÁLCULO DE LA MUESTRA ...........................................................90

3.6. ÁNALISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ................91

CAPÍTULO IV....................................................................................97

4.1. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DE LA PROPUESTA ...............97

4.2. CONCLUSIONES ......................................................................98

4.3. RECOMENDACIONES ..............................................................99

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................... 100

ANEXOS ......................................................................................... 104

ANEXO 1 ........................................................................................ 105

PLAN DE DESARROLLO Y ORDENAMIENTO TERRITORIAL DEL

CANTÓN PUEBLOVIEJO ........................................................ 105

ANEXO 2 ........................................................................................ 122

DATASHEET DE LOS EQUIPOS ................................................... 122

XXII

ANEXO 3 ........................................................................................ 128

ENCUESTA DIRIGIDA A LAS PERSONAS DEL RECINTO LA

COOPERATIVA DEL CANTÓN PUEBLOVIEJO ...................... 128

ANEXO 4 ........................................................................................ 129

EVIDENCIAS DE ENCUESTAS ...................................................... 129

ANEXO 5 ........................................................................................ 130

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ............................................... 130

ANEXO 6 ........................................................................................ 134

ENTREVISTA EN EL GOBIERNO AUTÓNOMO

DESCENTRALIZADO MUNICIPAL DEL CANTÓN SAN

FRANCISCO DE PUEBLOVIEJO ............................................ 134

ANEXO 7 ........................................................................................ 135

CERTIFICADO OTORGADO POR EL DIRECTOR DEL

DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN

ESTRATÉGICA DEL G.A.D.M DEL CANTÓN SAN FRANCISCO

DE PUEBLOVIEJO .................................................................. 135

ANEXO 8 ........................................................................................ 136

INFORME DEL PROYECTO DE TITULACIÓN ............................... 136

XXIII

ABREVIATURAS

ISP Proveedor de Servicios de Internet

WIFI Wireless Fidelity

DSSS Espectro Extendido de Secuencia Directa

FHSS Espectro Ensanchado por Salto de Frecuencia

WLAN Red de Área Local Inalámbrica

WPAN Red de Área Personal Inalámbrica

WMAN Red de Área Metropolitana Inalámbrica

IEEE Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos

ETSI Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones

TCP/IP Protocolo de Control de Transmisión / Protocolo de Internet

LOT Ley Orgánica de Telecomunicaciones

AP Punto de Acceso

RF Radio Frecuencia

XXIV

INDICE DE TABLAS

Tabla 1: Causas y Consecuencias del Problema .......................................5

Tabla 2: Delimitación del Problema ...........................................................5

Tabla 3: Metodología del Proyecto ..........................................................10

Tabla 4: Ventajas de las Redes Inalámbricas ..........................................14

Tabla 5: Desventajas de las Redes Inalámbricas ....................................15

Tabla 6: Características de Bluetooth ......................................................16

Tabla 7: Características de HomeRF .......................................................16

Tabla 8: Características de UWB .............................................................17

Tabla 9: Características de ZigBee ..........................................................17

Tabla 10: Características de Wibree ........................................................18

Tabla 11: Características de IrDA ............................................................18

Tabla 12: Características de DECT .........................................................19

Tabla 13: Características de WIFI ............................................................19

Tabla 14: Características de HiperLan .....................................................20

Tabla 15: Características de WIMAX .......................................................20

Tabla 16: Características de WiBro .........................................................21

Tabla 17: Características de GSM ...........................................................21

Tabla 18: Características de GPRS .........................................................22

Tabla 19: Características de UMTS .........................................................22

Tabla 20: Características de HSDPA .......................................................23

Tabla 21: Características de HSUPA .......................................................23

Tabla 22: Características de Open Air .....................................................24

Tabla 23: Características de las Ondas Electromagnéticas .....................25

Tabla 24: División del Espectro Electromagnético ...................................26

Tabla 25: Elementos de un Enlace Microondas .......................................27

Tabla 26: Elementos de un Enlace Microondas .......................................28

Tabla 27: Modos de Configuración de los Enlaces Microondas ...............29

XXV

Tabla 28: Técnicas de Modulación de Espectro Ensanchado ..................30

Tabla 29: Similitudes y Diferencias de DSSS y FHSS .............................33

Tabla 30: Tipos de Antena .......................................................................38

Tabla 31: Características de las Antenas Microondas .............................40

Tabla 32: Polarización de la Antena ........................................................40

Tabla 33: Factor de Rugosidad del Suelo ................................................43

Tabla 34: Factor Climático .......................................................................43

Tabla 35: Distribución Rayleigh ...............................................................44

Tabla 36: Parámetros para la Selección de Equipos................................54

Tabla 37: Características Técnicas MikroTik SXT 5HPnD .......................56

Tabla 38: Características Técnicas Ubiquiti AirFiber AF-5G23-S45 .........56

Tabla 39: Características Técnicas Rocket M5 ........................................57

Tabla 40: Características Técnicas Antena Sectorial AM-5G16-120 ........58

Tabla 41: Características Técnicas Router Mikrotik RB3011UiAS-RM .....59

Tabla 42: Características Técnicas Switch Mikrotik .................................59

Tabla 43: Presupuesto Estimado .............................................................61

Tabla 44: Ancho de Banda de Consumo por Aplicación ..........................65

Tabla 45: Resultado Teórico del Enlace ..................................................72

Tabla 46: Datos del Enlace ......................................................................76

Tabla 47: Nivel de Confianza asociado a Coeficiente de Confianza ........89

Tabla 48: Probabilidad de Error asociado a Coeficiente de Confianza .....90

Tabla 49: Resultados de la Primera Pregunta..........................................92

Tabla 50: Resultados de la Segunda Pregunta ........................................93

Tabla 51: Resultados de la Tercera Pregunta ..........................................94

Tabla 52: Resultados de la Cuarta Pregunta ...........................................95

Tabla 53: Resultados de la Quinta Pregunta............................................96

Tabla 54: Criterios de Aceptación de la Propuesta ..................................97

XXVI

INDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1: Ubicación del recinto La Cooperativa ........................................2

Gráfico 2: División del Espectro Electromagnético ...................................26

Gráfico 3: Espectro Ensanchado por Secuencia Directa ..........................30

Gráfico 4: Transmisión de una señal con Salto de Frecuencia ................31

Gráfico 5: Recepción de una señal con Salto de Frecuencia ...................32

Gráfico 6: Esquema de topología Indoor ..................................................34

Gráfico 7: Esquema de topología Outdoor ...............................................35

Gráfico 8: Esquema de topología Outdoor Multipunto..............................35

Gráfico 9: Antenas Microondas ................................................................38

Gráfico 10: Abertura del Haz de Antena ..................................................41

Gráfico 11: MikroTik SXT 5HPnD ............................................................55

Gráfico 12: Ubiquiti AirFiber AF-5G23-S45 ..............................................56

Gráfico 13: Estación Base Rocket M5......................................................57

Gráfico 14: Antena Sectorial AM-5G16-120 .............................................58

Gráfico 15: Router Mikrotik RB3011UiAS-RM ..........................................58

Gráfico 16: Switch Mikrotik CSS326-24G-2S+RM ...................................59

Gráfico 17: Situación Actual del Recinto ..................................................63

Gráfico 18: Perfil de Elevación .................................................................66

Gráfico 19: Distribución Rayleigh por Tiempo de Disponibilidad ..............68

Gráfico 20: Diseño de Red .......................................................................73

Gráfico 21: Diseño de la Red de Transporte ............................................74

Gráfico 22: Diseño de la Red de Acceso .................................................75

Gráfico 23: Coordenadas del Nodo San Juan ..........................................77

Gráfico 24: Coordenadas del Nodo La Cooperativa .................................77

Gráfico 25: Parámetros de la Red de Transporte .....................................78

Gráfico 26: Parámetros de la Red de Acceso ..........................................78

Gráfico 27: Topología de la Red de Transporte .......................................79

XXVII

Gráfico 28: Topología de la Red de Acceso .............................................79

Gráfico 29: Configuración del Nodo Master Transporte ...........................80

Gráfico 30: Configuración del Nodo Esclavo Transporte ..........................80

Gráfico 31: Configuración de Nodo Master Acceso .................................81

Gráfico 32: Configuración de Nodo Esclavo Acceso ................................81

Gráfico 33: Configuración del Equipo AF-5G23-S45 ................................82

Gráfico 34: Configuración del Equipo AM-5G16-120 ...............................82

Gráfico 35: Configuración del Equipo SXT-5HPnD ..................................83

Gráfico 36: Cálculo del Enlace .................................................................84

Gráfico 37: Línea de Vista del Enlace ......................................................85

Gráfico 38: Perfil del Enlace con RMpath ................................................85

Gráfico 39: Proyección del Enlace en Google Earth ................................86

Gráfico 40: Cobertura del Sector en RadioMobile ....................................87

Gráfico 41: Cobertura de la zona en Google Earth ..................................87

Gráfico 42: Resultados de la primera pregunta en porcentaje .................92

Gráfico 43: Resultados de la segunda pregunta en porcentaje ................93

Gráfico 44: Resultados de la Tercera Pregunta en Porcentaje ................94

Gráfico 45: Resultados de la Cuarta Pregunta en Porcentaje ..................95

Gráfico 46: Resultados de la Quinta Pregunta en Porcentaje ..................96

XXVIII




TELECOMUNICACIONES



CANTÓN PUEBLOVIEJO”

Autores:

Vera Vera Ginger Yulexy,



RESUMEN

Este trabajo de titulación presenta un estudio de factibilidad y diseño de una

red inalámbrica para acceso a Internet en el recinto La Cooperativa del

cantón Puebloviejo en la provincia de Los Ríos, Ecuador. La Cooperativa

es un recinto ubicado a unos 100 kilómetros de la ciudad de Guayaquil y

tiene aproximadamente 450 habitantes que actualmente carecen del

servicio de Internet. El trabajo tiene como objetivo analizar la factibilidad

XXIX

técnica de una red inalámbrica para el recinto, el diseño y simulación de

todos los componentes de la red. El estudio toma a la Unidad Educativa

Luz de América, la única escuela pública del sector, como lugar de

referencia para el diseño de la red. El trabajo fue construido usando la

metodología de James Maccabe para el análisis y diseño de redes de

datos. El diseño final se ajusta a las condiciones geográficas de la zona y

las necesidades específicas de los estudiantes y habitantes del recinto con

la finalidad de proveerles acceso a Internet y de esa manera contribuir a

mejorar su calidad de vida.

PALABRAS CLAVES: Red Inalámbrica, Factibilidad, Acceso, Internet.

XXX




TELECOMUNICACIONES

“FEASIBILITY STUDY AND WIRELESS NETWORK DESIGN FOR

INTERNET ACCESS IN THE LA COOPERATIVA CANTON

PUEBLOVIEJO SITE”

Authors:

Vera Vera Ginger Yulexy,

Vilches Candel Génesis Melanny.


ABSTRACT

This work presents a feasibility study and design of a wireless network for

Internet access for La Cooperativa neighborhood, a rural town located in

the municipality of Puebloviejo, Los Ríos province, Ecuador. La

Cooperativa is an enclosure located about 100 kilometers from the city of

Guayaquil and has approximately 450 inhabitants that currently lack

adequate Internet access service. The work aims to analyze the technical

ease of a wireless network for the town and the construction and simulation

XXXI

of all network components. The work takes Luz de América Prep, the only

public school in the sector, as a reference place for the design. The work

was built using James Maccabe methodology for the analysis and design of

data networks. The final design fits the geographical conditions of the area

and the specific needs of the students and people in the town with the hope

of providing them with access to Internet and thereby contributing to

improve their quality of life.

KEYWORDS: Wireless Network, Feasibility, Access, Internet.

1

INTRODUCCIÓN

El recinto La Cooperativa, cantón Puebloviejo ubicado en la provincia

de Los Ríos, carece de un estudio de factibilidad y del diseño de una red

inalámbrica que permita el acceso a internet a sus habitantes. Por ende,

las personas y estudiantes que habitan en el lugar no cuentan con este

servicio tanto en sus hogares como en la Unidad Educativa Luz de América.

Por este motivo se ha propuesto un estudio de factibilidad técnica y diseño

de red inalámbrica que permita el acceso a internet en el recinto y así

brindar este recurso a la institución educativa que se encuentra en la zona.

El presente proyecto se desarrolla en cuatro capítulos detallados a

continuación:

En el capítulo I: El Problema, se hablará sobre la situación actual

del recinto La Cooperativa, las causas y consecuencias, la delimitación del

problema, los objetivos, el alcance y la justificación e importancia.

En el capítulo II: Marco Teórico, se detallarán las

conceptualizaciones y fundamentos teóricos como las tecnologías

inalámbricas, ventajas, desventajas, estándares y finalmente se menciona

la fundamentación legal.

En el capítulo III: Propuesta Tecnológica, se realizará un análisis

sobre la propuesta tecnológica para determinar la factibilidad técnica,

operacional, legal y económica de la misma, el diseño de red, la encuesta

con su respectiva tabulación y gráficos de porcentajes.

En el capítulo IV: Conclusiones y Recomendaciones, se presentará

los criterios de aceptación de la propuesta, las conclusiones del trabajo

realizado y recomendación para que el diseño inalámbrico funcione de

forma óptima.

2

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1.1. UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO

El recinto La Cooperativa es un sector rural con aproximadamente

295 habitantes según el Instituto Nacional de Estadística y Censos (INEC,

2010). Realizando un estimado estadístico según los datos extrapolados

del INEC para el 2020 existirá un crecimiento poblacional de 418 personas

y alrededor de 80 hogares, considerando que cada hogar del recinto La

Cooperativa está conformado por alrededor de 5 personas. Dicho recinto

posee un área geográfica de 3.10 km2 y esta ubicado en la provincia de Los

Ríos; cantón Puebloviejo en la parroquia San Juan.

Gráfico 1: Ubicación del recinto La Cooperativa

Fuente: Google Earth

Elaborado por: Vera Vera Ginger y Vilches Candel Génesis, 2019

1cm : 356m

3

El internet se ha convertido en un instrumento fundamental para que

las personas a través de sus dispositivos inteligentes puedan realizar

múltiples funciones, entre ellas:

Descargar contenido multimedia.

Comunicarse en diferentes plataformas como redes sociales,

skype, e-mail entre otras.

Educación.

Entretenimiento (jugar en línea, escuchar música, ver

películas, etc).

Obtener información (noticias nacionales e internacionales,

deportiva, culinaria, etc).

Casos de emergencias.

Actualmente, el recinto no posee ningún estudio de factibilidad y

diseño que provea de alguna manera acceso a Internet. Al ubicarse en una

zona rural, el recinto se ve afectado por factores que impiden obtener una

buena recepción de la señal como la poco cobertura móvil de la zona y las

características locales del entorno. Esto ocasiona que los habitantes

tiendan a realizar esfuerzos para salir del domicilio hacia la parroquia San

Juan y poder cumplir con sus tareas. Ante esta necesidad, el proyecto de

titulación presenta el diseño de una red inalámbrica que brinde acceso a

Internet a la localidad con la finalidad que sus habitantes mejoren su

conectividad con el mundo y en consecuencia su calidad de vida.

1.1.2. SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS

El recinto La Cooperativa en la actualidad no cuenta con el servicio

de internet debido a la falta de una red que les permita a los habitantes de

la zona acceder a dicho servicio.

El problema de la falta de conectividad se debe a la zona geográfica

en la que se encuentra el recinto. Al localizarse en una zona rural, es difícil

proveer acceso a Internet de forma alámbrica ya sea por medio de cobre o

4

fibra óptica. El cableado sufriría daños a muy corto plazo y el costo sería

demasiado elevado para el poco tiempo que se brindaría un servicio de

calidad.

La situación más crítica está relacionada con la falta de acceso a

Internet en la Unidad Educativa “Luz de América”. La escuela no cuenta

con este recurso que en la actualidad se considera importante en los

procesos educativos y de innovación. Según (Selwyn, 2018) el “Internet es

un elemento integral de la educación en las naciones y podemos asegurar

con toda certeza que su importancia en dicho ámbito seguirá creciendo en

todo el mundo a lo largo de esta década”. La carencia de internet en el

ámbito educativo afecta el desarrollo y aprendizaje de los estudiantes.

Algunos de los objetivos del sistema de educación son intercambio de

información, la comunicación y la creación de conocimiento. En este

contexto, el acceso a Internet es fundemental para alcanzarlos.

(Bush & Dawson, 2013) Mencionan que el internet reduce las

limitaciones locales, espaciales, temporales y geográficas para que los

individuos puedan tener acceso a oportunidades de aprendizaje y a medios

educativos de alta calidad, con independencia de sus circunstancias

particulares. Así pues, el Internet sería ese medio que permite proporcionar

educación en cualquier momento, en cualquier lugar y a cualquier ritmo.

1.1. CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA

Causas Consecuencias

La carencia de cobertura de acceso a

Internet.

Hace que los habitantes no posean

conectividad a la red por la mala

recepción de la señal.

La no implementación de una

infraestructura que de conectividad a

los usuarios al Internet.

Hace que las personas y estudiantes

acudan a puntos de acceso a Internet

5

fuera de sus domicilios (cybers, datos

móviles, etc).

No cuenta con un estudio de

factibilidad.

Hace que los recursos que se pueden

implementar se desaprovechen

provocando la ausencia de conexión

en los hogares.

Zona Geográfica No contar con medios de accesibilidad

al ser una zona rural lo cual causaría

mayor costo.

Tabla 1: Causas y Consecuencias del Problema

Fuente: Datos de la investigación


1.2. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA

Campo Tecnología

Área Tecnología de la Información y

telecomunicaciones

Aspecto Estudio de factibilidad y diseño de red

inalámbrica para el acceso a Internet.

Tema

Estudio de factibilidad y diseño de una

red inalámbrica para acceso a internet

en el recinto la Cooperativa del

Cantón Puebloviejo

Tabla 2: Delimitación del Problema



6

1.3. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Cómo afecta la falta de acceso a Internet a los estudiantes de la

Unidad Educativa Luz de América y los habitantes del recinto La

Cooperativa perteneciente a la parroquia San Juan del Cantón Puebloviejo

de la Provincia de Los Ríos?

1.4. EVALUACIÓN DEL PROBLEMA

Los aspectos generales de evaluación del problema del presente

proyecto de titulación están justificados en los siguientes aspectos:

Delimitado: Se consideraron los usuarios del recinto La Cooperativa

que serán beneficiados con el estudio de factibilidad y diseño de red

inalámbrica que les proporcione el acceso a Internet.

Evidente: Se percibe la necesidad de los estudiantes y habitantes

del recinto la Cooperativa que actualmente no posee un diseño de

red inalámbrica que les permita acceder al servicio de Internet.

Concreto: Las redes inalámbricas o también conocidas como Wi-Fi

(IEEE 802.11), es una tecnología que permite conexión a

dispositivos inteligentes. Por lo cual se vio la necesidad de realizar

un estudio y diseño de red que provea acceso a Internet en la Unidad

Educativa Luz de América del recinto la Cooperativa.

Relevante: Porque mediante el estudio y diseño de red les permitirá

tener el acceso al servicio de Internet en la institución educativa. No

tendrán que realizar mayores esfuerzos, como salir del domicilio a

buscar algún lugar que les provea el servicio para poder realizar sus

trabajos o tareas e incluso comunicarse.

Factible: En el siglo XXI el Internet es recurso importante y

necesario. Al ser el recinto una zona rural es muy difícil que un

7

proveedor de servicio de internet brinde dicho recurso por la lejanía

que se encontraría y el gasto que se origina. Con este proyecto

presentaríamos la forma de obtener este recurso. Donde serán

muchos usuarios beneficiados.

Identifica los productos esperados: Este proyecto está diseñado

para el beneficio de los habitantes y estudiantes del recinto La

Cooperativa, ayudando a identificar la forma de obtener acceso a

Internet desde sus domicilios. Sin tenar la necesidad de visitar

lugares a largas distancias que brinden este servicio.

1.5. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

1.5.1. OBJETIVO GENERAL

Estudiar la factibilidad técnica y diseñar una red inalámbrica para

proveer acceso a Internet en el recinto La Cooperativa del cantón Pueblo

Viejo de la Provincia de Los Ríos.

1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analizar la factibilidad técnica de una red inalámbrica (acceso y

transporte) para proveer acceso a internet en el recinto La

Cooperativa.

Diseñar la red de transporte para el recinto La Cooperativa.

Diseñar la red de acceso a internet para la Unidad Educativa Luz de

América.

Simular el funcionamiento del sistema construido.

1.6. ALCANCE DEL PROBLEMA

En el presente proyecto de titulación se desarrolla en cuatro fases:

Realizar un estudio de factibilidad

Diseño de red de transporte

Diseño de red de acceso

8

Simulación del diseño de red

El estudio de factibilidad permitirá determinar el diseño de red

inalámbrica para una futura implementación según el área geográfica a

cubrir.

Diseñar la red de transporte que establecerá la estructura del enlace

microondas desde el ISP hacia la antena emisora/receptora ubicada en el

recinto La Cooperativa que captará la señal a proporcionar mediante el

espectro ensanchado.

Diseñar la red de acceso fijando las antenas receptoras que recibirán

las ondas electromagnéticas de la antena principal, luego se conectaran a

los módems mediante cable de cobre emitiendo la señal inalámbrica para

acceso a internet.

Además de efectuar la simulación del diseño que explique el

funcionamiento de la red inalámbrica por medio de la tecnología en la que

estará basada, dispositivos a utilizar y de qué manera se proporcionará el

acceso al internet con el propósito de facilitar la navegación a los

estudiantes y habitantes del recinto.

1.7. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

La elaboración del siguiente proyecto tiene como objetivo estudiar la

necesidad que presentan los habitantes y estudiantes del recinto La

Cooperativa de no contar con el servicio de internet. Al encontrarse el

recinto ubicado en una zona rural es difícil poder acceder con

infraestructura que proporcionen el servicio de internet.

Se ve la necesidad de realizar un estudio de factibilidad en el recinto

que determine el ancho de banda, cuantos y qué equipos se van a utilizar

en el diseño de red, que brinde conectividad a los estudiantes de la Unidad

Educativa Luz de América.

9

El diseño de red para el acceso a Internet facilitará a los usuarios

una manera eficaz, eficiente y rápida de comunicarse con familiares

lejanos, realizar sus tareas e incluso navegar en la web desde la comodidad

del domicilio. Sin tener que realizar gastos extras en efectuar viajes a la

parroquia San Juan para poder cumplir con sus responsabilidades

seculares.

La finalidad de esta propuesta es proporcionar un diseño de red que

brinde acceso a internet a través de una red inalámbrica a los estudiantes

de la Unidad Educativa Luz de América del recinto. Obteniendo como

resultado cubrir las necesidades que se presentan en la actualidad y

suministrar mejoras en el desarrollo de las actividades diarias que se

realicen.

Optando por una solución que cumpla con los requerimientos

básicos de una red como son las siguientes:

Funcionabilidad

Cobertura

Velocidad

Escalabilidad

1.8. METODOLOGÍA DEL PROYECTO

La metodología a utilizar en este proyecto es JAMES MACCABE en

esta metodología de red es fundamental elaborar las siguientes fases

según (Castro, 2016):

10

Fase de Análisis Fase de Diseño

Recabar requerimientos.

Definir las aplicaciones que se

ejecutarán en forma distribuida.

Caracterizar como usan los

usuarios las aplicaciones,

definir métricas para medir el

desempeño.

Distinguir entre requerimientos

de servicio: Entradas y Salidas.

Definir flujo de actividades.

Establecer las fronteras de flujo

de actividades.

Establecer metas de diseño.

Desarrollar criterios para

evaluación de tecnologías:

costo, rapidez, confiabilidad.

Realizar la selección

de tecnologías.

Integrar mecanismos de

interconexión.

Seleccionar la ubicación de los

equipos.

Realizar el diagrama físico de

la red.

Tabla 3: Metodología del Proyecto



11

CAPITULO II

MARCO TEORÍCO

2.1. ANTECEDENTES DEL ESTUDIO

Las redes inalámbricas se han convertido en el principal medio para

tener acceso a internet ya que son adecuadas para soportar la movilidad

de los usuarios o para implementar infraestructuras de comunicación en

entornos difíciles. La tecnología evolucionó y con ella las redes por eso es

importante conocer como surgieron, (Garreta, 2017) nos da una breve

reseña histórica a continuación:

En el año 1888 el físico alemán Rudolf Hertz realizó por primera vez

una transmisión sin cables a través ondas electromagnéticas usando un

oscilador como emisor y un resonador que hacía de receptor. Después de

seis años, las ondas de radio ya se convirtieron en un medio de

comunicación, al poco tiempo una industria muy importante en el mundo de

la publicidad y las comunicaciones que en la actualidad se mantiene viva.

Marconi en el año 1899 estableció las primeras comunicaciones

inalámbricas a través del canal de la Mancha. En 1907, se transmitieron los

primeros mensajes completos que cruzaron el Atlántico. En 1971 la

Universidad de Hawaii, creó el primer sistema de conmutación de paquetes

mediante una red de comunicación por radio llamado ALOHA. Fue la

primera red local inalámbrica (WLAN), y estaba formada por 7 ordenadores

situados en distintas islas que se podían comunicar con un ordenador

central.

Convivimos con tecnologías inalámbricas de comunicaciones desde

principios de los 90, aunque los inicios fueron muy desordenados, ya que

cada fabricante desarrollaba sus propios modelos, incompatibles con los

demás. Podríamos encontrar un símil muy claro entre el mundo de las

aplicaciones móviles nativas, que todavía a día de hoy no trabajan bajo un

12

estándar universal, teniendo que adaptar cada App a distintos lenguajes y

sistemas operativos.

A finales de los 90 empresas como, Nokia o Symbol Technologies

crearon la WECA (Wireless Ethernet Compatibility), que en 2003 pasó a

llamarse Wi-Fi Alliance, cuyo objetivo era el fomento de la tecnología WiFi

y la creación de unos estándares para que los equipos fueran compatibles

entre sí.

2.2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

REDES INFORMÁTICAS

“Una red es un medio de comunicación compuesta por un conjunto

de herramientas que permite a personas o grupos compartir información,

recursos y servicios entre ordenadores o dispositivos finales” (Ediciones

ENI, 2010).

Una red informática está formada por ordenadores y enlaces de datos

entre éstos cables, microondas, satélites, etc; que se pueden dividir en

niveles según (Adell, 2014) como se describe a continuación:

1. Hardware, el conjunto de dispositivos físicos que permiten que la

información circule de un nodo a otro.

2. Software, el conjunto de sistemas que implementan los protocolos

de comunicación que rigen la transferencia de datos por los enlaces

físicos.

3. Aplicaciones, el conjunto de programas informáticos que prestan

servicios como el correo electrónico, la transferencia de ficheros o la

videoconferencia, entre otros.

El tercer nivel es el nivel en el que nos movemos los usuarios de una

red, sobre estas aplicaciones debemos tener conocimientos si queremos

utilizar todas las posibilidades comunicativas de la red.

13

REDES INALÁMBRICAS

Las redes inalámbricas o Wireless Network (WN) son redes que no

necesitan cables de interconexión entre dos o más puntos, nodos o

estaciones de trabajo. “La comunicación en las redes inalámbricas se da

por medio de ondas electromagnéticas que viajan a través del espacio

llevando información de un lugar a otro” (Chamorro & Pietrosemoli, 2008).

REDES INALÁMBRICAS COMUNITARIAS

Las redes inalámbricas comunitarias son redes que “permiten el

acceso inalámbrico a diferentes tipos de recursos y servicios disponibles ya

sea en internet o en una red local, y que se caracterizan por ser diseñadas

e implementadas esperando contribuir al mejoramiento de la calidad de

vida de las comunidades” (Chamorro & Pietrosemoli, 2008).

VENTAJAS DE LAS REDES INALÁMBRICAS

Ventaja Descripción

Fácil Instalación

Un usuario se podrá conectar a la red sin más

que añadir a su equipo algunas de las

variedades de tarjeta de red disponibles en el

mercado, de fácil instalación y configuración.

Además, al no usar cables podemos adaptar la

red a cualquier entorno.

Bajo Costo

El medio de transmisión (aire), no es sensible al

paso del tiempo como ocurre con el cable. El

cable es sensible a agresiones externas, tanto

inevitables como maliciosas, necesita de un

mantenimiento y tiene un tiempo de vida útil

limitado.

Escalabilidad Se puede expandir el tamaño de la red de

acuerdo a nuestras necesidades, sin más que

14

añadir puntos de acceso podemos aumentar el

número de estaciones de trabajo permitidas.

Movilidad

Las estaciones de trabajo podrían moverse

libremente dentro de la zona cubierta por la red

conservando su acceso con todas las

prestaciones. Además, al no usar cables este

tipo de redes podrían cubrir zonas donde el

acceso con cables sería imposible.

Altas Tasas de

Transmisión

Actualmente se alcanzan tasas de transmisión

que llegan hasta los 54 Mbps.

Uso del Espectro Libre

La mayoría de las redes inalámbricas operan en

un rango de frecuencias de uso libre, es decir,

no hay que realizar el pago de ningún tipo de

licencias para su uso.

Tabla 4: Ventajas de las Redes Inalámbricas



DESVENTAJAS DE LAS REDES INALÁMBRICAS

Desventaja Descripción

Interferencias

Todas las interferencias provocan que las redes

inalámbricas no funcionen adecuadamente. Las

redes vecinas pueden estar usando cualquier

otra tecnología que opere en el mismo rango del

espectro. Al ser de uso libre la banda de

frecuencia, se satura por la cantidad de

dispositivos conectados.

15

Seguridad

La seguridad es un tema prioritario, ya que

cuando surgieron los estándares de las redes

inalámbricas no se prestó la suficiente atención

a este tema que en la actualidad es considerado

uno de los mayores inconvenientes. Por tanto,

se deben diseñar las redes con el nivel de

seguridad más alto posible para así evitar que

usuarios no autorizados tengan acceso.

Limitación en Distancia

El radio de acción de una red inalámbrica está

limitado por la potencia máxima que se puede

radiar según la legislación vigente. Para

extender la zona de acción de la red sólo se

puede añadir nuevos puntos de acceso o

colocar repetidores.

Limitación en Frecuencias

Las redes inalámbricas están limitadas a un

estrecho rango de frecuencias que son las de

uso libre. El ancho de banda 2.4 GHz, está

restringido a unos 100 MHz, que equivale a 3

canales y en la banda de 5 GHz se tienen un

total de 8 canales no solapados para Wi-Fi.

Tabla 5: Desventajas de las Redes Inalámbricas



ESTÁNDARES Y TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS

Según la (Universidad de Sevilla, 2011) existe una gran cantidad de

posibilidades para implementar una red inalámbrica, las cuales se agrupan

en diferentes tipos de estándares y tecnologías. Cada una de estas

tecnologías tiene sus propias características que la hacen adecuada para

un tipo de aplicación. Las tecnologías inalámbricas han sido promovidas

16

desde diferentes organismos de estandarización y a continuación se

mencionan las de mayor impacto en el mercado:

BLUETOOTH

Característica Descripción

Alcance 10 metros

Frecuencia 2,402 GHz a 2,480 GHz

Velocidad de Transmisión 720kbps y 1 Mbps

Aplicación WPAN

Tabla 6: Características de Bluetooth



HOMERF


Alcance 50 metros

Frecuencia 2,4 GHz

Velocidad de Transmisión 1,6 Mbps

Modulación FSK

Uso Transporta voz y datos por separado

Tabla 7: Características de HomeRF



17

ULTRA WIDE BAND


Alcance Cortas Distancias

Frecuencia 3,1 GHz hasta 10,6 GHz

Velocidad de Transmisión 480 Mbps

Aplicación Redes de Área Personal Inalámbricas (WPAN)

Tabla 8: Características de UWB



ZIGBEE


Alcance 10 a 75 metros

Frecuencia 2,4 GHz, 868 MHz – Europa

915 MHz - EEUU

Velocidad de Transmisión 20Kbps y 250Kbps

Uso

Dispositivos de domótica, automatización de

edificios, control industrial, periféricos de PC y

sensores médicos.

Tabla 9: Características de ZigBee



18

WIBREE


Alcance Cortas Distancias

Frecuencia 2,4 GHz


Seguridad Cifrado AES

Tabla 10: Características de Wibree



INFRARED DATA ASSOCIATION


Alcance 0 a 1 metro

Línea de Visión directa

Velocidad de Transmisión 9600 bps a 4 Mbps

Comunicación Punto a Punto

Uso Transmisión y recepción de datos a través de

rayos infrarrojos.

Aplicación Redes de Área Personal Inalámbricas (WPAN)

Tabla 11: Características de IrDA



19

DIGITAL ENHANCED CORDLESS TELECOMMUNICATIONS


Alcance 25 a 100 metros

Frecuencia 1,9 GHz

Velocidad de Transmisión 32 Kbps

Técnica de Multiplexación FDMA y TDD

Potencia 100mW

Uso Doméstico y Corporativo

Tabla 12: Características de DECT



FAMILIA IEEE 802.11 - WIFI

Características 802.11 a 802.11 b 802.11 g 802.11 n 802.11 ac

Año 1999 1999 2003 2009 2014

Alcance 35 metros 35 metros 70 metros 70 metros 35 metros

Frecuencia 5 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz 2,4 - 5 GHz 5 GHz

Ancho de Banda 20 MHz 20 MHz 20 MHz 20 - 40MHz 20/40/80/160

MHz

Velocidad 54 Mbps 11 Mbps 54 Mbps 600 Mbps 1 Gbps

Modulación OFDM DSSS, CCK DSSS, OFDM OFDM OFDM

Potencia 100mW 100mW 100mW 100mW 160mW

Tabla 13: Características de WIFI



20

HIGH PERFORMANCE RADIO LAN

Característica HiperLan/1 HiperLan/2

Alcance 50 metros 50 a 100 metros

Frecuencia 5 GHz 5GHz

Velocidad 25 Mbps 54 Mbps

Compatibilidad 802.11a 802.11ª

Modulación FSK - GMSK OFDM

QoS No Si

Aplicación WLAN UMTS y Redes ATM

Tabla 14: Características de HiperLan



WIMAX


Alcance 50 Kilómetros

Frecuencia 11 GHz

Velocidad 70 Mbps

Estándar IEEE 802.16

Visión Directa No

QoS Si

Aplicación WMAN

Tabla 15: Características de WIMAX



21

WIRELESS BROADBAND TECHNOLOGY


Alcance 1,5 Kilómetros

Ancho de Banda 8,75 MHz

Velocidad de Transmisión 30 a 50 Mbps

Modulación OFDMA – TDD

Movilidad 120 km/h

QoS Si

Aplicación WLAN

Tabla 16: Características de WiBro



GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMUNICATIONS


Año 1990

Institución ETSI - European Telecommunications

Standards Institute

Cobertura Internacional

Ancho de Banda 900 - 1800 MHz

Velocidad de Transmisión 9,6 Kbps

Movilidad 200 km/h

Uso Sistemas de Comunicaciones Móviles

Aplicación WWAN

Tabla 17: Características de GSM



22

GENERAL PACKET RADIO SYSTEM


Generación 2.5G

Compatibilidad GSM

Velocidad de Transmisión 54 - 172 Kbps

Uso Telefonía Móvil

Aplicación WWAN

Tabla 18: Características de GPRS



UNIVERSAL MOBILE TELEPHONE STANDARD


Generación 3G

Frecuencia 2 GHz

Técnica de Multiplexación CDMA

Velocidad de Transmisión 144 Kbps a 2 Mbps


Aplicación WWAN

Tabla 19: Características de UMTS



23

HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS


Generación 3.5G


Dow Link Canal compartido en el enlace descendente

que mejora la capacidad de transmisión


Aplicación WWAN

Tabla 20: Características de HSDPA



HIGH SPEED UPLINK PACKET ACCESS


Generación 3.75G o 3.5G Plus

Velocidad de Transmisión 7,2 Mbps

Up Link Mejora en la velocidad de subida desde el

terminal de usuario hacia la red


Aplicación WWAN

Tabla 21: Características de HSUPA



24

OPEN AIR


Frecuencia 2,4 GHz

Velocidad 1,6 Mbps

Propietario Proxim

Presencia Limitada

Aplicación WLAN

Tabla 22: Características de Open Air



INTERNET

“Internet es una red integrada por miles de redes y computadoras

interconectadas en todo el mundo mediante cables y señales de

telecomunicaciones, que utilizan una tecnología común para la

transferencia de datos” (Zamora Lucio, 2014). El protocolo de

comunicaciones que emplea Internet se denomina Transmission Control

Protocol/Internet Protocol o mas conocido como TCP/IP.

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

El espectro electromagnético es el conjunto de todas las frecuencias;

es decir, el número de ciclos de la onda por unidad de tiempo posibles a

las que se produce radiación electromagnética.

25

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Se denomina radiación electromagnética al flujo saliente de energía

de una fuente en forma de ondas electromagnéticas.

ONDA ELECTROMAGNÉTICA

“Una onda electromagnética es la propagación simultánea de los

campos eléctrico y magnético producidos por una carga eléctrica en

movimiento” (Luque Ordóñez, 2017). Las principales características de las

ondas electromagnéticas son las siguientes:

CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS


No necesitan un medio

para propagarse

Pueden propagarse en el vacío o en cualquier

otro medio

Tridimensionales Se propagan en las tres direcciones del espacio

Transversales La perturbación se produce perpendicularmente

a la dirección de propagación

Tabla 23: Características de las Ondas Electromagnéticas



DIVISIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

No todas las ondas electromagnéticas tienen el mismo comportamiento

en el medio de propagación, la misma procedencia o la misma forma de

interacción con la materia (García, 2014). Por ello, el espectro

electromagnético se divide convencionalmente en segmentos o bandas de

frecuencia de la siguiente manera:

26

Segmento Longitud de Onda Frecuencia Ionizante

Rayos Cósmicos 1 fm 3 x 1022 Hz Si

Rayos Gamma 10 pm 3 x 1020 Hz Si

Rayos X 10 nm 3 x 1018 Hz Si

Ultravioleta 200 – 380 nm 3 x 1016 Hz No

Luz visible 400 - 750 nm 3 x 1014 Hz No

Infrarrojos 2,5 µm – 1 mm 3 x 1012 Hz No

Microondas 30 cm 30 GHz No

Ondas de radio 1 m – 10 km 30 Hz – 3 MHz No

Tabla 24: División del Espectro Electromagnético



Gráfico 2: División del Espectro Electromagnético

Fuente: (García, 2014)


27

ENLACE MICROONDAS

Un enlace microondas se refiere a un “enlace analógico o digital

entre terminales de telecomunicaciones mediante ondas

electromagneticas, la conexión de estos terminales pueden ser punto a

punto o punto multipunto” (Telectrónika, 2018). Un sistema de microondas

se encarga de transmitir la señal de banda base digital a través de un

proceso de modulación sobre una portadora de RF análoga, luego es

transmitida sobre el aire como una onda electromagnética.

ELEMENTOS DE UN ENLACE MICROONDAS

Elemento Descripción

Transmisor Es el responsable de modular una señal digital a la

frecuencia utilizada para la transmisión

Receptor Es el encargado de capturar la señal transmitida y

llevarla de nuevo a la señal de origen

Canal Aéreo Representa un camino abierto entre el receptor y el

transmisor

Tabla 25: Elementos de un Enlace Microondas



VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS ENLACES MICROONDAS

Enlaces Microondas

Ventajas

La instalación es sencilla, económica y

de actuación rápida.

Puede superarse las irregularidades del

terreno.

La regulación solo debe aplicarse al

equipo, puesto que las características

28

del medio de transmisión son

esencialmente constantes en el ancho

de banda de trabajo.

Puede aumentarse la separación entre

repetidores, incrementando la altura de

las torres.

Desventajas

Se necesita tener línea de vista directa

entre las antenas.

Necesidad de acceso adecuado a las

estaciones repetidoras en las que hay

que disponer.

Las condiciones atmosféricas pueden

ocasionar desvanecimientos intensos y

desviaciones del haz, lo que implica

utilizar sistemas de diversidad y equipo

auxiliar, lo que causa problema en el

diseño.

Tabla 26: Elementos de un Enlace Microondas



MODOS DE CONFIGURACIÓN DE LOS ENLACES MICROONDAS

Modo Descripción

Simplex Se hace uso de una frecuencia con la cual un punto

transmite datos y el otro solo los recibe

Half Dúplex

Se hace uso de una frecuencia, sin embargo, la

transmisión de datos se puede dar en ambos sentidos

pero en un sentido a la vez, es decir, un punto puede

29

transmitir o recibir mientras el otro punto cumple la

función opuesta, el cambio de roles, de transmisión o

recepción, puede darse mediante un proceso de

negociación entre ambos puntos.

Full Dúplex

Se tienen dos frecuencias, esto permite que la

transmisión de datos pueda darse en ambos sentidos y a

la vez, es decir, un punto puede transmitir y recibir al

mismo tiempo.

Tabla 27: Modos de Configuración de los Enlaces Microondas



ESPECTRO ENSANCHADO

El Espectro Ensanchado se basa en la ampliación del espectro de la

señal que se va a transmitir mediante secuencias ortogonales (Poveda

Zafra, 2000). De esta forma, el receptor solo puede demodular la señal si

conoce la secuencia que se ha usado en su ampliación, los demás

transmisores que usen la misma banda ven la señal fundamentalmente

como ruido. Sin embargo para poder decodificar las señales CDMA debe

haber una exacta sincronización entre las señales CDMA recibidas y el

código producido en el receptor.

TÉCNICAS DE MODULACIÓN DE ESPECTRO ENSANCHADO

Técnica Descripción

Secuencia Directa En lugar de una portadora sinusoidal, ésta es

una secuencia de pseudo-ruido.

Salto de Frecuencia

Cambiar la frecuencia de la portadora de

manera abrupta siguiendo un patrón pseudo

aleatorio.

30

Tabla 28: Técnicas de Modulación de Espectro Ensanchado



SECUENCIA DIRECTA - DSSS

La secuencia directa es una de las técnicas de Espectro Ensanchado

más popular y fácil de implementar, consiste en que un portador de banda

estrecha es modulado por una secuencia de código. “La fase del portador

de la señal transmitida es cambiada bruscamente de acuerdo a esta

secuencia de código, la cual es producida por un generador pseudo

aleatorio que tiene una longitud fija” (Almache Bermeo, 2009). Después de

un número determinado de bits, el código se repite a sí mismo de manera

exacta.

La velocidad de la secuencia de código se llama radio de "chipping",

medido en chips por segundo (cps). Para los sistemas de secuencia directa,

la cantidad de propagación depende de la proporción de chips por bit de

información. En el receptor, la información se recupera multiplicando la

señal con una réplica de la secuencia de código generada localmente

(Almache Bermeo, 2009).

Gráfico 3: Espectro Ensanchado por Secuencia Directa

Fuente: (Sarango Veliz, 2018)


31

SALTO DE FRECUENCIA - FHSS

En esta técnica de Espectro Ensanchado o Extendido, “la señal se

mueve de una frecuencia a otra, es decir, la expansión de la señal se

produce transmitiendo una ráfaga en una frecuencia, saltando luego a otra

frecuencia para transmitir otra ráfaga, y así sucesivamente” (Almache

Bermeo, 2009). Las frecuencias utilizadas para los saltos y el orden de

utilización se denominan modelo de Hopping Pattern, el tiempo de

permanencia en cada frecuencia es lo que se conoce como Dwell Time.

El Dwell Time debe ser muy corto y el Hopping Pattern menor que

milisegundos, para evitar interferencias; tanto el Dwell Time como el

Hopping están sujetos a restricciones por parte de los organismos de

regulación. Para una mejor comprensión a continuación se muestran los

gráficos de la transmisión y recepción de una señal utilizando la técnica

Salto de Frecuencia de Espectro Ensanchado o FHSS (Almache Bermeo,

2009).

Gráfico 4: Transmisión de una señal con Salto de Frecuencia

Fuente: (Almache Bermeo, 2009)


32

En cualquier instante la salida consiste de una señal FSK o PSK

cuya frecuencia de centro cambia todo el tiempo. A menos que se conozca

de antemano la secuencia de cambios en frecuencia, va a ser poco

probable que alguien ajeno pueda descifrar lo que sucede.

Gráfico 5: Recepción de una señal con Salto de Frecuencia

Fuente: (Almache Bermeo, 2009)


La secuencia de frecuencias tiene que ser idéntica tanto para el

Transmisor como para el receptor. Si el receptor sigue la secuencia

correcta la salida del detector sincrónico producirá una señal coherente,

similar a lo que se hubiese recibido por un receptor perfectamente

sintonizado. En cambio si el receptor no sigue la secuencia correcta la

salida del detector sincrónico no podrá producir una señal coherente, lo cual

le va a impedir distinguir el dato del ruido de fondo. Si alguien intenta

interceptar la transmisión tendría que observar toda la banda amplia y lo

que observaría sería similar a ruido (Almache Bermeo, 2009).

33

SIMILITUDES Y DIFERENCIAS DE DSSS Y FHSS

Técnica Canales Tasa de transmisión

Secuencia Directa

DSSS 3 canales de 22 MHz 1 a 11 Mbps

Salto de Frecuencia

FHSS

79 canales de 1 MHz 1 a 2 Mbps

5 MHz 10 Mbps

Conclusión: Los modos de implementación de DSSS y

FHSS son sensiblemente diferentes a pesar de que comparten la misma

filosofía.

Tabla 29: Similitudes y Diferencias de DSSS y FHSS



TOPOLOGÍAS DE ESPECTRO ENSANCHADO

TOPOLOGÍA INDOOR

Se define así a todas aquellas “aplicaciones internas a edificios,

ambientes cerrados, y oficinas, cuyo radio de acción se remite a distancias

menores a los 200 metros” (Almache Bermeo, 2009). Las redes WLAN son

un claro ejemplo de esta aplicación como así también aplicaciones de

provisión de servicio de Internet a un conjunto de computadoras a través

de una conexión DSL, a través de una conexión telefónica o de red.

En la actualidad las redes de datos LAN de empresas y oficinas

crecen con el uso de soluciones inalámbricas de fácil instalación, donde no

es necesario ningún tendido de cables y permitiendo libre movilidad de las

PCS. Las laptops pueden moverse libremente desde un área a otra sin

perder su conexión a la red LAN. Varias aplicaciones requieren conexiones

móviles como los trabajos de inventario en depósito, laptops recolectoras

34

de datos, impresoras, entre otras. Todas estas aplicaciones son satisfechas

con esta nueva forma de comunicación (Almache Bermeo, 2009).

Gráfico 6: Esquema de topología Indoor

Fuente: (Jemio Mendoza & Condori Pari, 2017)


TOPOLOGÍA OUTDOOR

Se define como Outdoor a las “aplicaciones de largo alcance que

pueden alcanzar áreas de servicio de varios kilómetros cuadrados. Entre

estas aplicaciones podemos mencionar enlaces punto a punto de datos a

11 Mbps, enlaces punto a multipunto de datos a 11 Mbps y Servicio de

Internet Inalámbrica” (Almache Bermeo, 2009).

Aplicación de Enlace Punto a Punto 802.11b uniendo dos LAN’s a

11 Mbps que pueden distar varios kilómetros entre sí, enlaces uniendo una

PC con una LAN remota o enlaces uniendo dos PC entre sí. Permite

conectar puntos distantes; es decir, a varios kilómetros a través de un

vínculo de datos a 11 Mbps (Almache Bermeo, 2009).

35

Gráfico 7: Esquema de topología Outdoor



Aplicaciones de Enlaces Punto a Multipunto proveyendo enlaces de

datos a 11 Mbps entre distintos puntos de una ciudad. Ahora podemos unir

las redes de varias sucursales de manera sencilla y económica.

Gráfico 8: Esquema de topología Outdoor Multipunto



36

Proveer Servicio de Internet Inalámbrica en una ciudad. Con suma

facilidad podemos ser Prestador de Servicio de Internet Inalámbrica en

ciudades, cooperativas, universidades, edificios, sucursales de una forma

sencilla y económica, etc.

ANTENA

Una antena es un “dispositivo o elemento que tiene la función de un

transductor, el cual toma un tipo de energía a la entrada y la transforma en

otra forma de energía diferente a la salida, este elemento genera y recoge

ondas electromagnéticas” (Vela Remache, 2015). Cuando genera ondas

electromagnéticas, convierte señales eléctricas en ondas

electromagnéticas y cuando recoge ondas electromagnéticas las

transforma en señales eléctricas.

FUNCIONAMIENTO DE LA ANTENA

La antena emisora envía una onda electromagnética que será

recibida por un conductor eléctrico, el cual es la antena receptora, la

misma que funcionará como transductor, pues la inducción de la onda

electromagnética en la antena hace que la antena transforme esta onda en

una señal eléctrica, para que luego pueda ser interpretada por los usuarios

como pueden ser datos, audio o video (Vela Remache, 2015).

TIPOS DE ANTENA

Descripción de Antena Grafico

Dipolo

Es un hilo conductor el cual se corta por la mitad con una

medida igual a la media longitud de onda según la

frecuencia en la que se esté trabajando, en cuyo centro

se coloca un generador.

37

Dipolo

Multi-Elemento

Utiliza múltiples elementos para incrementar su

ganancia, en lo que respecta al patrón de elevación y

patrón de Azimut, es similar a la antena dipolo simple,

pero la diferencia está en la direccionalidad que las

antenas dipolo Multi-elemento nos permiten tener y

además la ganancia que se obtiene, dependiendo de los

elementos que se utilicen en la fabricación de este tipo

de antenas podemos variar la ganancia que ofrece, en

los siguientes gráficos podemos visualizar el patrón de

elevación de una antena Dipolo Multi-elemento.

Yagi

Se compone de elementos parásitos o llamados

elementos pasivos que carecen de conexión eléctrica

con el irradiante, que al ubicarlos en las cercanías de un

dipolo de media longitud de onda, podemos alterar su

comportamiento. Una antena Yagi compuesta de seis

elementos puede lograr cifras de ganancia ubicadas en

el orden de los 12 dB.

Panel Plano

Tienen forma cuadrada o rectangular, tienen la

característica de ser directivas tanto en el plano

horizontal como vertical, pues la mayoría de su potencia

radiada es en una sola dirección tanto en el plano

horizontal como vertical. Este tipo de antenas se las

fabrica con uno o más radiadores delante de un panel

reflector asegurándonos antenas planas. Se las fabrica

en diferentes valores de ganancia, obteniendo excelente

directividad y considerable ganancia.

38

Parabólicas

Las antenas parabólicas usan un iluminador llamado

LNB ( Low Noise Block); y un reflector parabólico que

permite capturar la energía radiada por la antena y

enfocarla en un haz estrecho, normalmente los diámetros

están comprendidos entre los 60 y 80 cm permitiendo

enfocar las ondas de radio recibidas por la antena a un

punto focal, la propiedad con la que cuenta una antena

parabólica es que puede concentrar la mayor parte de la

energía en una dirección dada, mientras más grande

sea la concentración de energía en una dirección, más

grande será su ganancia.

Tabla 30: Tipos de Antena

Fuente: (Vela Remache, 2015)


ANTENAS UHF Y MICROONDAS

Gráfico 9: Antenas Microondas

Fuente: (Telectrónika, 2018)


39

Las antenas usadas en UHF están en el rango de 0,3 a 3 GHz y para

antenas microondas el rango de frecuencias va de 1 a 100 GHz, estas

últimas deben ser muy direccionales es decir concentrar la potencia

irradiada en un haz delgado, más que mandarlo por igual en todas las

direcciones, la abertura del haz depende del factor ganancia de antena.

Un haz más angosto minimiza los efectos de la interferencia debida

a fuentes externas y a antenas adyacentes al sistema instalado. Sin

embargo, para transmisión por línea de vista, y con haz angosto se impone

varias limitaciones, como son estabilidad mecánica y mayor

desvanecimiento debido a que el haz que emiten estas antenas en la banda

de UHF es más directivo.

La energía electromagnética emitida por una antena microondas no

se irradia completamente en la dirección del lóbulo principal, más bien una

parte se concentra en los lóbulos laterales, que pueden ser fuentes de

interferencia hacia o desde otras trayectorias de señal de microondas.

CARACTERÍSTICAS DE LAS ANTENAS DE MICROONDAS


La eficiencia direccional

Se define como la relación entre la ganancia máxima en

dirección delantera y la ganancia máxima en dirección trasera.

La eficiencia direccional de una antena es crítica en el diseño

de un sistema de radio, porque las antenas de transmisión y

recepción, en las estaciones repetidoras, se ubican con

frecuencia opuestas entre sí, en la misma estructura.

Acoplamiento

lado a lado y

espalda con espalda

Normalmente las potencias de salida de transmisión tienen

una intensidad de 60 dB o más que las potencias de

recepción, es así que las pérdidas por acoplamiento deben

ser altas, para evitar que una señal de transmisión de una

antena interfiera con la señal de recepción de otra antena. Las

antenas muy direccionales enfocan la energía radioeléctrica

40

en un haz angosto que se pueda dirigir hacia la antena

receptora, la antena transmisora puede aumentar varios

órdenes de magnitud la potencia efectiva irradiada, en

comparación a una antena que no es direccional; de igual

forma la antena receptora, puede aumentar la potencia

efectiva recibida en una cantidad parecida.

Tabla 31: Características de las Antenas Microondas



POLARIZACIÓN DE LA ANTENA

Polarización Gráfico

Vertical

Si la componente de campo eléctrico de

la onda es perpendicular a la Tierra, la

onda está polarizada de modo vertical,

entonces se dice que una antena

ubicada verticalmente produce

polarización vertical.

Horizontal

Si una onda está horizontalmente

polarizada, el campo eléctrico es

paralelo a la Tierra, eso significa que la

antena está ubicada horizontalmente,

produciendo una polarización

horizontal.

Tabla 32: Polarización de la Antena



41

ABERTURA DEL HAZ DE LA ANTENA

La abertura del haz de una antena es la separación angular entre

dos puntos A y B respectivamente considerados de media potencia (-3 dB)

en el lóbulo mayor de la gráfica de radiación de una antena que

normalmente se suele tomar en uno de los planos principales.

También se puede mencionar que “la ganancia de la antena es

inversamente proporcional a la abertura del haz mientras más grande es

la ganancia de la antena el ancho del haz se hace más pequeño, y esto se

puede comprobar en las antenas microondas de alta ganancia que tienen

un ancho de haz de 1º” (Vela Remache, 2015).

Gráfico 10: Abertura del Haz de Antena

Fuente: (Vela Remache, 2015)


ANCHO DE BANDA DE ANTENA

Es “el intervalo de frecuencias dentro del cual el funcionamiento de

la antena se cumple de manera satisfactoria. Matemáticamente se define

como la diferencia entre la frecuencia máxima y mínima de operación

respectivamente” (Vela Remache, 2015).

42

PRESUPUESTO DE POTENCIA

Un presupuesto de potencia para un enlace punto a punto se define

como “el cálculo de ganancias y pérdidas desde el radio transmisor o

fuente de la señal que emite la onda electromagnética, a través de cables,

conectores o el espacio libre hacia el receptor” (Vela Remache, 2015). Es

necesario efectuar el cálculo de presupuesto de potencia para identificar el

equipo conveniente que se debe elegir.

PÉRDIDAS EN EL ESPACIO LIBRE

Las pérdidas en el espacio libre se producen al propagarse la onda

por el vacío y en línea recta sin tomar en cuenta la absorción, ni reflexión

de energía en objetos cercanos, “esta pérdida que más bien debería

llamarse pérdidas por dispersión es causada por el reparto de la energía,

la misma que a mayor distancia de la fuente es menor y más cerca de la

fuente de energía es mayor” (Vela Remache, 2015).

Fórmula:

𝐿 = 32,4 + 20 log(𝐷[𝑘𝑚]) + 20 log (𝐹[𝑀𝐻𝑧])

Donde:

D: Es la distancia en kilómetros.

F: Es la frecuencia de operación en MHz.

MARGEN DE DESVANECIMIENTO

Es una pérdida adicional que se debe tomar en cuenta en las

pérdidas de transmisión estimadas anteriormente, en el margen de

desvanecimiento se están considerando “las pérdidas intermitentes en la

intensidad de la señal ocasionadas por las alteraciones climáticas, como la

lluvia, nieve, trayectos múltiples de transmisión y por la superficie irregular

de la Tierra que afectan la propagación de las ondas electromagnéticas”

43

(Vela Remache, 2015). Además el margen de desvanecimiento nos permite

tener en cuenta los objetivos de confiabilidad del sistema.

Fórmula:

𝐹𝑚 = 30 log(𝐷[𝑘𝑚]) + 10 log(6 ∗ 𝐴 ∗ 𝐵 ∗ 𝐹) − 10 log(1 − 𝑅) − 70

Donde:

Fm = Margen de desvanecimiento en dB

D = Distancia en Km

A = Factor de rugosidad del suelo

Valor Descripción

4 Terreno plano o sobre agua

1 Terreno promedio

0,25 Terreno montañoso

Tabla 33: Factor de Rugosidad del Suelo



B = Factor climático

Valor Descripción

1 Disponibilidad anual a la peor base mensual

0,5 Zonas calientes y húmedas

0,25 Zonas continentales promedio

0,125 Zonas montañosas o muy secas

Tabla 34: Factor Climático



F = Frecuencia en GHz

R = Confiabilidad del enlace (99,9% = 0,999 de confiabilidad)

44

También se puede determinar el margen de desvanecimiento de un

enlace a través de los datos ya establecidos por la distribución Rayleigh

que se muestran en la siguiente tabla:

Disponibilidad Horas de

Indisponibilidad Anual

Margen de

Desvanecimiento

90% 876 8 dB

99% 87,6 18 dB

99,9% 8,8 28 dB

99,99% 0,8 38 dB

99,999% 0,08 48 dB

Tabla 35: Distribución Rayleigh



UMBRAL DE RECEPCIÓN

Es un valor referencial de potencia que posee el equipo receptor,

cualquier valor de señal mayor que el umbral de recepción, se puede

considerar que logrará establecer una comunicación inalámbrica confiable.

Fórmula:

𝑈𝑟 = 𝑃𝑟 − 𝐹𝑚

Donde:

Pr: Es la Potencia recibida.

Fm: Es el margen de desvanecimiento en dB.

LA SENSIBILIDAD

Es el “nivel mínimo de señal de radio frecuencia que puede

detectarse en la entrada del receptor y todavía producirá una señal de

información demodulada que pueda ser útil” (Vela Remache, 2015).

Generalmente, la relación de señal a ruido y la potencia de la señal en la

45

salida de la sección de audio se usan para determinar la calidad de una

señal recibida y asi identificar si la señal es útil o no.

Se puede decir que la sensibilidad identifica el valor mínimo de

potencia necesario para decodificar bits lógicos y lograr alcanzar una

cierta tasa de bits, es así que se considera que mientras más baja es la

sensibilidad, mejor será la recepción del radio microonda.

2.3. FUNDAMENTACIÓN LEGAL

El presente proyecto de titulación tiene una fundamentación legal

basada en la LOT (Ley Orgánica de Telecomunicaciones, 2015) del

Ecuador vigente desde el miércoles 18 de Febrero del 2015 y aprobada en

la ciudad de Quito por la Asamblea Nacional de la República del Ecuador.

Como muestra de esto, se detallarán a continuación los artículos que

forman un pilar para nuestra propuesta.

LEY ORGÁNICA DE TELECOMUNICACIONES

TÍTULO II

REDES Y PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE

TELECOMUNICACIONES

CAPÍTULO II

PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES

Artículo 18.- Uso y Explotación del Espectro Radioeléctrico. El

espectro radioeléctrico constituye un bien del dominio público y un recurso

limitado del Estado, inalienable, imprescriptible e inembargable. Su uso y

explotación requiere el otorgamiento previo de un título habilitante emitido

por la Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones, de

conformidad con lo establecido en la presente Ley, su Reglamento General

y regulaciones que emita la Agencia de Regulación y Control de las

Telecomunicaciones. Las bandas de frecuencias para la asignación a

46

estaciones de radiodifusión sonora y televisión públicas, privadas y

comunitarias, observará lo dispuesto en la Ley Orgánica de Comunicación

y su Reglamento General.

TÍTULO IV

REGULACIÓN SECTORIAL EX ANTE PARA EL FOMENTO,

PROMOCIÓN Y PRESERVACIÓN DE LAS CONDICIONES DE

COMPETENCIA

CAPÍTULO I

TIPOS DE REGULACIÓN

Artículo 27.- Ámbitos de regulación. La regulación sectorial de

telecomunicaciones para el fomento, promoción y preservación de las

condiciones de competencia, al menos será en los ámbitos: técnico,

económico y de acceso a insumos de infraestructura.

Artículo 28.- Regulación económica. Consistente en adoptar

medidas para establecer tarifas o precios regulados, evitar distorsiones en

los mercados regulados, evitar el reforzamiento del poder de mercado o

garantizar el acceso de los usuarios a los servicios públicos.

Artículo 29.- Regulación técnica. Consistente en establecer y

supervisar las normas para garantizar la compatibilidad, la calidad del

servicio y solucionar las cuestiones relacionadas con la seguridad y el

medio ambiente.

Artículo 30.- Regulación del acceso. Consistente en asegurar el

acceso no discriminatorio a los insumos necesarios, en especial a

infraestructuras que se califiquen como facilidades esenciales.

47

TÍTULO V

TÍTULOS HABILITANTES

CAPÍTULO I

Títulos habilitantes para la prestación de servicios de telecomunicaciones

Artículo 35.- Servicios de Telecomunicaciones. Todos los servicios

en telecomunicaciones son públicos por mandato constitucional. Los

prestadores de estos servicios están habilitados para la instalación de

redes e infraestructura necesaria en la que se soportará la prestación de

servicios a sus usuarios. Las redes se operarán bajo el principio de

regularidad, convergencia y neutralidad tecnológica.

TÍTULO IX

EQUIPOS DE TELECOMUNICACIONES

CAPÍTULO ÚNICO

HOMOLOGACIÓN Y CERTIFICACIÓN

Artículo 86.- Obligatoriedad. Los equipos terminales de

telecomunicaciones que utilicen espectro radioeléctrico y se conecten a

redes públicas de telecomunicaciones deberán contar con la homologación

y certificación, realizadas de conformidad con las normas aplicables, a fin

de prevenir daños a las redes, evitar la afectación de los servicios de

telecomunicaciones, evitar la generación de interferencias perjudiciales y,

garantizar los derechos de los usuarios y prestadores. La Agencia de

Regulación y Control de las Telecomunicaciones podrá establecer

adicionalmente regulación vinculada con la homologación y certificación de

otros equipos de telecomunicaciones.

Artículo 89.- Servicio universal. El Servicio Universal constituye la

obligación de extender un conjunto definido de servicios de

telecomunicaciones, a todos los habitantes del territorio nacional, con

48

condiciones mínimas de accesibilidad, calidad y a precios equitativos, con

independencia de las condiciones económicas, sociales o la ubicación

geográfica de la población. El Estado promoverá la prestación del Servicio

Universal para la reducción de las desigualdades y la accesibilidad de la

población a los servicios y a las tecnologías de la información y las

comunicaciones, de conformidad con lo dispuesto en esta Ley, sus

reglamentos y el Plan de Servicio Universal.

Artículo 90.- Plan de Servicio Universal. En el Plan de Servicio

Universal, que será elaborado y aprobado por el Ministerio rector de las

Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información, se hará constar

los servicios que conforman el servicio universal y las áreas geográficas

para su prestación. Se dará atención prioritaria a las áreas geográficas de

menos ingresos y con menor cobertura de servicios en el territorio nacional.

El Plan de Servicio Universal deberá enmarcarse dentro de los objetivos

del Plan Nacional de Desarrollo y armonizarse con este instrumento.

TÍTULO XI

RECURSOS ESCASOS Y OCUPACIÓN DE BIENES

CAPÍTULO I

ASIGNACIÓN DEL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO

Artículo 95.- Planificación. La Agencia de Regulación y Control de

las Telecomunicaciones planificará el uso del espectro radioeléctrico tanto

para los servicios de telecomunicaciones como para los servicios de

radiodifusión, considerando lo establecido en la Constitución de la

República y buscando el desarrollo y acceso universal a las tecnologías de

la información y las comunicaciones. Deberá considerar además, las

decisiones y recomendaciones de las conferencias internacionales

competentes en materia de radiocomunicación. La Agencia de Regulación

y Control de las Telecomunicaciones es competente para elaborar, aprobar,

modificar y actualizar el Plan Nacional de Frecuencias, instrumento

49

dinámico que contiene la atribución de las frecuencias del espectro

radioeléctrico. Toda asignación de frecuencias del espectro radioeléctrico

deberá realizarse con estricta sujeción a dicho plan.

CAPÍTULO III

OCUPACIÓN DE BIENES

Artículo 104.- Uso y Ocupación de Bienes de Dominio Público. Los

gobiernos autónomos descentralizados en todos los niveles deberán

contemplar las necesidades de uso y ocupación de bienes de dominio

público que establezca la Agencia de Regulación y Control de las

Telecomunicaciones y, sin perjuicio de cumplir con las normas técnicas y

políticas nacionales, deberán coordinar con dicha Agencia las acciones

necesarias para garantizar el tendido e instalación de redes que soporten

servicios de telecomunicaciones en un medio ambiente sano, libre de

contaminación y protegiendo el patrimonio tanto natural como cultural. En

el caso de instalaciones en bienes privados, las tasas que cobren los

gobiernos autónomos descentralizados no podrán ser otras que las

directamente vinculadas con el costo justificado del trámite de otorgamiento

de los permisos de instalación o construcción. Los gobiernos autónomos

descentralizados no podrán establecer tasas por el uso de espacio aéreo

regional, provincial o municipal vinculadas a transmisiones de redes de

radiocomunicación o frecuencias del espectro radioeléctrico.

2.4. PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE

¿Realizar el estudio de factibilidad y diseño de la red inalámbrica

facilitaría el acceso a la información a través del internet a los habitantes

del recinto La Cooperativa?

50

2.5. DEFINICIONES CONCEPTUALES

TELECOMUNICACIONES

Telecomunicaciones provine del prefijo griego tele, que significa

distancia o lejos; es decir, comunicación a distancia. Las

telecomunicaciones consisten en las técnicas, aparatos, y conocimientos

que se utilizan para transmitir un mensaje desde un punto a otro

(Rodríguez, 2009).

La Comisión Federal de Telecomunicaciones define más

precisamente a las telecomunicaciones como toda transmisión, emisión o

recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o informaciones

de cualquier naturaleza por cable, radioelectricidad, medios ópticos u otros

sistemas electromagnéticos.

NODO

El nodo en informática y en las Redes de ordenadores o

computadoras de área local, es un dispositivo que se encuentra conectado

a las conexiones de red con la capacidad de poder comunicarse con los

diferentes dispositivos que se encuentren en la misma, las estructuras de

árbol que son utilizadas en las bases de datos y en la programación que

esta orientada a objetos, hace referencia este término a una ubicación que

viene a ser el conjunto de una información del árbol, donde podría tener

diferentes enlaces hacia uno o más nodos (Nuñez Carvonel, 2010).

DISPOSITIVOS FINALES

El término dispositivo final se refiere a una parte del equipamiento

que puede ser el origen o el destino de un mensaje en una red. Los usuarios

de red normalmente solo ven y tocan un dispositivo final, que casi siempre

es una computadora. Otro término genérico que se le utiliza para un

dispositivo final que envía o recibe mensajes es Host. Un host puede ser

51

una de varias piezas de equipamiento que ejecuta una amplia variedad de

funciones (Catracha, 2014).

RADIO ENLACE

Se denomina radio enlace a cualquier interconexión entre los

terminales de telecomunicaciones efectuados por ondas

electromagnéticas. Además si los terminales son fijos, el servicio se lo

denomina como tal y si algún terminal es móvil, se lo denomina dentro de

los servicios de esas características (Ruesca, 2016).

ANTENA

Dispositivo que sirve para transmitir y recibir ondas de radio.

Convierte la onda guiada por la línea de transmisión; es decir, el cable o

guía de onda, en ondas electromagnéticas que se pueden transmitir por el

espacio libre (Nellar Crespo, 2009).

ESPECTRO ENSANCHADO

El Espectro Ensanchado (Spread Spectrum, SS) es una técnica de

modulación en telecomunicaciones para la transmisión de datos digitales

en frecuencias de radio. Permite que una señal eléctrica, electromagnética

o acústica con un ancho de banda particular se ensanche en el dominio de

frecuencias logrando un mayor ancho de banda. Se utiliza para maximizar

la capacidad de comunicación cuando se tiene un espectro limitado de

radio (Morales Luna, 2014).

52

CAPITULO III

PROPUESTA TECNOLÓGICA

En este capítulo del proyecto se desarrollara la solución del problema

que presenta el recinto La Cooperativa, la cual consta en realizar un estudio

de factibilidad y diseñar una red inalámbrica para acceso a internet, por lo

que se determinara su viabilidad a través de un análisis de factibilidad

mediante los diferentes aspectos que se mencionan a continuación:

Operacional

Técnico

Legal

Económico

3.1. ANÁLSIS DE FACTIBILIDAD

3.1.1. FACTIBILIDAD OPERACIONAL

La factibilidad operacional les permite conocer a los habitantes del

recinto La Cooperativa la posibilidad de ejecutar el plan de diseño de red

inalámbrica propuesto para una futura implementación y funcionamiento

que les hará posible el acceso a todos los beneficios que brinda el internet.

Para establecer la factibilidad operacional de la red inalámbrica, es

necesario evaluarla realizándonos las siguientes interrogantes:

¿Cuál es el principal problema que tienen los habitantes del recinto La

Cooperativa al no contar con el acceso a Internet?

No existe una infraestructura de red inalámbrica que permita el

acceso a Internet a los estudiantes y habitantes del recinto, por lo cual se

ve la necesidad de diseñar una red que abarque los aspectos necesarios

que se han investigado tales como la cobertura de la zona y el número de

usuarios que se beneficiarán.

53

¿Considera importante que se implemente el servicio de internet en el

recinto La Cooperativa?

Sí, porque al contar con la implementación de una infraestructura de

red inalámbrica se le permitirá a los habitantes del recinto acceder a todos

los beneficios que proporciona el servicio de Internet impulsando el

desarrollo tecnológico de la zona.

3.1.2. FACTIBILIDAD TÉCNICA

En el estudio de la factibilidad técnica se evalúan los siguientes puntos:

Ubicación de la zona

Equipos a utilizar

Mayor cobertura

Disponibilidad

Escalabilidad

Rendimiento

Según el estudio realizado por el Gobierno Autónomo Descentralizado

del cantón Puebloviejo “Generación de Geoinformación para la gestión del

territorio y valoración de tierras rurales” en el año 2010, se establecen las

características del recinto La Cooperativa tales como: el sector está

ubicado en una zona plana, posee una vegetación de altura máxima de 10

metros, y su temperatura oscila entre 22ºC y 27ºC. Analizando estos datos

se puede considerar que el diseño de red es factible para el recinto.

Se debe considerar los factores ambientales como la lluvia, niebla, altas

temperaturas, que produzcan la baja recepción de la señal e incluso la

caída del enlace. Para evitar este tipo de consecuencias se realizarán los

respecticos cálculos que nos permitan elegir equipos que sean robustos

para una futura implementación.

Se obtendrá como resulta un diseño de red que proporcione acceso a

Internet en el recinto La Cooperativa definiendo como punto de referencia

54

la escuela de educación primaria del sector “Unidad Educativa Luz de

América”.

En un futuro para lograr expandir el enlace de cobertura se debe

establecer otros puntos de acceso que funcionarán como repetidores. Lo

cual permitirá proporcionar a los usuarios disponibilidad y rendimiento en el

momento de aprovechar el acceso del Internet.

ANÁLISIS PARA SELECCIÓN DE EQUIPOS

Para seleccionar los equipos apropiados, debemos tomar en

consideración la estructura del diseño de red, que efectué el alcance del

proyecto. Cumpliendo los parámetros indicados en la siguiente tabla:

Parámetros de los Equipos

Rango de Frecuencia 5150 – 5875 MHz

Potencia ≥ -75 dB

Ganancia ≥ 20 dBi

Tecnología 802.11 n

Tabla 36: Parámetros para la Selección de Equipos

Fuente: Datos de la Invetsigación


Realizando el análisis para la selección de los equipos se determinó

utilizar las siguientes marcas porque sus equipos cumplen con los

parámetros técnicos requeridos para nuestra propuesta de diseño de red:

Ubiquiti Networks: Es una compañía de tecnología estadounidense

que comenzó en 2005, fundada por Robert Pera. Ubiquiti, fabrica productos

de comunicación de datos inalámbricos para empresas y proveedores de

banda ancha inalámbrica. (Ubiquiti Networks, 2018)

MikroTik: Es una empresa letona que se fundó en 1996 para desarrollar

enrutadores y sistemas ISP inalámbricos. MikroTik ahora proporciona

55

hardware y software para la conectividad a Internet en la mayoría de los

países del mundo. (Mikrotik, 2018)

Tp-Link: Fundada en 1996, TP-Link se ha convertido en uno de los

principales proveedores mundiales de productos de red SOHO y SMB, que

ofrece tanto soluciones innovadoras y ganadoras de premios en el mercado

(TP-LINK, 2017).

EQUIPOS PROPUESTOS PARA EL DISEÑO

Antena MikroTik SXT 5HnD

Antena Ubiquiti AirFiber AF-5G23-S45

Antena Sectorial AM-5G16-120

Estación Base Rocket M5

Router MikroTik

CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS

Gráfico 11: MikroTik SXT 5HPnD

Fuente: (Mikrotik, 2018)


56

Tabla 37: Características Técnicas MikroTik SXT 5HnD

Características Técnicas

Potencia Tx 22 dBm

Potencia Rx -77 dBm

Ganancia 16 dBi

Polarización Doble línea



Gráfico 12: Ubiquiti AirFiber AF-5G23-S45

Fuente: (Ubiquiti Networks, 2018)


Tabla 38: Características Técnicas Ubiquiti AirFiber AF-5G23-S45


Frecuencia 5100 – 5900 MHz

Dimensiones 378 x 290 mm

Ganancia 23 dBi




57

Gráfico 13: Estación Base Rocket M5



Tabla 39: Características Técnicas Rocket M5



Potencia Tx 27 dBm

Potencia Rx -90 dBm

Modos Punto de acceso, Estación




58

Gráfico 14: Antena Sectorial AM-5G16-120



Tabla 40: Características Técnicas Antena Sectorial AM-5G16-120


Dimensiones 367 x 63 x 41 mm


Ganancia 16 dBi

Temperatura -30C a 75C



Gráfico 15: Router Mikrotik RB3011UiAS-RM



59

Tabla 41: Características Técnicas Router Mikrotik RB3011UiAS-RM



Nivel de licencia 5

Sistema Operativo RouterOS

Memoria RAM 1 GB

Almacenamiento 128MB

Núcleos de CPU 2

Frecuencia Nominal de CPU 1.4 GHz

Puertos 10 Puertos Ethernet 10/100/1000

Temperatura -20 a 70 °C



Gráfico 16: Switch Mikrotik CSS326-24G-2S+RM



Tabla 42: Características Técnicas Switch Mikrotik

CSS326-24G-2S+RM



Sistema Operativo SwOS

Almacenamiento 2MB

60

Puertos Ethernet 10/100/1000 24

Puertos SFP + 2

Consumo máximo de energía 19 W




3.1.3. FACTIBILIDAD LEGAL

El presente proyecto se sustenta dentro del marco legal que

actualmente se rige en el Ecuador, como lo establece la (Constitución de la

República, 2008) en el artículo dieciséis literal tres que se cita a

continuación:

CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR

SECCIÓN TERCERA

COMUNICACIÓN E INFORMACIÓN

Art. 16.- Todas las personas, en forma individual o colectiva, tienen

derecho a:

1. Una comunicación libre, intercultural, incluyente, diversa y

participativa, en todos los ámbitos de la interacción social, por cualquier

medio y forma, en su propia lengua y con sus propios símbolos.

2. El acceso universal a las tecnologías de información y

comunicación.

3. La creación de medios de comunicación social, y al acceso en

igualdad de condiciones al uso de las frecuencias del espectro

radioeléctrico para la gestión de estaciones de radio y televisión públicas,

privadas y comunitarias, y a bandas libres para la explotación de redes

inalámbricas.

61

4. El acceso y uso de todas las formas de comunicación visual,

auditiva, sensorial y a otras que permitan la inclusión de personas con

discapacidad.

5. Integrar los espacios de participación previstos en la Constitución en

el campo de la comunicación.

3.1.4. FACTIBILIDAD ECONÓMICA

Para definir el presupuesto económico de los diferentes equipos que se

necesitarán para que el proyecto se lleve a cabo, se realizó un estudio que

determine cuáles son los equipos recomendables para el diseño,

cumpliendo las especificaciones técnicas indispensables para lograr con el

objetivo del proyecto.

Dicho presupuesto se proyecta para una futura implementación que

cumpla con un diseño estructurado y robusto que permita brindar el acceso

a Internet al recinto La Cooperativa. Una vez elaborado el diseño de red,

se determinó el requerimiento de los materiales que se mencionaran a

continuación:

Tabla 43: Presupuesto Estimado

Equipo Precio

Unitario Cantidad Total

Antena MikroTik SXT 5HnD $90.00 1 $90,00

Antena AirFiber AF-5G23-S45 $130.00 4 $520,00

Estación base Rocket M5 $150.00 7 $1.050,00

Antena Sectorial AM-5G16-120 $135.00 3 $405,00

Router Mikrotik RB3011UiAS-RM $270.00 2 $540,00

Switch Mikrotik CSS326-24G-2S $139.00 1 $139.00

Instalación $3000.00 1 $3.000,00

Total $5.744,00

Fuente: Datos de la Investigación


62

3.2. ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO

METODOLOGÍA DE JAMES MCCABE

Esta metodología se enfoca específicamente al área de redes lo que

permite un mejor análisis de requerimientos específicos y flujos de

transferencia adaptados a las necesidades del sistema de

telecomunicación. Se encuentra constituida por dos fases, fase de análisis

y fase de diseño los cuales se irán desarrollando a continuación (Olivera,

2016).

FASE I: ANÁLISIS

SITUACIÓN ACTUAL

El recinto La Cooperativa es una zona rural del cantón Puebloviejo

ubicado en la provincia de Los Ríos, Ecuador aproximadamente a 5 km de

la parroquia San Juan. Cuenta con 418 habitantes dedicados su mayoría a

la agricultura y posee también una escuela fiscal con el nombre de “Unidad

Educativa Luz de América”. Todos sus habitantes y estudiantes comparten

la misma necesidad, la carencia del servicio de Internet.

63

Gráfico 17: Situación Actual del Recinto

Fuente: (Google Earth, 2019)


REQUERIMIENTO DE LA RED INALÁMBRICA

El recinto La Cooperativa de la parroquia San Juan actualmente no

consta con la infraestructura de red inalámbrica que brinde acceso a

Internet. Por lo cual se ve la necesidad de realizar un diseño de red

estableciendo previamente los equipos a utilizar, para una futura

implementación y expansión de cobertura de red.

1cm : 356m

64

La solución propuesta consistirá en realizar un estudio de los

equipos que cumplan con las especificaciones requeridas para el diseño y

posteriormente una simulación de cobertura de área del recinto La

Cooperativa. Estableciendo de manera estratégica los puntos de enlace

que pueda brindar la máxima señal a los usuarios finales.

USUARIOS

Para establecer el número de usuarios a beneficiarse con el acceso

a Internet, se realiza el levantamiento de información de la siguiente

manera:

Realizar el cálculo de la cobertura e inclinación de las antenas

sectoriales.

Determinar el tipo de uso que le darán al servicio de Internet.

Establecer número de antenas a utilizar.

Cuantos dispositivos se conectarán por hogar.

ESTIMACIÓN DE VELOCIDAD DE INTERNET

Se realiza un aproximado del ancho de banda de las páginas o app

que utilizarían los usuarios, las cuales serán mencionas a continuación:

Navegación Web

Redes Sociales

YouTube

Netflix

Correos electrónicos

En la tabla que se muestra a continuación, se describe el ancho de

banda que consume cada aplicación enlistada anteriormente, con el total

respectivo considerando su uso simultáneo.

65

Tabla 44: Ancho de Banda de Consumo por Aplicación

Aplicación Consumo

Navegación Web 1 Mbps

Redes Sociales 2 Mbps

YouTube 2 Mbps

Netflix 4 Mbps

Correo Electrónico 1 Mbps

Total 12 Mbps

Fuente: Datos de la Investigación


FASE II: DISEÑO

DETERMINAR PARÁMETROS DEL ENLACE

Para comenzar a construir el diseño de red, se debe considerar los

siguientes puntos:

Potencia de recepción

Ganancia de antenas

Pérdida en el espacio libre

Tamaño de antena

Margen de desvanecimiento

Línea de vista en radioenlace

Cada uno de estos puntos nos ayudará a levantar un diseño que sea

factible y escalable para los usuarios del recinto La Cooperativa. Para ello,

es necesario conocer las características del recinto:

Estructura del sector plana

Temperatura promedio

Vegetación con crecimiento considerable

66

CÁLCULO DEL ENLACE DE TRANSPORTE

Gráfico 18: Perfil de Elevación

Fuente: (Google Earth, 2019)


1. VERIFICAR LÍNEA DE VISTA

Analizamos las obstrucciones de la trayectoria entre la antena

transmisora y receptora, para determinar a qué altura debe estar la torre

para que exista línea de vista y así obtener la propagación ininterrumpida

de las señales de radiofrecuencia.

Datos:

𝑑 = 3.21 𝑘𝑚

ℎ𝑡 = 25𝑚

ℎ𝑟 =?

Fórmula

𝐷 = 3.572 (√ℎ𝑡 + √ℎ𝑟 )

Reemplazamos:

3.22 = 3.572 (√25 + √ℎ𝑟 )

67

Despejamos:

( 3.22

3.572− √25 )2 = ℎ𝑟 , donde

ℎ𝑟 = 16.82 𝑚

En el mercado existe torres con medidas de múltiplos de 3 por lo cual

se elige una torre de recepción ℎ𝑟𝑥 ≥ 18 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠.

2. PÉRDIDA EN EL ESPACIO LIBRE

Representa la mayor parte de la atenuación causada por la propagación

de la señal, se determina de la siguiente manera:

Datos:

𝑑 = 3.22 𝑘𝑚

𝐹𝑀Á𝑋𝐼𝑀𝐴 = 5875 𝑀𝐻𝑧

Fórmula:

𝑃𝐷 = 32.4 + 20 log 𝐹(𝑀𝐻𝑧) + 20 log 𝐷(𝑘𝑚)

Reemplazamos:

𝑃𝐷 = 32.4 + 20 log(5875) + 20 log(3.22)

𝑃𝐷 = 117. 91 𝑑𝐵𝑚

3. MARGEN DE DESVANECIMIENTO

Para realizar el cálculo del margen de desvanecimiento, se aplica la

tabla probabilística de la Distribución de Rayleigh, utilizando un margen

del 99,99%.

68

Gráfico 19: Distribución Rayleigh por Tiempo de Disponibilidad

Fuente: (Chaw Tutiven, 2016)


4. GANANCIA

Fórmula:

𝐺 = 𝜂 (𝜋𝐷

𝜆)

2

, 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒:

𝐺 = 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝜂 = 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ≡ 0.65

𝐷 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜

𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠, 𝜆 =𝑐

𝐹𝑚𝑖𝑛 ;

3𝑥108

5170𝑥106

𝜆 = 0.058𝑚

𝐺 = 23𝑑𝐵𝑖 , 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

𝐺 = 102310 = 119.52

69

5. DIÁMETRO DE ANTENA

Fórmula:

𝐷 =√

𝐺𝜂 𝑥 𝜆

𝜋

Reemplazamos:

𝐷 =

√119.520.65

𝑥 0.058

𝜋

𝐷 = 0.25 𝑚𝑚 ≡ 25 𝑐𝑚

6. NIVEL DE RECEPCIÓN DE LA SEÑAL

Determina la potencia de recepción, con este dato podemos indicar en

que modulación trabajar para obtener el mayor ancho de banda posible.

Fórmula:

𝑃𝑟𝑥 = 𝑃𝑡𝑥 − 𝑃𝑐 + 𝐺𝑡𝑥 − 𝑃𝐷 − 𝑃𝑡 + 𝐺𝑟𝑥 − 𝑃𝑐

Reemplazando:

𝑃𝑟𝑥 = 27𝑑𝐵 − 0𝑑𝐵 + 23𝑑𝐵𝑖 − 38𝑑𝐵 − 117.91𝑑𝐵𝑚 + 23𝑑𝐵𝑖 − 0𝑑𝐵

𝑃𝑟𝑥 = −82.91 𝑑𝐵𝑚

7. ZONA DE FRESNEL

Se calcula la primera zona de fresnel, donde determinamos cualquier

interferencia destructiva que cause la reducción de la potencia de la señal

o cancelación de la misma.

70

Fórmula:

𝑅 = 17.3√𝑑1𝑑2

𝐹(𝐺𝐻𝑧)𝐷(𝑘𝑚)

Donde:

F= frecuencia de operación en GHz.

d1=distancia entre la antena Tx y el obstáculo en Km.

d2=distancia entre la antena Rx y el obstáculo en Km.

D = d1 + d2

Reemplazando:

𝑅 = 17.3√(1,9)(1,31)

(5,15)(3,21)

𝑅 = 6.71 𝑚

CÁLCULO DEL ENLACE DE ACCESO

1. PÉRDIDA EN EL ESPACIO LIBRE

Datos:

𝑑 = 1 𝑘𝑚


71

Fórmula:


Reemplazamos:

𝑃𝐷 = 32.4 + 20 log(5875) + 20 log(1)

𝑃𝐷= 107.78 𝑑𝐵

2. GANANCIA

Fórmula:

𝐺 = 𝜂 (𝜋𝐷

𝜆)

2

, 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒:

𝐺 = 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝜂 = 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ≡ 0.65

𝐷 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜

𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠, 𝜆 =𝑐

𝐹𝑚𝑖𝑛 ;

3𝑥108

5170𝑥106

𝜆 = 0.058𝑚

𝐺 = 16 𝑑𝐵𝑖 , 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

𝐺 = 101610 = 39.81

72

3. DIÁMETRO DE ANTENA

Fórmula:

𝐷 =√

𝐺𝜂 𝑥 𝜆

𝜋

Reemplazamos:

𝐷 =

√39.810.65 𝑥 0.058

𝜋

𝐷 = 0.14 𝑚𝑚 ≡ 14 𝑐𝑚

4. NIVEL DE RECEPCIÓN

Fórmula:


Reemplazando:

𝑃𝑟𝑥 = 27𝑑𝐵 − 0𝑑𝐵 + 16𝐵𝑖 − 38𝑑𝐵 − 107.78𝑑𝐵𝑚 + 16𝑑𝐵𝑖 − 0𝑑𝐵

𝑃𝑟𝑥 = −86.78 𝑑𝐵𝑚

Tabla 45: Resultado Teórico del Enlace

Enlace Cálculo Resultado

Transporte

Pérdida en el espacio libre 117.91 dBm

Ganancia 23 dBi

Umbral de recepción -82.91 dBm

Acceso

Pérdida en el espacio libre 107.78 dBm

Ganancia 16 dBi

Umbral de recepción -86.78dBm

Fuente: Vera Vera Ginger y Vilches Candel Génesis, 2019


73

DISEÑO DE RED

Gráfico 20: Diseño de Red

Fuente: Visio


74

DISEÑO DE RED DE TRANSPORTE

Gráfico 21: Diseño de la Red de Transporte



El diseño de transporte se basa en realizar un enlace microondas,

determinando línea de vista que permita realizar la conexión del enlace

punto a punto. Para que el enlace sea redundante se pretende realizar un

backup que trabaje en una frecuencia diferente dentro del rango asignado

de trabajo. Por lo general, los enlaces microondas se ven afectados por la

lluvia, niebla, entre otros factores; causando interferencia y por lo tanto

pérdida de la señal. En caso de suscitarse la interferencia debido a los

factores antes mencionados. el proceso que realizarían la antena emisora

desde el ISP enviar la máxima potencia de transmisión para que la antena

receptora reciba del enlace la mínima señal de recepción.

El diseño está compuesto por:

75

Dos antenas emisoras y dos antenas receptores conectadas cada

una a una estación base que trabaja frecuencia de los 5GHz.

Router que conecta las antenas para realizar el enlace redundante.

Enlace redundante y robusto, capaz de receptar la mínima señal que

emite el ISP.

DISEÑO DE RED DE ACCESO

Gráfico 22: Diseño de la Red de Acceso



El diseño de acceso está compuesto por:

Tres antenas sectoriales que cubran el sector en los 360°.

Cada antena sectorial se encuentra conectada en doble línea hacia

una esta base.

76

Utiliza MCS 10 trabajando en la frecuencia de 40MHz obteniendo

aproximadamente 90 Mbps.

Se basa el diseño en cumplir el objetivo principal de este proyecto, que

es brindar acceso a Internet en el recinto La Cooperativa, con enfoque en

la Unidad Educativa “Luz de América” y a los habitantes que se encuentre

en el rango de cobertura de la antena sectorial. Cada domicilio se conectará

a la antena que le brinde mayor señal.

3.3. ENTREGABLES DEL PROYECTO

DATOS DEL ENLACE

SAN JUAN – LA COOPERATIVA

Nombre del sitio Longitud (O) Latitud (S) Altura de la

Antena

San Juan 79º33’46’’ 1º37’30,1’’ 25 m

La Cooperativa 49º34’26,4’’ 1º39’6’’ 18 m

Tabla 46: Datos del Enlace



COORDENADAS DE NODOS

Se configura la ubicación geográfica de los nodos San Juan y La

Cooperativa colocando las coordenadas respectivamente como se muestra

a continuación en los gráficos 23 y 24.

77

Gráfico 23: Coordenadas del Nodo San Juan

Fuente: RadioMobile


Gráfico 24: Coordenadas del Nodo La Cooperativa

Fuente: RadioMobile


78

PARÁMETROS DE CÁLCULO

Colocamos los parámetros para el cálculo del enlace como; el rango

de frecuencia en la que se va a trabajar, la polarización de la antena, el

clima del sector, y la pérdida adicional donde seleccionamos bosque por la

vegetación que existe en la zona. Todos estos parámetros los configuramos

tanto para la red de transporte como para la red de acceso como se muestra

en los gráficos 25 y 26.

Gráfico 25: Parámetros de la Red de Transporte

Fuente: RadioMobile


Gráfico 26: Parámetros de la Red de Acceso

Fuente: RadioMobile


79

TOPOLOGÍA DE RED

Elegimos la topología red de datos, topología estrella

(Master/Esclavo) para ambas redes trasporte y acceso como se muestra a

continuación en los gráficos 27 y 28.

Gráfico 27: Topología de la Red de Transporte

Fuente: RadioMobile


Gráfico 28: Topología de la Red de Acceso

Fuente: RadioMobile


80

CONFIGURACIÓN DE LA RED DE TRANSPORTE

Elegimos las antenas que conforman esta red e indicamos la altura,

dirección y el rol que va a desempeñar cada una; es decir, master o

esclavo de acuerdo a la topología que seleccionamos anteriormente como

se muestra en los gráficos 29 y 30.

Gráfico 29: Configuración del Nodo Master Transporte

Fuente: RadioMobile


Gráfico 30: Configuración del Nodo Esclavo Transporte

Fuente: RadioMobile


81

CONFIGURACIÓN DE LA RED DE ACCESO

Para esta red existen tres antenas sectoriales que desempeñan el

rol de master y los usuarios que se conecten a la red desempeñaran el rol

de esclavos para efectos de la simulación se han colocado diversos nodos

de prueba dispersos en el sector, adicional se indica la dirección de las

antenas y su respectiva altura como se muestra en los gráficos 31 y 32.

Gráfico 31: Configuración de Nodo Master Acceso

Fuente: RadioMobile


Gráfico 32: Configuración de Nodo Esclavo Acceso

Fuente: RadioMobile


82

CONFIGURACIÓN DE LOS EQUIPOS

Se indica las características de los equipos a utilizar como, potencia

de transmisión, umbral de recepción, pérdida de la línea, ganancia, altura

y tipo de la antena. A continuación se muestra en los gráficos 33, 34 y 35

las características técnicas de los tres tipos de antenas que usamos en

nuestra propuesta.

Gráfico 33: Configuración del Equipo AF-5G23-S45

Fuente: RadioMobile


Gráfico 34: Configuración del Equipo AM-5G16-120

Fuente: RadioMobile


83

Gráfico 35: Configuración del Equipo SXT-5HPnD

Fuente: RadioMobile


CÁLCULO DEL ENLACE DE LA RED DE TRANSPORTE

En el gráfico 36 se puede observar el enlace de los nodos San Juan

y la Cooperativa con el respectivo patrón de radiación de las antenas

apuntando la una a la otra según la topología master/esclavo y también se

visualizan los datos que RadioMobile nos da como resultado del cálculo

del enlace.

84

Gráfico 36: Cálculo del Enlace

Fuente: RadioMobile


LÍNEA DE VISTA DEL ENLACE DE LA RED DE TRANSPORTE

En el gráfico 37 que se muestra a continuación se puede observar

que existe línea de vista entre los nodos San Juan y La Cooperativa; es

decir, que los resultados del cálculo realizado y la selección de los equipos

se han hecho correctamente lo que nos brinda un enlace viable como lo

demuestran los resultados obtenidos en RadioMobile.

85

Gráfico 37: Línea de Vista del Enlace

Fuente: RadioMobile


PERFIL DEL ENLACE DE TRANSPORTE RMPATH

Gráfico 38: Perfil del Enlace con RMpath

Fuente: RadioMobile


86

PROYECCIÓN DEL ENLACE DE TRANSPORTE EN GOOGLE EARTH

Gráfico 39: Proyección del Enlace en Google Earth



COBERTURA DE LA RED DE ACCESO

Se puede visualizar las zonas de mayor cobertura con el color marrón y

las de mayor pérdida con el color azul siguiendo el indicador que nos brinda

RadioMobile y se muestra en la parte superior derecha del gráfico 40.

Además se puede observar claramente cómo se cubre la zona según el

patrón de radiación de la antena.

87

Gráfico 40: Cobertura del Sector en RadioMobile

Fuente: RadioMobile


Gráfico 41: Cobertura de la zona en Google Earth



88

RESULTADOS DEL CÁLCULO EN RADIOMOBILE

Distancia a cubrir = 3,21 km

Potencia de transmisión máxima = 27 dBm [0,5012 W]

Nivel de recepción Rx estimado = - 90 dBm

Margen de pérdida Rx estimado = 18,1 dB

Ganancia del sistema de San Juan a La Cooperativa = 162,0 dB

o ( yagi.ant a 202,8 °-0,23° ganancia = 23,0 dBi )

Ganancia del sistema de La Cooperativa a San Juan =162,0 dB

o ( yagi.ant a 22,8 °0,20° ganancia = 23,0 dBi )

Azimut norte verdadero = 202,82°

Azimut norte magnético = 205,04°

Ángulo de elevación = -0,2295°

Variación de altitud = 8,0 m

Frecuencia promedio = 5512,500 MHz

Peor Fresnel = 2,8F1 a 2,0km

Espacio Libre = 117,4 dB

Obstrucción = 10,3 dB TR

Estadísticas = 16,3 dB

Pérdida de propagación total = 143,9 dB

3.4. CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA

El criterio de validación del presente proyecto “Estudio de factibilidad

y diseño de una red inalámbrica para acceso a Internet en el recinto La

Cooperativa del cantón Puebloviejo”, se enfoca en determinar la

importancia de la propuesta para los estudiantes de la Unidad Educativa

Luz de América y los habitantes del recinto.

89

3.5. PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS

POBLACIÓN Y MUESTRA

POBLACIÓN

Es el conjunto de todos los individuos que cumplen ciertas

propiedades y de quienes deseamos estudiar ciertos datos. La población

abarca todo el conjunto de elementos de los cuales podemos obtener

información. (Tomás-Sábado, 2009)

En el censo 2010 el INEC indica que existían 295 habitantes en el

recinto La Cooperativa. Adicional, INEC brinda una estimación del

crecimiento poblacional para el 2020 obteniendo el resultado de la

población a estudiar de 418 habitantes.

MUESTRA

La muestra es un subconjunto o parte del universo o población en

que se llevará a cabo la investigación. Hay procedimientos para obtener la

cantidad de los componentes de la muestra como fórmulas, lógica... la

muestra es una parte representativa de la población (Luis, 2004).

NIVEL DE CONFIANZA

Según (Vivanco, 2005) indica que:”El nivel de confianza es elegido

por la muestra en función de la precisión que exige la interferencia al

parámetro poblacional”. El nivel de confianza elegido para el cálculo es del

95%, como se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 47: Nivel de Confianza asociado a Coeficiente de Confianza

Nivel de Confianza Z alfa

99.7% 3

99% 2.58

98% 2.33

96% 2.05

90

95% 1.96

90% 1.645

80% 1.28

50% 0.674

Fuente: (Vivanco, 2005)


ERROR DE ESTIMACIÓN

El error es una magnitud que expresa la probabilidad de equivocarse

en la estimación. Asume valores entre 0 y 1. La asociación entre el error de

estimación y coeficiente de confianza en el contexto de la distribución

normal se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 48: Probabilidad de Error asociado a Coeficiente de Confianza

Error de Estimación Coeficiente de confianza

0.1% 1.64

0.05% 1.96

0.045% 2

0.01% 2.58

0.003% 3

Fuente: (Vivanco, 2005)


CÁLCULO DE LA MUESTRA

𝒏 =𝑵 ∗ 𝒁𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒

𝒆𝟐 ∗ (𝑵 − 𝟏) + 𝒁𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒

𝑛 = 𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

𝑁 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛

𝑍 = 𝑁𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑓𝑖𝑎𝑛𝑧𝑎

91

𝑒 = 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛

𝑝 = 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑜𝑐𝑢𝑟𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑒𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜 (é𝑥𝑖𝑡𝑜)

𝑞 = (1 − 𝑝) 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑛𝑜 𝑜𝑐𝑢𝑟𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑒𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜

Datos:

𝑛 =?

𝑁 = 418

𝑍 = 95% ≅ 1.96

𝑒 = 5% ≅ 0.05

𝑝 = 50% ≅ 0.50

𝑞 = 50% ≅ 0.50

Reemplazamos:

𝒏 =418 ∗ (1.96)2 ∗ (0.50) ∗ (0.50)

(0.05)2 ∗ (418 − 1) + (1.96)2 ∗ (0.50) ∗ (0.50)

𝑛 = 200.43 ≅ 𝟐𝟎𝟎 𝒉𝒂𝒃𝒊𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆𝒔

3.6. ÁNALISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Al culminar las actividades relacionadas a la recopilación de datos, se

lleva a cabo el análisis e interpretación de los resultados obtenidos por cada

pregunta. La encuesta está compuesta por cinco preguntas orientadas a la

propuesta de este proyecto. El análisis e interpretación estadístico

corresponde a una muestra de doscientas personas que habitan en el

recinto La Cooperativa. La encuesta fue realizada de manera personal para

obtener la información necesaria.

92

1. ¿Cree usted que el acceso a internet se ha convertido en un

servicio importante?

Tabla 49: Resultados de la Primera Pregunta

Respuesta Total Porcentaje

SI 178 89%

NO 22 11%

Total 200 100%

Fuente: Resultados de la Encuesta


Gráfico 42: Resultados de la primera pregunta en porcentaje



Análisis

Se obtienen los siguientes resultados de esta pregunta, que el 89% de

la muestra cree que el acceso a Internet se ha convertido en una

herramienta importante para el desarrollo de la sociedad, mientras que el

11% indica no estar a favor de la importancia del acceso a Internet.

SI89%

NO11%

SI NO

93

2. ¿Le gustaría obtener acceso a internet mediante una red

inalámbrica (Wi-Fi)?

Tabla 50: Resultados de la Segunda Pregunta


SI 176 88%

NO 24 12%

Total 200 100%



Gráfico 43: Resultados de la segunda pregunta en porcentaje



Análisis

Se analiza en esta pregunta que el 88% de los habitantes del recinto

La Cooperativa, desearían obtener el servicio de Internet mediante una red

inalámbrica, mientras que el 12% indico no aspirar a tener Internet

mediante Wi-Fi.

SI88%

NO12%

SI NO

94

3. ¿Con qué fin usaría usted el acceso a internet?

Tabla 51: Resultados de la Tercera Pregunta


Educativo 120 60%

Informativo 44 22%

Entretenimiento 36 18%

Total 200 100%



Gráfico 44: Resultados de la Tercera Pregunta en Porcentaje



Análisis

En esta pregunta se analiza que en la posibilidad de obtener acceso

a Internet el 60% de la población le utilizaría con fines educativos,

mientras el 22% dispondría del servicio para mantenerse informado y el

18% utilizaría el Internet con el fin de entretenimiento.

Educativo60%

Informativo22%

Entretenimiento18%

Educativo Informativo Entretenimiento

95

4. ¿Cuánto estaría usted dispuesto a cancelar por el servicio de

internet?

Tabla 52: Resultados de la Cuarta Pregunta


$20 140 70%

$25 50 25%

$30 10 5%

Total 200 100%



Gráfico 45: Resultados de la Cuarta Pregunta en Porcentaje



Análisis

Se considera en esta pregunta el análisis de cuanto estarían dispuesto

los usuarios a cancelar por el servicio de Internet en el rango de valor

presentado. Un 70% respondió cancelar $20, mientras que el 25%

considero pagar $25 y el 5% indico cancelar $30.

$2070%

$2525%

$305%

$20 $25 $30

96

5. ¿Considera importante que la unidad educativa del recinto

tenga acceso a internet?

Tabla 53: Resultados de la Quinta Pregunta


SI 196 89%

NO 4 11%

Total 200 100%



Gráfico 46: Resultados de la Quinta Pregunta en Porcentaje



Análisis

Se concluye el análisis e interpretación de esta pregunta que el 98%

de la muestra está de acuerdo en que la unidad educativa del sector conste

con acceso a Internet con fines educativos, mientras el 2% no considera

factible que la institución conste con el servicio de Internet.

SI98%

NO2%

SI NO

97

CAPÍTULO IV

4.1. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DE LA PROPUESTA

La siguiente tabla contiene los criterios de validación de la propuesta

del diseño de una red inalámbrica para acceso a Internet en el recinto La

Cooperativa del cantón Puebloviejo, con el fin de solventar esta carencia

que tienen los habitantes y la Unidad Educativa Luz de América del recinto.

FICHA TÉCNICA DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA

TEMA: “Estudio de factibilidad y diseño de una red inalámbrica para

acceso a Internet en el recinto La Cooperativa del cantón Puebloviejo”

CRITERIOS DE VALIDACIÓN CUMPLE NO CUMPLE

El diseño es resistente a posibles

fallos del enlace.

El diseño asegura la disponibilidad

de la red del 99,99%.

El diseño de red se ajusta a la

factibilidad técnica del sector.

El diseño garantiza la escalabilidad

de la red.

Los equipos seleccionados

cumplen con las características

técnicas para el diseño.

Tabla 54: Criterios de Aceptación de la Propuesta



98

4.2. CONCLUSIONES

Con la propuesta planteada en este proyecto se proporciona una

solución escalable para brindar conectividad a Internet a los

estudiantes Unidad Educativa Luz de América y habitantes del

recinto La Cooperativa del cantón Puebloviejo.

Considerando los inconvenientes propios de un enlace microondas,

se estableció en el diseño de la red de transporte, la instalación de

enlaces redundantes que trabajan en diferentes frecuencias para

mitigar el posible fallo de uno de los enlaces.

El estudio de factibilidad técnica fue hecho tomando en

consideración el acceso hacia la Unidad Educativa Luz de América

para dar servicio de Internet a los docentes y estudiantes de esta

institución de educación primaria, alejada de la ciudad más cercana

donde están los proveedores de internet.

Analizando los resultados obtenidos de los cálculos del enlace y la

simulación realizada con la herramienta RadioMobile, se verifica la

factibilidad técnica y operacional de la propuesta para dar

conectividad al recinto La Cooperativa del cantón Puebloviejo.

99

4.3. RECOMENDACIONES

Se deben considerar los siguientes aspectos para la implementación de

este proyecto:

En base al estudio realizado se sugiere tener en consideración el

ángulo de inclinación de las antenas de la radio base de acceso, ya

que esto determina la zona de cobertura, así como instalar las

antenas del lado de los clientes a una altura adecuada, para evitar

problemas por el crecimiento de la vegetación.

Se recomienda que la fuente de energía, que alimente a los equipos

propuestos en el diseño de red de acceso, tenga respaldo UPS para

su continuo funcionamiento.

Para implementar la calidad de servicio QoS se debe hacer la

segmentación de la red de acceso a través de vlan’s para

proporcionar un ancho de banda según la necesidad de cada

usuario.

100

BIBLIOGRAFÍA

Adell, J. (2014, Mayo 28). https://www.researchgate.net. From

https://www.researchgate.net/profile/Jordi_Adell2/publication/21639

3180_Redes_y_Educacion/links/0912f513661765dbc9000000/Red

es-y-Educacion.pdf

Almache Bermeo, W. (2009, Mayo 26). https://bibdigital.epn.edu.ec. From

https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/83/1/CD-0055.pdf

Bush, & Dawson. (2013, Junio 25). From

http://www.miamiherald.com/2013/06/25/3470108/internet-brings-

historic-shift.html#storylink=cpy

Castro, S. (2016, Abril 6). Metodologías de Redes. From

http://castrosmetodologiasderedes.blogspot.com/

Catracha, T. (2014, Marzo 30). WordPress. From

https://taniacatracha100.wordpress.com/2014/03/30/dispositivos-

finales/

Chamorro, L., & Pietrosemoli, E. (2008, Diciembre 23). Association for

Progressive Communications. From

https://www.apc.org/sites/default/files/APC_RedesInalambricasPara

ElDesarrolloLAC_20081223_0.pdf

Chaw Tutiven, J. (2016). Enlaces Microondas. Guayaquil.

Constitución de la República. (2008). From

http://www.pucesi.edu.ec/webs/wp-

content/uploads/2018/03/Constituci%C3%B3n-de-la-Republica-

2008..pdf

Ediciones ENI. (2010). https://www.ediciones-eni.com. From

https://www.ediciones-

101

eni.com/open/mediabook.aspx?idR=e21e84c0d45f8f685ce4633ea8

4a5258

García, S. (2014). Manual para Radialistas. From

https://www.analfatecnicos.net/fotos/42.jpg

Garreta, J. (2017, Enero 13). http://pleasenetworks.com/. From

http://pleasenetworks.com/blog/post/13/historia-y-evolucin-de-las-

redes-wifi-de-tecnologa-inalmbrica-a-aplicacin-ligera-para-retailers

Google Earth. (2019). Enlace San Juan - La Cooperativa. San Juan,

Puebloviejo, Los Ríos, Ecuador.

INEC. (2010). Encuesta Social, Económica y Ambiental. Puebloviejo:

INDITEQ, Cía Ltda. GAD Municipal de Puebloviejo.

Jemio Mendoza, J. N., & Condori Pari, S. (2017). Universidad de Bolivia.

From https://slideplayer.es/slide/12999508/

Ley Orgánica de Telecomunicaciones. (2015, Febrero 18). From

https://www.telecomunicaciones.gob.ec/wp-

content/uploads/downloads/2016/05/Ley-Org%C3%A1nica-de-

Telecomunicaciones.pdf

Luis, L. P. (2004). Población Muestra y Muestreo . Punto Cero.

Luque Ordóñez, J. (2017, Junio). https://www.acta.es. From

https://www.acta.es/medios/articulos/ciencias_y_tecnologia/062017

.pdf

Mikrotik. (2018). MikroTik. From https://mikrotik.com/

Morales Luna, G. (2014, Septiembre 21). From

http://delta.cs.cinvestav.mx/~gmorales/14HedyLamarr/node1.html

Nellar Crespo, J. (2009). EcuRed. From https://www.ecured.cu/Antena

Nuñez Carvonel, G. (2010). EcuRed. From https://www.ecured.cu/Nodo

102

Olivera, C. (2016). Metodología James McCabe.

Plan Nacional de Frecuencias Ecuador. (2012). From

https://documents.tips/documents/plan-nacional-de-frecuencias-

ecuador-2012-cuadro-de-atribucion-de-frecuencias.html

Poveda Zafra, J. N. (2000). Dialnet. From

https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/4797227.pdf

Rodríguez, L. F. (2009). Centro de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM.

From

ftp://ftp.crya.unam.mx/pub/luisfr/suprema/Telecomunicaciones.doc

Ruesca, P. (2016, Septiembre 25). Radio & Engineering Company SL.

From http://www.radiocomunicaciones.net/radio/radio-enlace-que-

es-un-radioenlace/

Sarango Veliz, A. J. (2018, Junio 28). SlideShare. From

https://es.slideshare.net/andysarangoveliz/espectro-ensanchado-

telecomunicaciones-iii

Selwyn, N. (2018). Monash University. From

https://www.bbvaopenmind.com/articulos/internet-y-educacion/

Telectrónika. (2018, Junio 17). From

https://telectronika.com/articulos/radio-enlaces/fundamentos-de-

radioenlaces-de-microondas/

Tomás-Sábado, J. (2009). Población y Muestra. In Fundamentos de

bioestadística y análisis de datos para enfermería (p. 21).

Bellaterra: Servei de Publicacions.

TP-LINK. (2017). TP-Link Technologies Co., Ltd. From https://www.tp-

link.com

Ubiquiti Networks. (2018). Empresa de Equipos Inalámbricos. From

https://www.ui.com/

103

Universidad de Sevilla. (2011, Julio 6). Biblioteca de Ingeniría. From

http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11761/fichero/Volumen1%25

2F5-Cap%C3%ADtulo1+-

+Introducci%C3%B3n+a+las+redes+inal%C3%A1mbricas.pdf+

Vela Remache, P. (2015). https://bibdigital.epn.edu.ec. From

https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10776/1/CD-6315.pdf

Vivanco, M. (2005). Confianza en la Estimación. In Muestro Estadístico.

Diseño y Aplicaciones (p. 46). Santiago de Chile: Universitaria.

Zamora Lucio, M. A. (2014, Enero). From

https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/prepa3/Pres

entaciones_Enero_Junio_2014/Definicion%20de%20Internet.pdf

104

ANEXOS

105

ANEXO 1

PLAN DE DESARROLLO Y ORDENAMIENTO TERRITORIAL

DEL CANTÓN PUEBLOVIEJO

1.1.1. ASENTAMIENTOS HUMANOS

1.1.1.1 Características demográficas del Cantón

1.1.1.1.1 Distribución Poblacional

El sexo, la edad, el estado marital, el nivel de instrucción y la ocupación, son algunas de

las características que se consideran en el análisis de la población. Cualquier característica

de la población que pueda ser medida o contada es susceptible al análisis demográfico.

La población del cantón Puebloviejo se encuentra distribuida de acuerdo al cuadro N°24

POBLACION POR PARROQUIAS Y POR SEXO

PARROQUIAS HABITANTES %

HOMBRES MUJERES TOTAL

Puebloviejo 6.828 6.548 13.376 36,67%

Puerto Pechiche 2.412 2.262 4.674 12,81%

San Juan 9.374 9.053 18.427 50,52%

Total 18.614 17.863 36.477 100,00%

Cuadro N° 1: Población por parroquias y por sexo

Fuente: INEC. Censo de Población y Vivienda, año 2010

Elaborado: Equipo Consultor INDITEQ Cía. Ltda.

El Cuadro N°25 es el resultado de la investigación realizada mediante la Encuesta Social

Económica y Ambiental a los barrios y recintos del cantón

106

POBLACION POR RECINTOS Y BARRIOS DE LAS PARROQUIAS

Parroquia

Habitantes

Recintos

Habitantes

Barrios Total %

Puebloviejo 7.274 5.453 12.727 37.33%

Puerto Pechiche 5580 476 6.056 17,77%

San Juan 7.814 7.492 15.306 44,90%

TOTALES 20.668 13.421 34.089 100,00%

Cuadro N° 2: Población por recintos y barrios por parroquias

Fuente: Encuesta Social, Económica y Ambiental, 2011


Comparando los dos Cuadros N°24 y 25, se puede observar que existe una aproximación

evidente en los totales de las parroquias de San Juan y Puebloviejo, a excepción de Puerto

Pechiche que existe una diferencia considerable, debe ser porque la investigación se basa

en los datos aproximados que dan los informantes de los barrios o recintos.

Para efectos de este plan vamos a considerar los datos que nos provee el Censo de

Población y Vivienda del 2010, por ser datos oficiales, sin embargo por tener información

por recintos y barrios también utilizamos información de la Ficha Social, Económica y

Ambiental.

El cuadro N°26 se refiere a los datos obtenidos del Censo 2010 realizado por el INEC,

relacionado a la población por sexo y en grupos de edad quinquenal.

GRUPOS QUINQUENALES DE EDAD

Rangos de edad 1. Hombre 2. Mujer Total

1. Menor de 1 año 397 442 839

2. De 1 a 4 años 1.738 1.700 3.438

3. De 5 a 9 años 2.079 2.026 4.105

4. De 10 a 14 años 2.167 2.149 4.316

5. De 15 a 19 años 1.936 1.850 3.786

6. De 20 a 24 años 1.675 1.644 3.319

7. De 25 a 29 años 1.402 1.352 2.754

107

8. De 30 a 34 años 1.352 1.290 2.642

9. De 35 a 39 años 1.177 1.106 2.283

10. De 40 a 44 años 998 959 1.957

11. De 45 a 49 años 944 858 1.802

12. De 50 a 54 años 697 672 1.369

13. De 55 a 59 años 628 532 1.160

14. De 60 a 64 años 453 409 862

15. De 65 a 69 años 369 324 693

16. De 70 a 74 años 279 228 507

17. De 75 a 79 años 153 136 289

18. De 80 a 84 años 92 85 177

19. De 85 a 89 años 54 58 112

20. De 90 a 94 años 16 27 43

21. De 95 a 99 años 7 13 20

22. De 100 años y más 1 3 4

Total 18.614 17.863 36.477

Cuadro N° 3: Grupos quinquenales de edad



Es siguiente gráfico se conoce como la pirámide etaria nos permite hacer comparaciones

y tener una precepción de varios fenómenos demográficos, tales como el envejecimiento

de la población el equilibrio o desequilibrio de los sexos.

Vemos que hay un índice de natalidad similar a la media nacional, se observa una clara

predominancia de la población joven, una esperanza de vida corta, en vista de que

tenemos un vértice agudo.

En lo referente al equilibrio poblacional a nivel de sexo se observa muy parejo, con una

mínima predominación del hombre (51%) con respecto a la mujer (49%).

108

Gráfico N° 1: Pirámide Etaria del Cantón Puebloviejo



Para un análisis poblacional en rangos más amplio consideramos a grupos de edad

grandes y se puede observar que este tiene un porcentaje importante de niños y

adolescentes que significa el 34% y un 5% de adultos mayores significativamente por

debajo de la media nacional que es el 8%, ello corrobora que la esperanza de vida es baja.

109

POBLACION POR GRANDES GRUPOS DE EDAD

Grandes grupos de

edad Casos %

Acumulado

%

1. De 0 a 14 años 12.698 34,81% 34,81%

2. De 15 a 64 años 21.934 60,13% 94,94%

3. De 65 años y más 1.845 5,06% 100,00%

Total 36.477 100% 100,00%

Cuadro N° 4: Población por grandes grupos de edad



Gráfico N° 2: Grandes grupos de edad



1.1.1.1.2 Tasa de crecimiento intercensal y evolución histórica

Es el ritmo de crecimiento de la población en un periodo determinado, expresado en

porcentaje. La Tasa de crecimiento media anual se basa en la hipótesis de que la

población estudiada puede considerarse, durante el periodo de observación, como una

110

población que expresa un crecimiento exponencial, es decir, crece conforme a la ley

exponencial en función del tiempo. También se le denomina Crecimiento Geométrico

En el año de 1977, el cantón registraba un total de 15.849 habitantes y para el censo de

1.990 donde alcanza 22.662 habitantes, obteniendo un incremento del 5.4 % anual.

En el VI Censo de Población y Vivienda realizado en el año 2.001 alcanza un total de 29.329

habitantes de los cuales 15.313 son hombres y 14.016 son mujeres, con un incremente de

7057 habitantes, durante un periodo de 9 años, lo que significa un crecimiento anual de

784 hab/año.

Evolución histórica de la población

del Cantón Puebloviejo

Censos Población Tasa

intercensal

1977 15.849

1990 22.622 2,79

2001 29.420 2,40

2010 36.477 2,42

Cuadro N° 5: Evolución histórica de la población del cantón

Fuente: INEC. Censo de Población y Vivienda, años: 1997,1990, 2001 y 2010


Gráfico N° 3: Población de Puebloviejo 1997 – 2010

1977 1990 2001 2010

15.849

22.662

29.420

36.477

05000

10000150002000025000300003500040000

1 2 3 4

Población Puebloviejo (1977-2010)

Censos

Población

111



Para obtener la tasa intercensal se utilizó la siguiente fórmula

r = ((10^((log(Pf/Pi))/t))-1)*100

Donde:

r = tasa de crecimiento

Pi= Población inicial

Pf= Población final

t= Tiempo en años

1.1.1.1.3 Proyección Poblacional

Las proyecciones de población son útiles para diversos propósitos y, más comúnmente,

como base para la planificación. Por ejemplo, evaluar la necesidad de nuevos empleos,

profesores, escuelas, médicos, enfermeras, vivienda urbana, o alimentación de una región

o nación requiere del conocimiento del número de personas que requerirá servicios. Así,

las proyecciones de poblaciones sirven como punto de partida para conocer sobre las

necesidades futuras.

Conocer la composición y tamaño de la población futura usualmente requiere del cálculo

de varias proyecciones, por dos razones. Primero, las proyecciones se basan en supuestos

acerca de los niveles futuros de fecundidad, mortalidad y migración.

La fórmula aquí usada para realizar estos últimos cálculos, es la estándar para estos casos,

usada por la división estadística de las Naciones Unidas y por las distintas oficinas censales

nacionales. Corresponde al crecimiento geométrico exponencial y tiene la forma general

𝑟 = √𝑃𝑓

𝑃𝑖

(𝑎𝑓−𝑎𝑖)

− 1

𝑃𝑓 = (𝑟 + 1)(𝑎𝑓−𝑎𝑖) ∗ 𝑃𝑖

La proyección poblacional hasta el año 2030, considerando que el comportamiento en el

crecimiento se mantiene similar a los últimos 9 años tenemos el siguiente Cuadro N°29.

http://es.wikipedia.org/wiki/Naciones_Unidas

http://es.wikipedia.org/wiki/Exponencial

112

Proyección de la Población

AÑO POBLACIÓN

2010 36.477

2015 41.351

2020 46.876

2025 53.140

2030 60.240

Cuadro N° 6: Proyección de la población



1.1.1.1.4 Tasa de natalidad:

Esta variable da el número promedio anual de nacimientos durante un año por cada 1000

habitantes, también conocida como tasa bruta de natalidad. La tasa de natalidad suele

ser el factor decisivo para determinar la tasa de crecimiento de la población. Depende

tanto del nivel de fertilidad y de la estructura por edades de la población.

Su fórmula es:

Dónde:

b: Tasa bruta de nacimiento

B: Número total de nacimientos en un año

P: Población total

País 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Ecuador 26,51 25,99 25,47 24,94 23,18 22,67 22,29 21,91 21,54 20,77 20,32 19,96

http://www.indexmundi.com/es/ecuador/tasa_de_natalidad.html

113

TASA DE NATALIDAD DEL CANTON PUEBLO VIEJO

año

nacimiento

Población

total casos

Tasa de

Natalidad

1977 15.849 482 30,41

1990 22.662 703 31,02

2001 29.420 915 31,10

2010 36477 786 21,55

Cuadro N° 7: Tasa de natalidad



1.1.1.1.5 Densidad de población:

La densidad de población (también denominada formalmente población relativa, para

diferenciarla de la absoluta) se refiere a la distribución del número de habitantes a través

del territorio de una unidad funcional o administrativa (continente, país, provincia,

cantón, parroquia, etc.).

Evolución de la densidad poblacional del Ecuador

Densidad poblacional del Ecuador

(1977 – 2010)

Censos Población Hab/Km2

1974 6.521.700 25,44

1982 8.060.700 31,44

1990 9.648.200 37,63

2001 12.156.608 47,42

2010 14483499 56,49

Cuadro N° 8: Evolución de la densidad de la población en el Ecuador

Fuente: INEC. Censo de Población y Vivienda, año 1977, 1990, 2001 y 2010,


114

Evolución de la densidad poblacional del cantón Puebloviejo

Densidad poblacional de Puebloviejo

(1977 – 2010)

Censos Población Hab/Km2

1977 15.849 47,11

1990 22.662 67,36

2001 29.420 87,45

2010 36.477 108,43

Cuadro N° 9: Densidad Poblacional de Puebloviejo

Fuente: INEC. Censo de Población y Vivienda, año 1977, 1990, 2001 y 2010,


Comparando la densidad poblacional se evidencia un una notable superioridad de la

densidad del cantón en casi el doble con respecto a la densidad poblacional del Ecuador,

demostrando que la tendencia se mantiene desde hace 30 años y de seguir con esta

tendencia los resultados serían los siguientes para los próximos 20 años

Proyección de la densidad poblacional hasta el año 2030

AÑO POBLACIÓN Hab/km2

2010 36.477 108,43

2015 41.351 122,91

2020 46.876 139,34

2025 53.140 157,96

2030 60.240 179,06

Cuadro N° 10: Proyección de la densidad poblacional hasta el 2030


1.1.1.1.6 Aéreas urbanas y centros poblados

En nuestro país, la población urbana es aquella que fue empadronada en el núcleo urbano

de capitales provinciales y cabeceras cantorales. Población rural es aquella que fue

115

empadronada en las parroquias rurales (cabeceras parroquiales y resto de la parroquia).

Incluye la población empadronada en la periferia de las capitales provinciales y cabeceras

cantonales.

Los resultados obtenidos en el Censo 2010 se pueden ver en el Cuadro N°34 que el 78,42%

vive en el área rural y solamente el 21,58% es urbano, lo que nos demuestra que el cantón

tiene predominancia rural, los centros urbanos todavía no han tenido un crecimiento

grande, no son atractivos para la población rural, por cuanto carecen de servicios públicos

de calidad y no ofrecen mayores posibilidades de empleo

Población Urbana y Rural

Área Urbana o

Rural

Sexo

1. Hombre % 2. Mujer % Total Total %

1. Área Urbana 3.949 10,83% 3.922 10,75% 7.871 21,58%

2. Área Rural 14.665 40,20% 13.941 38,22% 28.606 78,42%

Total 18.614 51,03% 17.863 48,97% 36.477 100,00%

Cuadro N° 11: Población Urbana y Rural



Gráfico N° 4: Población Urbana y Rural



21,58%

78,42%

Población Urbana y rural

1. Area Urbana

2. Area Rural

116

De la investigación realizada en los recintos y barrios del cantón, con la aplicación de la

encuesta, se tienen 73 poblados rurales conocidos como recintos y 21 barrios que se

encuentra distribuidos en todo el territorio cantonal con la siguiente distribución por

parroquias.

Número de recintos y barrios

Parroquia Recintos Barrios Total R y B

Puebloviejo 26 14 40

Puerto Pechiche 23 1 24

San Juan 24 6 30

Totales 73 21 94

Cuadro N° 12: Número de recintos y barrios por parroquias

Fuente: Encuesta Social, Económica y Ambiental, 2011


En el mapa se muestra los barrios y recintos del Puebloviejo, cuya simbología expresa la

densidad población y el área en hectáreas. Los círculos más pequeños definen la

población de un recinto en un rango entre 29-30 personas, hasta el círculo más grande

que representa un recinto que tiene una población en el recinto de 1372-2500 personas,

en el caso de Puebloviejo el único recinto que tiene esta población es Los Ángeles y el más

pequeño es el recinto La Libertad.

En el mapa se muestra una cierta concentración alrededor de los centros urbanos de San

Juan, Puerto Pechiche y Puebloviejo con poblaciones de mayor densidad poblacional, en

cambio en el área rural están varios recintos y la mayoría de baja densidad poblacional,

situación que impide una adecuada cobertura de los servicios públicos como el agua

potable, alcantarilladlo y recolección de basura.

117

Mapa N° 1: Asentamientos Humanos

118

La información proporcionada por los representantes e informantes de los barrios y

recintos del cantón a través de la ficha social, ambiental y económica nos da resultados

de la población de manera muy aproximada, lo que nos permite tener información por

unidades territoriales de base por parroquias.

Esta información que ha sido proporcionado por los representantes e informantes de los

barrios y recintos no permite tener una población determinada, que nos sirve como

referencia.

RECINTOS DE LA PARROQUIA URBANA PUEBLOVIEJO

N Recintos Población

1 Balzares 115

2 Barraganete 40

3 Cordillera 60

4 El Descanso 40

5 El Guajil 29

6 La Bolívar 70

7 La Libertad 30

8 La Unidad 200

9 Las Marías 120

10 Las Mercedes 90

11 Los Ángeles 2500

12 Los Cañales 300

13 Los Gramales 60

14 Los Marines 210

15 Mapancillo 222

16 Pechiche 1050

17 Pepa De Oro 100

18 San José 110

119

19 Vida es Lucha 35

20 Zapote 245

21 La Pitaya 900

22 Guachapelí 294

23 La Loma 154

24 Casa Quemada 50

25 Los Troncos 55

26 Las Cruces 195

Total 7274

Cuadro N° 13: Recintos de la parroquia Urbana Puebloviejo

BARRIOS DE LA PARROQUIA URBANA PUEBLOVIEJO

N° Barrios/ciudadelas Población

1 10 De Agosto 520

2 25 De Mayo 800

3 7 De Febrero 600

4 9 De Octubre 450

5 Av. F. Serrano 600

6 Elisa González 220

7 Galo Cedeño 300

8 Justino Cornejo 400

9 Los Vergara 60

10 Luz Angélica 300

11 Luz Y Progreso 280

12 San Felipe 400

13 Sucre 480

14 Versalles 43

Total 5453

Cuadro N° 14: Barrios de la Parroquia Urbana de Puebloviejo

120

Fuente: Encuesta Social, Económica y Ambiental- 2011


BARRIOS DE LA PARROQUIA RURAL DE SAN JUAN

SAN JUAN HABITANTES

5 DE JUNIO 1204

CENTRAL SAN JUAN 512

CENTRAL SAN JUAN NUEVO 2500

NORTE SAN JUAN 1371

SAN JUAN NUEVO 1026

SUR SAN JUAN 879

Total general 7492

Cuadro N° 15: Barrios de la Parroquia Rural de San Juan



RECINTOS DE LA PARROQUIA RURAL DE SAN JUAN

SAN JUAN HABITANTES

BOLA DE ORO 2000

CANCAGUA 40

CASA DE TEJA 215

COOPERATIVA SAN JUAN 295

COROZAL 400

CRISTO DEL CONSUELO 65

JORGE MANUEL MARAN 160

JUANA DE ORO 720

121

LA FELICITA 101

LA FRAGUA 250

LA GOMEZ 35

LA MARIA # 2 240

LA PANCHITA 35

LA QUINTA 50

LOMA DE PAJA 253

LAS CASITAS 300

MARIA 1 1200

MARIA ROSA 300

NUEVO PORVENIR 155

SAN NICOLAS 250

SAN PEDRO DE VALDIVIA 250

VICTORIA NORTE 100

VOLUNTAD DE DIOS 400

23 RECINTOS 7814

Cuadro N° 16: Recintos de la Parroquia Rural San Juan



122

ANEXO 2

DATASHEET DE LOS EQUIPOS

128

ANEXO 3

ENCUESTA DIRIGIDA A LAS PERSONAS DEL RECINTO LA

COOPERATIVA DEL CANTÓN PUEBLOVIEJO



OBJETIVO: Realizar un estudio de factibilidad y diseño de red inalámbrica

para acceso a Internet en el recinto La Cooperativa.

INSTRUCCIONES: Marque la respuesta con una x en el casillero

correspondiente.

1. ¿Cree usted que el acceso a internet se ha convertido en un servicio

importante?

SI

NO

2. ¿Le gustaría obtener acceso a internet mediante una red

inalámbrica?

SI

NO

3. ¿Con qué fin usaría usted el acceso a internet?

Educativo

Informativo

Entretenimiento

4. ¿Cuánto estaría usted dispuesto a cancelar por el servicio de

internet?

$20

$25

$30

129

5. ¿Considera importante que la unidad educativa del recinto tenga

acceso a internet?

SI

NO

ANEXO 4

EVIDENCIAS DE ENCUESTAS

130

ANEXO 5

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

134

ANEXO 6

ENTREVISTA EN EL GOBIERNO AUTÓNOMO

DESCENTRALIZADO MUNICIPAL DEL CANTÓN SAN

FRANCISCO DE PUEBLOVIEJO

Entrevista con el Ing. Marcos Jiménez

Director del Departamento de TI

Entrevista con el Arq. Livan Parra Molina

Director del Departamento de Planificación y Gestión Estratégica

135

ANEXO 7

CERTIFICADO OTORGADO POR EL DIRECTOR DEL

DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN

ESTRATÉGICA DEL G.A.D.M DEL CANTÓN SAN

FRANCISCO DE PUEBLOVIEJO

136

ANEXO 8

INFORME DEL PROYECTO DE TITULACIÓN



CANTÓN PUEBLOVIEJO”

ANTECEDENTES

El trabajo de titulación tiene como finalidad brindar conectividad a Internet

en el recinto La Cooperativa y proveer este servicio a la escuela de

educación básica Luz de América, para lo cual se propone un diseño de

red escalable que no solo beneficiará a los estudiantes y docentes de la

unidad educativa sino también a los habitantes del recinto.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

OBJETIVO GENERAL

Estudiar la factibilidad técnica y diseñar una red inalámbrica para proveer

acceso a Internet en el recinto La Cooperativa del cantón Pueblo Viejo de

la Provincia de Los Ríos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analizar la factibilidad técnica de una red inalámbrica (acceso y

transporte) para proveer acceso a internet en el recinto La

Cooperativa.

Diseñar la red de transporte para el recinto La Cooperativa.

Diseñar la red de acceso a internet para la Unidad Educativa Luz de

América.

Simular el funcionamiento del sistema construido.

137

DISEÑO PRINCIPAL

El diseño de red propuesto debe permitir cubrir el recinto La Cooperativa

teniendo como punto de referencia el acceso a Internet para la Unidad

Educativa “Luz de América”, aportando así al desarrollo de la comunidad.

Las características para el diseño de la red se mencionan a continuación:

Disponibilidad del 99,99%.

Trabajar en un rango de frecuencia de 5150 - 5875 MHz.

Alcance de cobertura de 1km.

Capacidad del enlace mínimo 50 Mbps.

Escalable.

El diseño de nuestra solución estará compuesto por:

1 enlace de transporte con los siguientes elementos:

2 antenas AirFiber

2 estaciones base Rocket M5

1 enlace de acceso con los siguientes elementos:

1 router MikroTik

1 antena Sectorial AM 120º

1 estación base Rocket M5

1 radio remoto SXT 5HPnD

Cada una de estas características se sustenta en los cálculos realizados

tanto para la red de acceso como la de transporte que se mostrará a

continuación. En la figura 1 se aprecia el diseño de la red propuesta.

138

DISEÑO DE RED EN MENOR ESCALA

Figura 1.- Esquema de red en menor escala para acceso a internet en el recinto La Cooperativa

139

CÁLCULOS PARA EL ENLACE DE TRANSPORTE

SITUACIÓN ACTUAL DEL RECINTO

El recinto La Cooperativa es una zona rural del cantón Puebloviejo ubicado

en la provincia de Los Ríos, Ecuador aproximadamente a 5 km de la

parroquia San Juan y un área geográfica de 3.10 km2 como se puede

visualizar en la figura 2. Cuenta con 418 habitantes según el Instituto

Nacional de Estadística y Censos (INEC, 2010), y posee también una

escuela fiscal con el nombre de “Unidad Educativa Luz de América”.

Figura 2.- Ubicación del recinto La Cooperativa

1cm : 356m

140

Para realizar los cálculos del enlace debemos determinar a través del perfil

de elevación la altura sobre el nivel del mar a la que se encuentra cada uno

de los sitios en donde se ubicaran las radiobases.

Figura 3.- Perfil de Elevación del Enlace

Nombre del sitio Longitud (O) Latitud (S) ASNM

San Juan 79º33’46’’ 1º37’30,1’’ 15 m

La Cooperativa 49º34’26,4’’ 1º39’6’’ 10 m

Tabla 1.- Datos del Enlace

VERIFICACIÓN DE LA LÍNEA DE VISTA

Se deben analizar las obstrucciones en la trayectoria entre la antena

transmisora y receptora para determinar a qué altura debe estar la torre

para que exista línea de vista entre ambas antenas y no se obstruyan las

señales de radiofrecuencia.

DATOS

o Distancia entre antenas 𝐷 = 3,21 𝑘𝑚

o Altura de la torre transmisora ℎ𝑡 = 25𝑚

La altura de la antena receptora se puede determinar de forma aproximada

mediante la ecuación del horizonte óptico, donde D está en Km y h en

metros:

𝐷 = 3.572 (√ℎ𝑡 + √ℎ𝑟 )

Por lo que ℎ𝑟 = 16,82

141

Debido a que en el mercado existe torres con medidas de múltiplos de 3,

se elige una torre en el extremo receptor de ℎ𝑟𝑥 ≥ 18 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠.

ZONA DE FRESNEL

Para determinar que no exista obstrucción en el frente de onda donde va la

mayor parte de la energía del enlace, se calcula la primera zona de fresnel

y que la señal emitida no sea obstruida por algún objeto en el trayecto.

Figura 4.- Perfil del enlace RadioMobile

Utilizando los datos obtenidos en el simulador RadioMobile se determina

que el obstáculo que puede afectar la zona de Fresnel es de 14 metros a

una distancia de 1,9 kilómetros desde el recinto La cooperativa, además

nos indica que en ese sitio existe un despeje de 2,9 veces el radio de

Fresnel 1 como se observa en la figura 4.

Usando la ecuación del radio de fresnel podemos comparar los resultados

obtenidos en RadioMobile:

142

𝑅 = 17.3√𝑑1𝑑2

𝐹(𝐺𝐻𝑧)𝐷(𝑘𝑚)

Donde:

F= frecuencia de operación en GHz.

d1=distancia entre la antena Tx y el obstáculo en Km.

d2=distancia entre la antena Rx y el obstáculo en Km.

D = d1 + d2

𝑅 = 17.3√(1,9)(1,31)

(5,15)(3,21)

𝑅 = 6.71 𝑚

PÉRDIDA EN EL ESPACIO LIBRE

Representa la mayor parte de la atenuación causada por la pérdida de la

energía de la señal enviada debido a factores como las condiciones

atmosféricas que causan refracción de la señal, la que se puede determinar

de manera aproximada como:


Donde 𝐷 = 3.21 𝑘𝑚 y con 𝐹𝑀Á𝑋𝐼𝑀𝐴 = 5875 𝑀𝐻𝑧 , la pérdida en espacio

libre será:

𝑃𝐷 = 117. 91 𝑑𝐵𝑚

MARGEN DE DESVANECIMIENTO

Para asegurar la estabilidad del enlace ante condiciones de pérdida

ocasionada por la atenuación del medio, se considera un margen de

desvanecimiento aplicando la tabla probabilística de Distribución de

Rayleigh (figura 5), brindando el 99,99%, el margen a utilizar es de 38 dB

con un tiempo máximo de disponibilidad anual de 0,8 horas.

143

Figura 5.- Distribución Rayleigh para el Tiempo de Disponibilidad

GANANCIA DE ANTENA

La ganancia de antena a usar se puede calcular en función de la ecuación

del nivel de recepción:


Al necesitar como mínimo una capacidad de enlace de 50 Mbps utilizamos

un MCS9 que nos brinda 60 Mbps y reemplazo con los datos de potencia

de transmisión y recepción del equipo:

−93 = 27 − 0 + 𝐺𝑡𝑥 − 38 − 117,91 + 𝐺𝑟𝑥 − 0

𝐺𝑎𝑛𝑡 =−93 + 128

2

𝐺𝑎𝑛𝑡 = 17,95 𝑑𝐵𝑖

Considerando que en el mercado no existe una antena con esa ganancia,

se elige una antena con una ganancia mayor que más se aproxime al valor

de nuestro cálculo.

𝐺𝑎𝑛𝑡 = 23 𝑑𝐵𝑖

NIVEL DE RECEPCIÓN DE LA SEÑAL

Con los valores previamente calculados, podemos determinar la potencia

de recepción; con este dato podemos establecer en que modulación

trabajar para obtener el mayor ancho de banda posible, con los equipos

144

seleccionados. Realizando la ecuación de pérdidas y ganancias del sistema

propuesto, el nivel de recepción será:


𝑃𝑟𝑥 = 27 − 0 + 23 − 38 − 117,91 + 23 − 0

𝑃𝑟𝑥 = −82.91 𝑑𝐵𝑚

Con el nivel de recepción obtenido se puede trabajar con el MCS12 lo que

nos da una capacidad de enlace de 180 Mbps, como lo requerido es

50Mbps se establece utilizar un MCS10 lo que nos brindará un ancho de

banda de 90 Mbps, de acuerdo a la siguiente tabla del Sistema de

Codificación y Modulación:

Figura 6.- Sistema de Codificación y Modulación - MCS

CÁLCULO DEL ENLACE DE ACCESO

El cálculo del enlace de acceso se realiza de la misma manera que para el

enlace de transporte teniendo en consideración la cobertura que se va a

dar en el sector que es de 1 km.

145

PÉRDIDA EN EL ESPACIO LIBRE

DATOS:

𝐷 = 1 𝑘𝑚


Fórmula:

𝑃𝐷 = 32,4 + 20 log 𝐹(𝑀𝐻𝑧) + 20 log 𝐷(𝑘𝑚)

𝑃𝐷= 107,78 𝑑𝐵

GANANCIA DE ANTENA

Fórmula:


Utilizando el MCS8 que nos brinda una capacidad del enlace de acceso de

30 Mbps reemplazamos la fórmula con los datos de potencia de transmisión

𝑃𝑡𝑥 = 27 𝑑𝐵𝑚 y recepción 𝑃𝑟𝑥 = −95 𝑑𝐵𝑚 del equipo, la pérdida por

desvanecimiento de 38 dB garantizando el 99,99% de confiabilidad y la

pérdida en el espacio libre calculada anteriormente.

−95 = 27 − 0 + 𝐺𝑡𝑥 − 38 − 107,78 + 𝐺𝑟𝑥 − 0

𝐺𝑎𝑛𝑡 =−95 + 118,78

2

𝐺𝑎𝑛𝑡 = 11,89 𝑑𝐵𝑖

Al no existir en el mercado una antena con esa ganancia se elige una

antena con el valor de ganancia más próximo.

𝐺𝑎𝑛𝑡 = 16 𝑑𝐵𝑖

NIVEL DE RECEPCIÓN

Fórmula:


𝑃𝑟𝑥 = 27 − 0 + 16 − 38 − 107,78 + 16 − 0

𝑃𝑟𝑥 = −86.78 𝑑𝐵𝑚

146

DATOS TÉCNICOS DE LOS EQUIPOS

MikroTik SXT 5HPnD


Potencia Tx 22 dBm

Potencia Rx -77 dBm

Ganancia 16 dBi


Ubiquiti AirFiber AF-5G23-S45



Dimensiones 378 x 290 mm

Ganancia 23 dBi


147

Estación Base Rocket M5



Potencia Tx 27 dBm

Potencia Rx -90 dBm

Modos Punto de acceso, Estación


Antena Sectorial AM-5G16-120

148




Ganancia 16 dBi

Temperatura -30C a 75C

Router Mikrotik RB3011UiAS-RM



Nivel de licencia 5

Sistema Operativo RouterOS

Memoria RAM 1 GB

Almacenamiento 128MB

Núcleos de CPU 2

Frecuencia Nominal de CPU 1.4 GHz

Puertos 10 Puertos Ethernet 10/100/1000


Switch Mikrotik CSS326-24G-2S+RM

149



Sistema Operativo SwOS

Almacenamiento 2MB

Puertos Ethernet 10/100/1000 24

Puertos SFP + 2

Consumo máximo de energía 19 W


PRESUPUESTO ESTIMADO

Equipo Precio Unitario Cantidad Total

Antena MikroTik SXT 5HnD $90.00 1 $90,00


Estación base Rocket M5 $150.00 3 $450,00



Instalación $3000.00 1 $2.000,00

Total $3.205,00

DISEÑO ESCALABLE

Para la robustez del diseño se plantea lo siguiente:

o En el enlace de transporte se presenta un enlace redundante que

nos permitirá mitigar el posible fallo de uno de los enlaces

microondas y además balancear el tráfico de la red.

o En el enlace de acceso se integra un switch que realizará la función

de dividir el ancho de banda mediante vlan’s según las necesidades

de cada usuario.

150

DISEÑO DE RED EN MAYOR ESCALA

Figura 7.- Esquema de red en mayor escala para acceso a internet en el recinto La Cooperativa

151

El diseño a mayor escala está compuesto por:

Enlace de transporte

4 antenas AirFiber

4 estaciones bases

1 router MikroTik

Enlace de acceso

3 antenas sectoriales

3 estaciones base

1 router MikroTik

1 switch MikroTik

1 SXT 5HPnD

PRESUPUESTO ADICIONAL

Equipo Precio Unitario Cantidad Total


Estación base Rocket M5 $150.00 4 $600,00



Switch Mikrotik CSS326-24G-2S $139.00 1 $139.00

Total $2.539,00

152

PROYECCIÓN DEL ENLACE DE TRANSPORTE Y COBERTURA DEL

RECINTO EN GOOGLE EARTH

Figura 7.- Enlace y Cobertura del Recinto


CONCLUSIÓN

o Analizando los resultados obtenidos de los cálculos del enlace y la

simulación realizada con la herramienta RadioMobile, se verifica la

factibilidad técnica y operacional de la propuesta para dar conectividad

al recinto La Cooperativa del cantón Puebloviejo.

o Para llevar a cabo el proyecto nuestra recomendación es realizar la

implementación de menor a mayor escala según la disponibilidad del

presupuesto.

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