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FECHA Diciembre 08 de 2008 NÚMERO RAE
PROGRAMA Ingeniería de Telecomunicaciones
AUTOR (ES) CLAVIJO, Oscar; CORTES, María del Carme; IZQUIERDO, Fabian.
TÍTULO ESTUDIO DE LA VIABILIDAD TÉCNICA PARA INTERNET SOCIAL CON LA UTILIZACIÓN DE LA TECNOLOGÍA WIMAX
PALABRAS CLAVES
WIMAX, VSAT, COMPARTEL, COMPARACIÓN DE TECNOLOÍAS INALAMBRICAS.
DESCRIPCIÓN Este proyecto de grado está enfocado hacia el estudio de la viabilidad técnica para Internet
social con la utilización de la tecnología WiMAX en zonas rurales donde llega el programa Compartel. Se realizó un estudio a fondo de la tecnología WiMAX (Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas), para conocer su funcionalidad y beneficios, para así poder llegar a aplicar a este servicio una tecnología de banda ancha inalámbrica; solución que fue comparada tanto técnica como económicamente con la tecnología VSAT, utilizada actualmente por el programa Compartel, con el fin de determinar su conveniencia de implantación.
FUENTES BIBLIOGRÁFICAS BIBLIOGRAFIA
INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI. Diccionario geográfico de
Colombia. Tomo 2. Santafé de Bogotá D.C.: Corcovada-Lynval and cove.
ROEDER, Ohrtman. Wi-Fi Handbook. Estados Unidos: Mc Graw-Hill, 2003.
200p.
BATES Jr, Regis J. Comunicaciones inalámbricas de banda ancha. Aravaca
Madrid: Mc Graw-Hill, 2003. 345 p.
HUIDOBRO, José M y ROLDAN, David. Redes y servicios de banda ancha
tecnología y aplicaciones. Aravaca Madrid: Mc Graw-Hill, 2004. 309p.
Smith, Clint, 3G Wireless with Wimax and Wifi 802.16 and 802.11 8° edición.
CIBERGRAFÍA
¿Por qué WiMAX?: Un manual crítico sobre la realidad inalámbrica
http://www.ahciet.net/comun/portales/1000/10002/10007/10617/docs/006.pdf.
(29-09-08.14:00).
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BlogWiMAX http://blogWiMAX.com/que-es-WiMAX/
Tecnología WiMAX http://www.ordenadores-y-portatiles.com/WiMAX.html
Todo sobre WiMAX http://enter.com.co/enter2/ente2_inte/ente_inte/ARTICULO-WEB-
NOTA_INTERIOR_2-3514133.html
Noticias sobre WiMAX http://www.channelplanet.com/?idcategoria=17477
Noticias sobre WiMAX
http://www.elpais.com.co/paisonline/notas/Noviembre132006/cableunion.html
Planeación de redes WiMAX
http://www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_WiMAX_2007.pdf
WiMAX Forum http://www.atdi.es/
Diseño e implementación con DSP de un modulador Wimax
http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/4507/1/sanchez.pdf
WiMAX Industry http://www.wimax-industry.com/sp/wcm/axc/emap.htm
CONTENIDOS
Objetivo General. Determinar la viabilidad técnica y económica de la implementación de Internet social utilizando la tecnología WiMAX IEEE (802.16) en zonas rurales.
Objetivos Específicos
� Analizar la información y estadísticas que presenta actualmente el sistema Compartel.
� Analizar las ventajas y desventajas de la tecnología WiMAX, en comparación con la tecnología VSAT para el estudio total de la viabilidad técnica de la implementación de Internet Social.
� Analizar la reglamentación mundial y de Colombia, para determinar los alcances y limitaciones que pueda tener el uso de esta tecnología.
� Realizar un estudio comparativo de costos para la implementación de la tecnología WiMAX y VSAT.
Para cumplir los anteriores objetivos, la investigación y desarrollo del presente documento se realizaron por capítulos de la siguiente manera: Capitulo 1: En este capítulo se muestran algunos antecedentes de la
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tecnología WiMAX a nivel mundial y en Colombia, también se muestra la descripción, formulación del problema y justificación del proyecto. Capitulo 2: En este capítulo se encuentra una completa descripción del programa Compartel, la tecnología VSAT y la tecnología WiMAX. Así como también todo lo referente al marco legal de la tecnología WiMAX a nivel mundial y en Colombia. Finalmente se realizó una comparación entre las tecnologías inalámbricas, profundizando en una comparación entre las tecnologías WiMAX y VSAT. Capitulo 3: En este capítulo se describió la metodología del trabajo, como el enfoque y línea de investigación. Así como también la hipótesis y variables del proyecto. Capitulo 4: En este capítulo se realizó el desarrollo ingenieril del proyecto, se analizo la viabilidad técnica de las dos tecnologías, así como el análisis y comparación de costos de estas dos tecnologías. Se detallaron el hardware, software, e infraestructura necesaria para implementar cada una de las dos tecnologías. Capitulo 5: En este capítulo se presentan los análisis y resultados vistos durante el proceso del desarrollo ingenieril.
METODOLOGÍA ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN El Estudio De La Viabilidad Técnica y de La Implementación de Internet Social Para la Utilización de la Tecnológica WiMAX IEEE (802.16), es de enfoque empírico analítico: cuyo interés es el técnico, orienta a la investigación a la contrastación permanente de las aseveraciones teóricas con la verificación experimental. LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
� La línea de investigación para este proyecto es: Tecnologías actuales y sociedad.
Sublínea de la Facultad
� La Sublínea de investigación para este proyecto es: Sistemas de Información y Comunicación.
Campos de Investigación
� Convergencia de Redes y Servicios HIPÓTESIS La solución posible para el problema del proyecto es migrar a la tecnología WiMAX, esta tecnología facilita la reducción de costos de implementación, mantenimiento y adicionalmente mayor cubrimiento y calidad de servicio para Internet Social. VARIABLES
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Variables Independientes
� Poblaciones pequeñas que no cuenten con los servicios de telecomunicaciones adecuados.
� Demanda. Variables Dependientes
� Distancia. � Línea de Vista. � Cobertura.
CONCLUSIONES La solución de la tecnología WiMAX para cubrir todos los sitios del territorio
nacional no es procedente por las limitaciones de falta de línea de vista y cubrimiento para distancias mayores de 10Km donde no se puedan alcanzar aquellos sitios con las antenas más cercanas. Los costos que generan la tecnología de WiMAX a un término de 5 años son inferiores a los generados por la tecnología VSAT. El servicio para el acceso a Internet a través de la tecnología WiMAX permite la movilidad en el rango de cobertura de las antenas ofreciendo de esta manera mayor comodidad y calidad de vida de la población que en el caso de la VSAT donde los habitantes tendrán que desplazarse (a veces más de 7 Km) a dichos sitios, para obtener los beneficios que brinda este servicio. Las dos tecnologías presentan diferencias en cuanto a la implementación que cada una de estas requiere para prestar el servicio, ya que sus características técnicas
Teniendo en cuenta, la relación costos Vs servicios se llega a la conclusión que la mejor solución para cubrir la totalidad de los sitios en el territorio colombiano es la utilización de una combinación de las dos tecnologías donde a través del satélite se utilizaría para brindar el servicio VSAT en aquellas poblaciones de difícil acceso y/o que no permiten línea de vista.
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ESTUDIO DE LA VIABILIDAD TÉCNICA PARA INTERNET SOCIAL CON LA UTILIZACIÓN DE LA TECNOLOGÍA WMAX
CLAVIJO OSCAR EDUARDO CORTES SIERRA MARIA DEL CARMEN
IZQUIERDO FABIAN LEONARDO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ D.C
2008
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ESTUDIO DE LA VIABILIDAD TÉCNICA PARA INTERNET SOCIAL CON LA UTILIZACIÓN DE LA TECNOLOGÍA WIMAX
CLAVIJO OSCAR EDUARDO CORTES SIERRA MARIA DEL CARMEN
IZQUIERDO FABIAN LEONARDO
Trabajo presentado como requisito para optar al título de Ingeniero de Telecomunicaciones
CESAR OSUNA Director
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ D.C
2008
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Nota de Aceptación
__________________________________
__________________________________
__________________________________
_________________________________
Firma del Director del Proyecto
Firma del Jurado 1
Firma del Jurado 2
Bogotá D. C Noviembre del 2008
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AGRADECIMIENTOS
Los autores del presente trabajo expresan sus agradecimientos al Ingeniero Cesar
Osuna. Director del proyecto y profesor de la Facultad de Ingeniería, quien con
sus excelsas cualidades en todo momento nos orientó y colaboró para la
elaboración del proyecto. Finalmente al Ingeniero Carlos Lozano por guiarnos
durante los primeros pasos del desarrollo del proyecto.
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Dedicamos este proyecto de grado
en primer lugar a Dios, que ha hecho
posibles todos nuestros logros. En
segundo lugar a nuestra familia,
porque nos brindaron la oportunidad
de tener una formación integral,
valores humanos y morales que en
este momento han sido de gran
soporte para los diferentes
momentos de la vida que hemos
vivido y que vamos a vivir como
profesionales.
Oscar Eduardo, Fabian Leonardo y
María del Carmen
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TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 15
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................. 16
1.1 ANTECEDENTES ..................................................................................................... 16
1.1.1 WiMAX a nivel mundial .................................................................................... 16
1.1.1.3 WiMAX Centro América ................................................................................. 18
1.1.1.4 WiMAX Sur América .................................................................................... 19
1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................ 22
1.2.1 Descripción del problema.. .................................................................................. 22
1.3 JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................... 22
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................. 23
1.4.1 Objetivo General.................................................................................................. 23
1.4.2 Objetivos Específicos .......................................................................................... 23
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES ............................................................................. 24
1.5.1 Alcances.. ............................................................................................................ 24
2. MARCO REFERENCIAL ................................................................................... 25
2.1 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL ....................................................................... 25
2.1.1 COMPARTE.. .................................................................................................... 25
2.1.2 VSAT.. ............................................................................................................... 251
2.1.3 WiMAX. .............................................................................................................. 47
2.1.4 Comparación Tecnologías Inalámbricas ............................................................. 79
2.1.5 WiMAX frente a VSAT. ..................................................................................... 92
2.2 MARCO LEGAL O NORMATIVO .......................................................................... 96
2.2.1 Reglamentación Mundial ................................................................................ 96
2.2.2 Reglamentación Colombia. .............................................................................. 103
3. METODOLOGÍA .............................................................................................. 108
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................... 108
3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ............................................................................... 108
3.2.1 Sublínea de la Facultad ...................................................................................... 108
3.2.2 Campos de Investigación ................................................................................... 108
3.3 HIPÓTESIS .............................................................................................................. 108
3.4 VARIABLES ............................................................................................................ 109
3.4.1 Variables Independientes ................................................................................... 109
3.4.2 Variables Dependientes ..................................................................................... 109
4. DESARROLLO INGENIERIL ........................................................................... 110
4.1 ANALISIS DE ESTADISTICAS DE COMPARTEL ............................................. 110
4.2 NORMATIVIDAD COLOMBIANA WiMAX ....................................................... 110
4.3 CONSIDERACIONES GENERALES PARA LAS ALTERNATIVAS CON LAS TECNOLOGÍAS VSAT Y WIMAX ............................................................................. 111
4.4 ALTERNATIVA CON TECNOLOGÍA VSAT ..................................................... 115
4.5 ALTERNATIVA CON TECNOLOGÍA WIMAX ................................................. 132
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4.6 COMPARATIVA DE COSTOS .............................................................................. 176
5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................ 177
6. CONCLUSIONES ........................................................................................ 181
7. RECOMENDACIONES ................................................................................ 183
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 184
CIBERGRAFÍA .................................................................................................... 185
GLOSARIO .......................................................................................................... 186
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INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Cubrimiento Compartel con Telefonía ..................................................... 28 Figura 2 Caracterización de municipios por rangos de población ......................... 28 Figura 3 Telecentros en Colombia ........................................................................ 29 Figura 4 Disponibilidad de computadores y telefonía ............................................ 30 Figura 5 Estado de operación en red de datos...................................................... 31 Figura 6 Diagrama de una Red VSAT ................................................................... 32 Figura 7 Frecuencias a Nivel Mundial ................................................................... 37 Figura 8 Estación HUB .......................................................................................... 38 Figura 9 Unidad Interna ......................................................................................... 38 Figura 10 Diagrama de bloques de una estación terrena ...................................... 40 Figura 11 Unidad Exterior...................................................................................... 41 Figura 12 Unidad Interior ....................................................................................... 42 Figura 13 Red en Estrella ...................................................................................... 43 Figura 14 Red en Malla ......................................................................................... 44 Figura 15 Estructura de una Red VSAT. ............................................................... 45 Figura 16 Satélite .................................................................................................. 46 Figura 17 Zona de Fresnel LOS ............................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 18 Zona de Fresnel NLOS ............................ ¡Error! Marcador no definido. Figura 19 Ubicación del equipo de suscriptor (CPE) para condición NLOS y LOS 51 Figura 20 Señales Recibidas OFDM y Portadora Simple ...................................... 52 Figura 21 Diagrama de transmisión y Recepción OFDM ...................................... 52 Figura 22 Efecto de la Sub-Canalización .............................................................. 53 Figura 23 Modulación Adaptativa con su respectiva distancia. ............................. 55 Figura 24 Enlaces dedicados ................................................................................ 58 Figura 25 Acceso de banda ancha fija .................................................................. 59 Figura 26 Acceso de banda ancha móvil .............................................................. 60 Figura 27 MAC y PHY ........................................................................................... 60 Figura 28 Acceso al medio .................................................................................... 62 Figura 29 Conexión a nivel lógico y físico. ............................................................ 63 Figura 30 tramas MAC .......................................................................................... 67 Figura 31 Recepción con varias fuentes ............................................................... 68 Figura 32 Retardo de Propagación ....................................................................... 69 Figura 33 Interferencia Intersimbólica ................................................................... 69 Figura 34 Propagación Doppler ............................................................................. 70 Figura 35 El estándar permite soluciones con una variedad de segmentos de acceso de banda ancha ........................................................................................ 78 Figura 36 Evolución WiMAX .................................................................................. 79 Figura 37 Interconexión HiperLAN e Hiperaccess ................................................. 86 Figura 38 Etiquetado de los sitios ....................................................................... 116 Figura 39 Ubicación sitios Colombia VSAT ......................................................... 116
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Figura 40 Bolívar ................................................................................................. 117 Figura 41 Cundinamarca ..................................................................................... 118 Figura 42 Nariño .................................................................................................. 119 Figura 43 Diagrama de la estructura de la red .................................................... 121 Figura 44 Concentrador ...................................................................................... 122 Figura 45 MODEM Satelital ................................................................................. 122 Figura 46 Antena de la Estación Remota ............................................................ 124 Figura 47 Reflector Parabólico ............................................................................ 124 Figura 48 Canister ............................................................................................... 125 Figura 49 Mástil ................................................................................................... 125 Figura 50 Unidad Electrónica .............................................................................. 126 Figura 51 Vista Posterior de la Unidad Electrónica ............................................. 126 Figura 52 Vista posterior de la antena Satelital ................................................... 127 Figura 53 Panel Solar .......................................................................................... 128 Figura 54 Antena y HUB principal ...................................................................... 128 Figura 55 Etiquetado de las Estaciones Base ..................................................... 133 Figura 56 Etiqueta enlaces Punto a Punto .......................................................... 134 Figura 57 Ubicación sitios y torres en Colombia WiMAX .................................... 136 Figura 58 Ubicación sitios en Atlántico y Bolívar ................................................. 137 Figura 59 Ubicación sitios Cundinamarca ........................................................... 141 Figura 60 Ubicación de los sitos en Nariño ......................................................... 145 Figura 61 Terreno montañoso – Dpto. Nariño ..................................................... 146 Figura 62 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Amazonas. ........... 154 Figura 63 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Arauca. ................. 155 Figura 64 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Guainía. ................ 156 Figura 65 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Guaviare. .............. 157 Figura 66 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Putumayo. ............ 158 Figura 67 Estructura general topología WiMAX .................................................. 159 Figura 68 Antena base WiMAX ........................................................................... 160 Figura 69 Estación base PacketMAX 5000 ......................................................... 160 Figura 70 Estación base PacketMAX 4000 ......................................................... 161 Figura 71 Estación base PacketMAX 3000 ......................................................... 162 Figura 72 Estación base PacketMAX 2000 ......................................................... 163 Figura 73 Comunicación CPE antena base ........................................................ 164 Figura 74 CPE PacketMAX 400. ......................................................................... 164 Figura 75 CPE PacketMAX 500 .......................................................................... 165 Figura 76 Despliegue típico para WiMAX excepto de licencia ............................ 166 Figura 77 Radio MODEM 193Eg ......................................................................... 168 Figura 78 Radio MODEM 193Es ......................................................................... 169 Figura 79 Switch industrial Magnum ES42 .......................................................... 170 Figura 80 Switch industrial Magnum ES42P ....................................................... 171 Figura 81 Monopolo ............................................................................................ 172
Figura 82 Panel Solar ..................................................................................................... 173
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INDICE DE TABLAS Tabla 1 Cifras Compartel ...................................................................................... 27 Tabla 2 Ventajas y Desventajas ............................................................................ 37 Tabla 3 Ejemplo Estación Base estándar Vs. Funcionalidad Completa ................ 57 Tabla 4 Especificación WirelessMan-OFDM PHY ................................................. 67 Tabla 5 Características WiMAX ............................................................................. 74 Tabla 6 Características del estándar ..................................................................... 75 Tabla 7 Resumen Comparativo entre tecnologías. ............................................... 92 Tabla 8 Comparativo de WiMAX y VSAT .............................................................. 92 Tabla 9 Asignación mundial de bandas con licencia y exentas de licencia. .......... 97 Tabla 10 Bandas y frecuencias disponibles para WiMAX ..................................... 98 Tabla 11 Beneficios de soluciones con licencia y exentas de licencia .................. 99 Tabla 12 Comparación de TDD y FDD ................................................................ 102 Tabla 13 Bandas no licenciadas .......................................................................... 104 Tabla 14 Cuadro del total de operadores ............................................................ 107 Tabla 15 Clasificación de los Sitios .............................................................................. 110
Tabla 16 Tipo de sitio y usuarios por departamento .................................................. 113
Tabla 17 Bandas de Frecuencia VSAT ........................................................................ 115
Tabla 18 Costos generales VSAT ................................................................................. 130
Tabla 19 Costos alternativa VSAT a 5 años. .............................................................. 131
Tabla 20 Sitios con inconvenientes por línea de vista – Dpto. de Bolívar .............. 138
Tabla 21 Estaciones base con cobertura para más de un municipio – Dpto. de Bolívar ................................................................................................................................ 138
Tabla 22 Sitios cubiertos con antena repetidora – Dpto. de Bolívar ....................... 139
Tabla 23 Sitios con inconvenientes por línea de vista – Dpto. de Cundinamarca 142
Tabla 24 Estaciones base con cobertura para más de un municipio – Dpto. de Cundinamarca .................................................................................................................. 142
Tabla 25 Sitios cubiertos con antena repetidora – Dpto. de Cundinamarca .......... 143
Tabla 26 Sitios con inconvenientes por línea de vista – Dpto. de Nariño .............. 146
Tabla 27 Estaciones base con cobertura para más de un municipio – Dpto. de Nariño ................................................................................................................................ 149
Tabla 28 Sitios cubiertos con antena repetidora – Dpto. de Nariño ........................ 150
Tabla 29 Muestra de sitios en zonas selváticas ......................................................... 153
Tabla 30 PacketMax ........................................................................................................ 165
Tabla 31 Criterios de costos WiMAX ............................................................................ 174
Tabla 32 Costo Total WiMAX ......................................................................................... 175
Tabla 33 Comparativa de Costos .................................................................................. 176
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INTRODUCCIÓN
Actualmente existe una proliferación de redes para prestar servicios de
telecomunicaciones soportados por diferentes tipos de tecnologías, ya bien sean
alámbricas o inalámbricas, que de acuerdo a sus particularidades técnicas se
caracterizan por su conectividad y porque facilitan en diferente medida la
convergencia de los servicios. Sin embargo, los habitantes que viven en zonas
rurales de nuestro país (Colombia) no cuentan con los mismos beneficios y
requieren de un medio por el cual puedan mantener comunicaciones a distancia, y
por ende acceso universal para comunicarse con el resto del mundo (la población
tiene derecho al menos a un servicio básico de telecomunicaciones).
Este proyecto de grado está enfocado hacia el estudio de la viabilidad técnica para
Internet social con la utilización de la tecnología WiMAX en zonas rurales donde
hace falta la disponibilidad de Internet. Se muestra información de
implementaciones anteriores en diferentes países, y específicamente en Colombia
lo que realiza Compartel. Luego se realizó un estudio a fondo de la tecnología
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access (Interoperabilidad
Mundial para Acceso por Microondas), para conocer su funcionalidad y beneficios,
para así poder llegar a aplicar a este servicio una tecnología de banda ancha
inalámbrica; solución que fue comparada tanto técnica como económicamente con
la tecnología VSAT, utilizada en el programa Compartel, con el fin de determinar
su conveniencia de implantación.
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 ANTECEDENTES
A continuación se describen los diferentes proyectos que se han realizado
utilizando la tecnología WiMAX, y sus distintas aplicaciones que se han dado a
nivel nacional e internacional para Internet social.
1.1.1 WiMAX a nivel mundial
1.1.1.1 WiMAX en España. En el País ya se ha implementado, tanto
experimental como comercialmente WiMAX en la mayor parte de los municipios
con el operador global de telecomunicaciones Euskaltel, tanto para voz como para
datos. En Cádiz también se comercializa WiMAX tanto para voz, datos y televisión.
Se pretende cubrir toda Andalucía. En la costa alicantina lo ofrecen 2 empresas
privadas: MegaVista, que ofrece únicamente conexión a Internet de 1 Mbps hasta
10 Mbps para zonas rurales.
El operador de telecomunicaciones Marin Telecom ofrece a través de su red
WiMAX aeromax con una superficie de cobertura actual de 1.700 km² varias
modalidades de banda estrecha hasta banda ancha de hasta 34 Mbps y también
línea de voz/fax a través del mismo sistema en el Vinalopó Mitjà, Baix Vinalopó y
Vega Baja
La empresa Neomedia ha realizado los proyectos con infraestructura WiMAX
sobre banda de uso común que más tráfico están soportando; el Ayuntamiento de
Alcorcón dispone de una red WiMAX formada por más de 70 Radioenlaces con
soporte a más de 100 cámaras, agregando un total aproximado de 1,5 Gbps en la
banda de 5 GHz.
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En América Latina ya se ha implementado, tanto experimental como
comercialmente WiMAX en varios países.
1.1.1.2 WiMAX en China1. Huawei es la empresa líder a nivel mundial en
contratos comerciales de WiMAX 16e, según IDC. Hasta la fecha, Huawei ha
asegurado 29 contratos comerciales con la tecnología WiMAX 16e, acumulando
más de 35 pruebas lo que, según IDC, significa que la compañía es líder total en
cuota de mercado dentro de este segmento.
Huawei Technologies Co Ltd. ("Huawei"), compañía líder en el suministro de
soluciones para redes de telecomunicaciones de próxima generación a
operadoras de todo el mundo, anuncia que ha conseguido 17 nuevos contratos
comerciales para la tecnología WiMAX 802.16 durante el primer semestre de
2008, más que el total de contratos firmados durante todo el año 2007.
“Huawei es el único proveedor de soluciones que se encuentra entre las tres
empresas más importantes en los segmentos de redes móviles, redes fijas y
tecnologías IP, según las empresa de estudios de mercado Dittberner, Ovum-RHK
y Gartner,” afirma Zhao Ming, Presidente de la línea de productos WiMAX en
Huawei. “Huawei ha estado desarrollando estas tecnologías durante más de 10
años, comprometiéndose a integrar unos recursos óptimos para ofrecer a nuestros
clientes las soluciones WiMAX más competitivas y diversificadas”, afirma Zhao
Ming.
La tecnología WiMAX ha sido acogida con gran éxito por muchas operadoras por
las numerosas ventajas que ofrece, como por ejemplo su despliegue flexible, la
gran movilidad y la alta velocidad de acceso que proporciona. Comparada con las
redes móviles tradicionales, la tecnología WiMAX utiliza redes IP de extremo a
1 Huawei empresa líder : http://www.liderdigital.com/noticias/detalle_noticia.php?id_noticia=63502 (25-09-08.14:15)
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extremo, garantizando la máxima calidad de servicio, seguridad, planificación de la
red inalámbrica y suministro de servicios de banda ancha.
Las soluciones para WiMAX de Huawei utilizan la cuarta generación de la
plataforma Base Transceiver Station (BTS) de Huawei, ofreciendo altas
prestaciones, integración de múltiples estándares y tecnologías ecológicas,
proporcionando a las operadoras los medios necesarios para facilitar la evolución
de la red en el futuro y maximizando al mismo tiempo los rendimientos de las
inversiones realizadas.
A principios de 2008, Huawei lanzó su primer terminal dongle CPE y USB,
satisfaciendo los requisitos de la tecnología Wave2 y ofreciendo una mayor
capacidad de elección a las operadoras interesadas en el despliegue de servicios
WiMAX.
1.1.1.3 WiMAX Centro América
� WiMAX en Costa Rica. La compañía Radiográfica Costarricense S.A.
(RACSA) ofrece el servicio WiMAX desde junio del 2006. Inició
comercializando el servicio desde 512 kbps en adelante para su primera etapa
de implementación en el Gran Área Metropolitana (en San José y otras
grandes urbes como Alajuela, Cartago y Heredia). El Instituto Costarricense de
Electricidad (ICE) prevé extender el acceso inalámbrico a Internet hacia la
mitad del país para los primeros meses del 2009.
� WiMAX en México. En Junio 23 de 2008, la empresa AXTEL abrió las plazas
de Culiacán, Mazatlán, Nuevo Laredo, Matamoros, Guadalajara y Monterrey,
donde ofrece servicios integrados de telefonía fija, Internet, servicios
avanzados de voz y datos basados principalmente en tecnología WiMAX.
Estas redes funcionan con frecuencias del espectro radioeléctrico y tiene una
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cobertura de varias decenas de kilómetros (alrededor de 40 km), por lo que los
usuarios pueden tener servicios de telecomunicaciones de banda ancha.
� WiMAX en República Dominicana. La empresa ONEMAX creada en Octubre
del 2007, utilizando WiMAX Móvil ofrece servicios interactivos de voz y datos.
Tricom, ha anunciado la implementación del servicio WiMAX exclusivamente a
sus clientes de negocios en su primera etapa; la misma estará disponible en
Bavaro, Haina y Santo Domingo Norte, Oeste y Distrito Nacional.
1.1.1.4 WiMAX Sur América
� Colombia
� Nortel lanzó WiMAX Móvil2. Nortel ha dado a conocer la primera solución
WIMAX móvil punto-a-punto preparada para MIMO (Multiple-Input and
Multiple-Output), destinada a proporcionar contenidos de Banda Ancha
Móvil 4G, incluyendo Internet en cualquier lugar, video móvil, VoIP,
streaming media, aplicaciones de datos y comercio electrónico móvil.
Mediante lo realizado por Nortel, los operadores podrán facilitar contenidos
tipo video por tan sólo una décima parte del costo por bit de las redes
actuales inalámbricas 3G. Además, WiMAX Móvil preparado para MIMO
puede ofrecer el triple de velocidad y el doble la capacidad de suscriptores,
con un mayor rango y penetración en edificios dentro de áreas urbanas en
comparación con soluciones WIMAX no habilitadas para MIMO.
La solución se ha diseñado para proporcionar el modelo de menor costo
total de la propiedad para operadores, permitiéndoles suministrar nuevas
aplicaciones que generen mayores ingresos con una mínima inversión. 2 Nortel Lanzó WiMAX http://www.channelplanet.com/?idcategoria=17477 (26-09-07.14:00)
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También brinda a nuevos participantes la oportunidad de competir en el
negocio de contenidos inalámbricos.
La solución WIMAX de Nortel proporciona operaciones flexibles y está
diseñada para operar en frecuencias 1.5, 2.3, 2.5 y 3.5 GHz. La solución
está basada en plataformas de nueva generación, incluyendo tecnologías
como CDMA, GSM y WCDMA.
� WiMAX rural argentina3. Programa desarrollado en América Latina,
principalmente en Argentina (Pionero). Este es un sistema de alta velocidad en
red de datos a grandes distancias 2 km - 80 km.
• Servicios adicionales de voz, VPN, video vigilancia.
• Accesibilidad simultánea a los servicios.
• Equipos extremamente robustos, fáciles de configurar y sencillos de usar.
Internet WiMAX Rural es un programa dirigido a los municipios de zonas
rurales, a comercios y empresas que desarrollan sus actividades en lugares de
difícil acceso donde no se cuenta con servicios de comunicación, y la vía más
rápida de comunicarse con el exterior es Internet, que de tal manera ha logrado
ser la “vía” donde pueden viajar rápidamente voz, datos y video.
WiMAX Rural a través de municipios, pueblos con necesidades de
comunicación, tiene por objetivo llevar la banda ancha y el uso de las nuevas
tecnologías al mundo rural. Poblaciones rurales se beneficiarán debido a que
con las actuales tecnologías se encuentran fuera del área de cobertura.
3 WiMAX Rural http://www.WiMAX-rural.us/ (26-09-07.14:15)
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Las actuaciones concretas son, instalar en estos municipios unos telecentros,
cibercentros de acceso a Internet, con hot-spot inalámbrico (para que los
ciudadanos puedan navegar libremente con sus propios equipos) y varios
terminales de navegación a libre disposición de los ciudadanos.
� WiMAX en Perú. Americatel tiene una red BrezeMax en todo Lima,
aproximadamente cuenta con 6 estaciones bases (Surco, Lima, Cono Norte,
Cono Sur, San Isidro) que están ubicadas en diversos puntos de la capital para
así dar cobertura total.
� WiMAX en Chile. Telmex inició oficialmente la comercialización de planes de
Internet Banda Ancha y Telefonía, a través de la primera red inalámbrica
nacional, con tecnología WiMAX a través de equipos Alcatel y Alvarion. El
martes 20 de marzo de 2007, lanzó esta innovadora tecnología en el país para
las PYMES. Telmex recibió la autorización que le ha permitido desarrollar la
infraestructura necesaria para ofrecer esta tecnología en Chile.
La tecnología inalámbrica de Telmex esta en el 98 % de las comunas de Chile.
Telmex desde el mes de julio comenzó a comercializar esta tecnología en el
sector Hogar. En octubre de 2007 Telmex amplió su tecnología WiMAX con
WiMAX Móvil.
� WiMAX en Venezuela. Omnivisión desplegó la red WiMAX en Caracas (La
primera fase de instalación comenzó en octubre 2006) junto a Samsung en la
banda de 2.5 GHz, sin embargo, recientemente CONATEL asignó las bandas
de 3.5 y 3.7 GHz para el uso de esta tecnología, lo que ha retrasado un poco el
lanzamiento comercial. Samsung Electronics Co. Ltda. y Omnivisión C.A.
operador han desarrollado el servicio WiMAX móvil en Venezuela bajo la
marca MOVILMAX. Actualmente esta empresa presta servicio de WiMAX
22
móvil, un estándar de última generación y que por ahora está disponible en
pocos lugares del mundo.
1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.2.1 Descripción del problema. Actualmente en Colombia existen zonas
apartadas de difícil acceso en donde no se cuenta con servicios de
telecomunicaciones, incluso poblaciones de más de 50.000 habitantes donde no
se presta el servicio de Internet. Compartel está llegando a algunas zonas con una
calidad baja y de poca disponibilidad debido a las condiciones de esos lugares
tanto geográficas como de infraestructura, utilizando en su mayoría soluciones con
tecnología satelital, Compartel con Internet social busca una solución integral a
las poblaciones más vulnerables.
Una solución que se le podría dar a este problema es migrando a la tecnología
WiMAX.
¿Cómo lograr reducir los costos y mejorar la calidad de Internet Social en
zonas rurales, utilizando la tecnología WiMAX?
1.3 JUSTIFICACIÓN
Este proyecto encuentra su justificación que en el país el índice de utilización de
Internet es muy bajo alcanzando solamente 3.549.2004 usuarios distribuidos entre
suscriptores de acceso dedicado, acceso conmutado y de acceso a internet, por
medio de este proyecto si se logra determinar su implementación se disminuiría la
brecha digital que existe, el Internet es una base fundamental en ciertos aspectos
como son: lo socio-económico, la educación, la salud y la telemedicina. Mejorando
la calidad y la disponibilidad del servicio ya existente, las personas tendrán más
4 CONECTIVIDAD http://www.ccit.org.co/web2008/descargas/internet/0806crt_internet.pdf (26-11-08.12:12)
23
interés en aprender sobre este servicio, logrando que la comunidad a la que se va
a llegar adquieran ciertos beneficios y le puedan dar la mejor utilización posible
sacando el mejor provecho, además dando la posibilidad de generar cambios en el
proceso formativo y reduciendo el analfabetismo en estas zonas. También está
enfocado a lograr que Compartel con su programa actual de Internet Social se
interese en un proyecto que le dé la posibilidad de reducir costos, así como una
mejoría en la calidad del servicio y mayor zonas de cobertura.
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.4.1 Objetivo General. Determinar la viabilidad técnica y económica para la
implementación de Internet social utilizando la tecnología WiMAX IEEE (802.16)
en zonas rurales de Colombia.
1.4.2 Objetivos Específicos
� Analizar la información y estadísticas que presenta actualmente el sistema
Compartel.
� Analizar las ventajas y desventajas de la tecnología WiMAX, en
comparación con la tecnología VSAT para el estudio total de la viabilidad
técnica de la implementación de Internet Social.
� Analizar la reglamentación mundial y de Colombia, para determinar los
alcances y limitaciones que pueda tener el uso de esta tecnología.
� Realizar un estudio comparativo de costos para la implementación de la
tecnología WiMAX y VSAT.
24
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES
1.5.1 Alcances. El proyecto dará como resultado un documento donde se
evaluará la viabilidad técnica y costos de la implementación para Internet Social
utilizando la tecnología WiMAX y VSAT.
25
2. MARCO REFERENCIAL
2.1 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
En esta sección del documento se mostrará los diferentes temas que son
relevantes para la elaboración del proyecto, como lo son:
� Compartel.
� Características de la tecnología VSAT.
� Características de la tecnología WiMAX.
� Comparación de las diferentes tecnologías.
� Comparativa de las tecnologías VSAT y WiMAX.
� Marco legal de la tecnología WiMAX.
2.1.1 COMPARTE. Compartel es un Programa de Telecomunicaciones Sociales
creado por el Ministerio de Comunicaciones, y cuyo objetivo es permitir que las
zonas apartadas del país se beneficien con las tecnologías de las
telecomunicaciones como son: Telefonía Rural Comunitaria, Servicio de Internet
Social y Conectividad en Banda Ancha para Instituciones Públicas.
El programa Compartel de Telecentros busca el acercamiento de las comunidades
a la red mundial de datos y a las comunicaciones telefónicas con el resto del
mundo, mediante la instalación, operación y mantenimiento de telecentros en
localidades que tienen carencias en estas tecnologías y en lugares en los que se
ha evidenciado la necesidad del servicio.
Los Telecentros cuentan con computadores con acceso dedicado a Internet y
líneas telefónicas con capacidad de comunicación con el resto del mundo.
26
En su gran mayoría estos telecentros cuentan con tecnología satelital, y está
previsto que el Operador, cuando sea necesario debe proporcionar soluciones de
energía para la mejor utilización de los mismos.
Los Proyectos de Internet que el Programa Compartel está ejecutando, están
orientados a promover el acceso a Internet y a desarrollar la infraestructura de
telecomunicaciones que permita la asimilación y masificación de las tecnologías
de la información, en particular Internet, en el país.
2.1.1.1 Fases y Cifras. El Programa de Telecentros se ha desarrollado en tres
fases, que han beneficiado a diferentes comunidades, de la siguiente forma:
En la primera fase se instalaron 670 telecentros en 641 cabeceras municipales
que carecían del servicio de Internet. Estos telecentros constan de dos
computadores, una línea telefónica y una línea de fax. Con estos Telecentros se
están beneficiando 2’500.000 personas.
Con la segunda fase, se llegó a localidades de más de 10.000 habitantes,
mediante la instalación de 270 telecentros dotados de 6 o 12 computadores, tres
líneas telefónicas, fax, scanner y cámara web.
La tercera fase se desarrolló mediante la instalación de 550 telecentros en las
cabeceras municipales que aún no contaban con el servicio de Internet, y en
centros poblados de más de 1.700 habitantes.
En total se han instalado 1490 telecentros, que prestan los servicios de telefonía e
Internet en todos los municipios de país, beneficiando a mas de 5’000.000 de
personas.
27
Tabla 1 Cifras Compartel
Fase Población Beneficiada
Telecentros Instalados
Computadores Instalados
Teléfonos Instalados
Fase I 2.500.000 670 670 670
Fase II 900.000 270 1.830 810
Fase III 1.800.000 550 4.400 3.427
Totales 5.200.000 1.490 6.900 4.907
Fase Inversión % desembolsado
Fase I 13.679.087.490 100%
Fase II 19.849.875.007 95%
Fase III 124.816.170.056 96%
Fuente. www.compartel.gov.co En desarrollo de las tres fases, se han instalado Telecentros en la mayoría de las
cabeceras Municipales del país, y en los centros poblados de mayor tamaño.
La figura 1 muestra la gran cobertura que tiene este programa sobre el territorio
colombiano, como los habitantes beneficiados por los diferentes programas de
Compartel.
Compartel con su programa de telefonía rural ha llegado a cubrir un gran
porcentaje de los 32 departamentos de Colombia, cada uno de estos porcentajes
se puede ver en la figura 1. A lo largo de estos años han invertido más de 60
millones de dólares para alcanzar este cubrimiento con la telefonía rural.
28
Figura 1 Cubrimiento Compartel con Telefonía
Fuente www.mincomunicaciones.gov.co
Compartel con el programa de telefonía llega a todas las poblaciones sin tener en
cuenta el número de habitantes de esta, aunque como se puede ver en la figura 2
el mayor número de telecentros con un 26.6% lo tienen las poblaciones con más
de 1.000.000 de habitantes, mientras que los porcentajes más bajos se
encuentran en las poblaciones con un número de habitantes menor a 30.000.
Figura 2 Caracterización de municipios por rangos de población
Fuente www.mincomunicaciones.gov.co
29
Con este programa se han beneficiado el 100% de los municipios en Colombia, ya
sea por medio de la tecnología VSAT, Celular o WLL. Llegando a 9.745
localidades rurales con puntos Compartel, con 12.798 líneas de telefonía rural
comunitaria, de esta manera beneficiando a mas de 5 millones de habitantes
rurales, de los cuales fueron beneficiados con telefonía un total de 42%. Se puede
ver en la figura 3 la distribución de todos los puntos Compartel en el territorio
colombiano.
Con el programa de Internet social se beneficiaron el 100% de las cabeceras
municipales, instalando un total de 3.440 puntos Compartel de los cuales 3.000
fueron instalados en escuelas, 600 telecentros en zonas rurales y los 840
restantes en diferentes partes de las cabeceras municipales. De esta manera
beneficiando a mas de 5.2 millones de habitantes, como también a 2.5 millones de
población escolar pública.
Figura 3 Telecentros en Colombia
Fuente www.mincomunicaciones.gov.co
Compartel en el proceso de instalación de sus telecentros cuenta con dos etapas
que son capacitación y contenido.
� Capacitación: En esta etapa se elabora una introducción al uso de los
computadores junto con sus principales herramientas como hojas de cálculo y
procesador de palabras. Como también la navegación por internet con la
creación de correo electrónico. Finalmente se capa
periféricos como fax, escáner, cámara.
� Contenido: El contenido en el que se prepara la población son
entrada con enlaces como diarios, revistas, instituciones educativas, eventos
culturales locales, museos
En la figura 4 se muestran los problemas que presenta Compartel en la
disponibilidad de computadores como de telefonía rural.
Figura 4 Disponibilidad de computadores y telefonía
Fuente www.mincomunicaciones.gov.co
En la figura 5 se muestra la disponibilidad de Internet por mes que tiene el
programa Compartel, la cual indica que solo supera el 90 % en un mes
el promedio se mantiene en el 80%, lo cual da un alto índice de fallo,
pensar que una alternativa de solución a estos problemas podría ser el cambio de
la tecnología VSAT.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
PC no disponible
En esta etapa se elabora una introducción al uso de los
computadores junto con sus principales herramientas como hojas de cálculo y
procesador de palabras. Como también la navegación por internet con la
creación de correo electrónico. Finalmente se capacita en el manejo de
periféricos como fax, escáner, cámara.
El contenido en el que se prepara la población son
entrada con enlaces como diarios, revistas, instituciones educativas, eventos
culturales locales, museos, bibliotecas y finalmente motores de búsqueda
se muestran los problemas que presenta Compartel en la
disponibilidad de computadores como de telefonía rural.
Disponibilidad de computadores y telefonía
www.mincomunicaciones.gov.co
se muestra la disponibilidad de Internet por mes que tiene el
la cual indica que solo supera el 90 % en un mes
promedio se mantiene en el 80%, lo cual da un alto índice de fallo,
pensar que una alternativa de solución a estos problemas podría ser el cambio de
PC no disponible Telefonía total o
parcialmente no
disponible
Fase 2
Fase 1
30
En esta etapa se elabora una introducción al uso de los
computadores junto con sus principales herramientas como hojas de cálculo y
procesador de palabras. Como también la navegación por internet con la
cita en el manejo de
El contenido en el que se prepara la población son páginas de
entrada con enlaces como diarios, revistas, instituciones educativas, eventos
nalmente motores de búsqueda.
se muestran los problemas que presenta Compartel en la
se muestra la disponibilidad de Internet por mes que tiene el
la cual indica que solo supera el 90 % en un mes, mientras
promedio se mantiene en el 80%, lo cual da un alto índice de fallo, lo que lleva a
pensar que una alternativa de solución a estos problemas podría ser el cambio de
Fase 2
Fase 1
31
Figura 5 Estado de operación en red de datos
Fuente www.mincomunicaciones.gov.co Viendo el análisis de los datos de Compartel, se trabajará con las localidades
incluidas en la Fase I, ya que se cuenta con la información completa de la
ubicación de los sitios. El total de las localidades implementadas en esta fase se
pueden ver detalladas en el archivo “Sitios Fase 1” del CD adjunto.
2.1.2 VSAT5. Very Small Aperture Terminal, es una pequeña estación terrestre
(0.75 a 1.2 m de diámetro), usada para la transmisión y recepción full-duplex, de
todo tipo de datos, video o voz, vía un vínculo satelital. No es necesario adecuar
los equipos terminales de datos (DTE), ya que simplemente se conectan al equipo
de la terminal existente.
Una red VSAT consta de un HUB en el sitio central (estación terrestre principal),
las estaciones remotas VSAT´s, y el segmento satelital correspondiente. La
estación HUB siempre es más grande que las VSAT´s remotas y no es necesario
que esté ubicada cerca del centro principal de procesamiento de datos del usuario.
Hay una estación remota VSAT por cada sitio remoto que se quiera conectar,
pudiendo ser de hasta varios cientos o miles de sitios. Desde el punto de vista de
las comunicaciones hay dos segmentos dentro del proceso de transmisión y
5 VSAT http://www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/vsat_hpg.htm (21-03-08. 14:00)
32
recepción en la red: ellos incluyen el segmento terrestre, que consta del equipo en
el HUB y en los puntos donde hay VSAT´s, y el segmento espacial, que es la
conexión desde y hacia el satélite.
La información saliente del HUB a las VSAT´s, es enviada al satélite y éste la
refleja para que cada terminal VSAT la reciba. A su vez, las terminales envían
información al satélite, el que la refleja para que el HUB la reciba y la procese.
Este proceso, donde toda la comunicación pasa a través del procesador del HUB
hacia cada uno de los sitios remotos independientemente, se denomina topología
estrella. Otra configuración común de red VSAT es la "punto-multipunto"
(broadcast networks).
Figura 6 Diagrama de una Red VSAT
Fuente. Carlos Mancera. Gilat Colombia S.A. Servicios. ppt.
Sus principales características son:
� Redes privadas diseñadas a la medida de las necesidades del usuario.
� El aprovechamiento por el usuario de las ventajas del satélite para los
servicios de telecomunicaciones a un bajo costo y fácil instalación.
33
� Las antenas montadas en los terminales necesarios son de tamaño
pequeño (menores de 2.4 m, típicamente 1.3 m).
� Las velocidades disponibles suelen ser del orden de 56 a 2048 kbps.
� Permite la transferencia de datos, voz y video.
� La red puede tener gran densidad y está controlada por una estación
central llamada HUB que organiza el tráfico entre terminales, y optimiza el
acceso a la capacidad del satélite.
� Enlaces asimétricos.
� Las bandas de funcionamiento suelen ser K o C, donde se da alta potencia
en transmisión y buena sensibilidad en recepción.
2.1.2.1 Ventajas Las peculiares características del medio de transmisión satelital,
junto con su topología y diseño, otorgan a las redes VSAT unas ventajas
específicas frente a otros sistemas de transmisión, entre las que cabe destacar las
siguientes:
� Flexibilidad:
� Fácil gestión de la red.
� Servicio independiente de la distancia.
� Fácil y rápida implantación en lugares de difícil acceso.
34
� Debido a la gran variedad de configuraciones que puede adoptar una red
VSAT, estas se pueden adecuar a las necesidades propias de cada
usuario.
� Los enlaces asimétricos se adaptan a los requerimientos de transferencia
de datos entre una estación central que transmite mucha información a
estaciones lejanas que responden con poca información.
� Facilidad de reconfiguración y de ampliación de la red. El uso de un satélite
hace que se pueda establecer contacto con cualquier punto dentro de su
área de cobertura con lo que los receptores pueden cambiar de ubicación
sin más cambio que la reorientación de su antena. Del mismo modo, la
introducción de un nuevo terminal no afecta al funcionamiento de los
demás.
� La mayoría de los actuales sistemas VSAT utilizan un sistema de emisión
de descarga, que les permite ofrecer el mismo contenido a decenas o miles
de lugares al mismo tiempo sin costo adicional, a esto se le denomina
Multicast.
� Fiabilidad:
� Se suele diseñar para tener una disponibilidad de la red del 99.5% del
tiempo y con una BER de 10-7.
� Alta calidad y disponibilidad de los enlaces.
� Gestión centralizada y dependencia de un único Operador de Servicios.
35
� Económicas:
� Estabilidad de los costos de operación de la red durante un largo periodo de
tiempo. Una empresa puede ser propietaria de prácticamente todos los
segmentos de la red. Esto hace que el presupuesto dedicado a
comunicaciones se pueda establecer con gran exactitud. El único segmento
del que la empresa no puede ser propietario es del segmento espacial pero
sus precios son muy estables.
� Costo de los circuitos independiente de la distancia.
2.1.2.2 Desventajas
� Problemas económicos: Las inversiones iníciales son elevadas y en algunos
países no son claramente competitivas frente a redes basados en recursos
terrestres, este problema puede ser atenuado recurriendo al alquiler del HUB.
� Problemas radioeléctricos:
� El retardo de propagación típico de 0.5 s (doble salto) puede ser
problemático para ciertas aplicaciones como telefonía y videoconferencia,
pero también existen aplicaciones insensibles a él como la actualización de
software, e-mail, transferencia de ficheros.
� El punto más crítico de la red está en el satélite. Toda la red depende de la
disponibilidad del satélite.
� Como todo sistema basado en satélites es sensible a interferencias
provenientes tanto de tierra como del espacio.
36
� Los satélites que operan en la banda de frecuencia ku (14/11/12 GHz) son
muy sensibles a interferencias por el mal tiempo.
� Los que operan en la banda C (6/4 GHz) son muy sensibles a las
interferencias terrestres de las grandes ciudades.
� Al momento de instalar la antena, la ubicación de esta puede ser un
problema para VSAT, debido a estas antenas requieren que tengan una
visión clara del cielo.
� Problemas de privacidad: El uso de un satélite geoestacionario como repetidor
hace posible que cualquier usuario no autorizado pueda recibir una portadora y
demodula la información. Para prevenir el uso no autorizado de la información
se puede encriptar.
2.1.2.3 Plan de frecuencias. El plan de frecuencia ha sido establecido por la
ITU. Se ha establecido que se usen las bandas de frecuencia:
� Banda C o banda ku para aplicaciones civiles.
� Banda X para aplicaciones militares.
� Banda ka para sistemas experimentales.
Las bandas C y ku se encuentran distribuidas por regiones a nivel mundial de la
siguiente manera.
Figura 7 Frecuencias a Nivel Mundial
Fuente. www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/eltos/space/frec.htm.
Hay que tener en cuenta las ventajas y desventajas de cada una de estas
bandas, Ver Tabla 2.
Tabla 2 Ventajas y Desventajas
Banda C Disponibilidad
Tecnología baratarobustez contra atenuación por lluvia
Banda Ku
Usos más eficiente de las capacidades del ya que, al no estar tan influenciado por las
interferencias, se puede usar más eficientes como FDMA o TDMA frente a CDMA que hace un uso menos eficaz del ancho de banda.
Antenas mas pequeñas (0.6 a 1.8 m)
Fuente.www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/eltos/space/frec.htm
Frecuencias a Nivel Mundial
www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/eltos/space/frec.htm.
Hay que tener en cuenta las ventajas y desventajas de cada una de estas
, Ver Tabla 2.
Ventajas y Desventajas
Ventajas Desventajas
Disponibilidad mundial Tecnología barata
robustez contra atenuación por lluvia
Antenas grandes (1 a 3 metros)Susceptible de recibir y causar interferencias
desde satélites adyacentes y sistemas terrestre que compartan la misma banda (Se
necesitaría en algunos casos rectécnicas de espectro ensanchado y CDMA).
eficiente de las capacidades del satélite ya que, al no estar tan influenciado por las
interferencias, se puede usar técnicas de acceso eficientes como FDMA o TDMA frente a CDMA
que hace un uso menos eficaz del ancho de banda. Antenas mas pequeñas (0.6 a 1.8 m)
Hay regiones donde no Más sensible a las atenuaciones por lluvia.
Tecnología
www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/eltos/space/frec.htm
37
Hay que tener en cuenta las ventajas y desventajas de cada una de estas
Desventajas
Antenas grandes (1 a 3 metros) Susceptible de recibir y causar interferencias
adyacentes y sistemas terrestre que compartan la misma banda (Se
en algunos casos recurrir a de espectro ensanchado y CDMA).
Hay regiones donde no está disponible. Más sensible a las atenuaciones por lluvia.
Tecnología más cara.
38
2.1.2.4 Componentes de una Red VSAT
� Estación HUB.
Figura 8 Estación HUB
Fuente. www.clasificadosvictoria.com/php/images/166_2007102323_tmb1.jpg
El HUB es una estación más dentro de la red, pero con la particularidad que
es más grande (la antena típicamente es 4 a 10 metros y maneja más
potencia de emisión -PIRE- variando este dependiendo de la ganancia de la
antena). Habitualmente el HUB está situado en la sede central de la empresa
que opera la red.
Este punto es el que supone un mayor desembolso para una empresa por lo
que se tiene la posibilidad de tener el HUB en propiedad o alquilado.
Diagrama de bloques de una estación HUB:
Figura 9 Unidad Interna
39
Fuente. www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/eltos/hub.htm
El HUB está compuesto por:
� Unidad de RF: La unidad de RF se encarga de transmitir y recibir las
señales. Su diagrama de bloques completo sería similar al de la ODU
(Unidad Exterior) de terminal VSAT (Figura 10).
� Unidad interna: Esta unidad puede estar conectada a la computadora que
se encarga de administrar la red corporativa. Esta conexión puede ser
directa o bien a través de una red pública conmutada o una línea privada
dependiendo de si el HUB es propio o compartido.
� Sistema de Gestión de Red (SGR): Desde el HUB se monitoriza toda la red
de VSAT's. De ello se ocupa el SGR. El SGR es un computador o estación de
trabajo que realiza diversas tareas como:
� Configurar la red (puede desearse funcionar como una red de broadcast,
estrella o malla).
� Control y alarma.
� Monitoreo del tráfico.
40
� Control de los terminales:
o Habilitación y deshabilitación de terminales existentes
o Inclusión de nuevos terminales.
o Actualización del software de red de los terminales.
� Tareas administrativas:
o Inventario de los terminales.
o Mantenimiento
o Confección de informes.
o Tarificación (en caso de ser un HUB compartido).
Por lo que se ve gran parte del éxito de una red VSAT radica en la calidad
del NMS y en su respuesta a las necesidades de los usuarios.
� Estaciones terrenas de redes
Figura 10 Diagrama de bloques de una estación terrena
Fuente. www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/eltos/terminal.htm#ext.
41
Una estación VSAT está compuesta por dos elementos:
� La unidad exterior
Figura 11 Unidad Exterior
Fuente. www.geocities.com/yuraimarojas/vsat1.gif
Básicamente la Unidad Exterior se compone de los siguientes elementos:
� Antena.
� Componentes electrónicos.
� Los parámetros utilizados para evaluar la Unidad Exterior:
o El PIRE que depende de la Ganancia de antena y la potencia de
salida.
o Figura de mérito G/T, que condiciona la frecuencia del enlace de
bajada.
o El ratio G/T depende de la ganancia de la antena y la
temperatura de ruido del receptor.
42
� Temperatura ambiental de operación.
� La unidad interior
Es la que maneja la velocidad del flujo de datos entre el terminal de usuario
y la unidad interior VSAT.
Figura 12 Unidad Interior
Fuente. www.elitesatnetworks.net/img/galilio_router_2.jpg
2.1.2.5 Arquitectura de una Red VSAT6. Las razones para una elegir una
arquitectura u otra son las siguientes:
� La estructura del flujo de información en la red.
� El retardo en la transmisión.
� La capacidad y calidad requeridas en el enlace.
� Del tipo de aplicación que se le vaya dar.
Las principales arquitecturas de un sistema VSAT son:
� Red en estrella:
El uso de satélites geoestacionarios impone las siguientes limitaciones:
6TECNOLOGÍA VSAT http://www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/vsat_hpg.htm (21-03-08. 14:00)
43
� Atenuaciones del orden de 200dB en salto de satélite.
� Potencia de emisión del satélite limitada a algunos watts.
Por otra parte en los terminales se instalan antenas de dimensiones reducidas
y receptores con una sensibilidad limitada.
Por tanto, los enlaces directos entre VSAT's no cumplen unos mínimos
requisitos de calidad por lo que se necesita una estación terrena que actúe de
transmisor, lo que lleva a implementar configuraciones tipo estrella.
Figura 13 Red en Estrella
Fuente. www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/arq/config.htm
Conviene esclarecer los términos INBOUND y OUTBOUND que son
aplicables a las redes en estrella.
� INBOUND: transferencia de información desde un VSAT al HUB.
� OUTBOUND: transferencia de información desde el HUB a un VSAT.
Se habla de redes estrella bidireccionales cuando las aplicaciones
requieren que se comuniquen los VSAT's con el HUB y viceversa. Por el
44
contrario en las redes estrella unidireccional sólo hay comunicación desde
el HUB hacia los VSAT's.
� Red en malla:
Cuando es posible establecer un enlace directo entre dos VSAT's se habla de
redes VSAT en malla.
Figura 14 Red en Malla
Fuente. www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/arq/config.htm
Naturalmente con una red en estrella bidireccional se puede implementar una
red en malla pura, pero con el problema del retardo (0.5 s debido al inevitable
doble salto mientras que en una red en malla pura sería sólo de 0.25 s).
Esta combinación se puede lograr por tener múltiples sitios de enlace
ascendente centralizados conectados entre sí en una multi-topología de
estrella que se encuentra en una topología de malla más grande. Esta
topología disminuye la cantidad de datos que debe ser transmitida a través de
uno o más sitios de enlace ascendente central en la red.
45
2.1.2.6 Estructura de una red VSAT
Figura 15 Estructura de una Red VSAT.
Fuente. www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/vsattele/vsatte21.htm
En este diagrama cabe destacar la separación de la red en una parte terrena y
otra vía satélite. La presencia de los Base Band Interface (Gateway) indica que
existe una conversión de protocolos.
2.1.2.7 Segmento espacial. En el aspecto espacial, para la instalación de redes
VSAT se usan.
� Satélites geoestacionarios.
� Bandas de frecuencias especificas para aplicaciones VSAT.
El segmento espacial es el punto clave de una red VSAT:
� Es el único canal por donde se realiza la comunicación con las
consiguientes ventajas y desventajas que ello conlleva.
46
� Es un canal compartido por lo que se necesita usar alguna técnica o
protocolo de acceso al medio (FDMA, TDMA, DA-TDMA.).
� Características del Satélite7
Figura 16 Satélite
Fuente. www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/eltos/space/satelite.htm El uso de satélites geoestacionarios es crucial para que el costo de los
equipos VSAT sean bajos. Al ser geoestacionarios no es preciso que los
equipos terrestres lleven un sistema de seguimiento. Durante la instalación del
equipo se realiza el apuntamiento de la antena.
� Transpondedor del satélite. El proveedor del servicio fijo de satélite que se
usa para implementar redes VSAT proporciona un cierto número de canales
dentro de un transpondedor. Un transpondedor puede llegar a manejar de 10 a
15 redes de tamaño típico de 500 VSAT´s. El ancho de banda dedicado a la
red VSAT depende de:
� Las tasas de bps que se desee (típicamente para el INBOUND: 128 o 64
kbps y para el OUTBOUND: 128 a 512 kbps). La elección depende
mucho del tamaño de la antena del VSAT.
7 VSAT http://www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/vsat_hpg.htm (21-03-08. 14:00)
47
� Del tipo de asignación del canal (TDMA, FDMA, DA-TDMA).
� Conviene destacar que es posible asignar anchos de banda diferentes a
los OUTBOUND e INBOUND con lo que se establecen enlaces
asimétricos.
Debido a la gran distancia a la que se encuentran los satélites
geoestacionarios a continuación se muestran los factores que determinan la
tasa de error (BER) dependiendo de su variación.
Para ello se debe estudiar los parámetros de los cuales depende:
� Tipo de modulación.
� Tipo de codificación.
� Relación portadora a ruido.
Esta portadora se ve contaminada por diversas fuentes de ruido:
� Ruido térmico
� Ruido de interferencias
� Ruido de intermodulación
2.1.3 WiMAX. (Worldwide Interoperability for Microwave Access o
Interoperabilidad mundial de acceso por microondas), está diseñada como una
alternativa Wireless al acceso de banda ancha DSL y cable, y una forma de
conectar nodos WiFi en una red de área metropolitana (MAN). También se puede
definir como un sistema de comunicación digital, también conocido como IEEE
802.16. WiMAX puede proveer acceso de banda ancha Wireless hasta de 50
Kilómetros. Si se compara con el protocolo Wireless 802.11, el cual está limitado
48
en la mayoría de las ocasiones a unos 100 Metros, esta es la gran diferencia que
separa estas dos tecnologías inalámbricas.
La tecnología WiMAX será la base de las Redes Metropolitanas de acceso a
Internet, servirá de apoyo para facilitar las conexiones en zonas rurales, y se
utilizará en el mundo empresarial para implementar las comunicaciones internas.
WiMAX está pensado principalmente como tecnología de “última milla” y se puede
usar para enlaces de acceso MAN o incluso WAN. Se destaca por su capacidad
como tecnología portadora, sobre la que se puede transportar IP, TDM, T1/E1,
ATM, Frame Relay y voz, lo que la hace perfectamente adecuada para entornos
de grandes redes corporativas de voz y datos así como para operadores de
telecomunicaciones.
Esta tecnología está estandarizada por el IEEE 802.16, Esta tecnología en su
versión 802.16a está diseñada para funcionar por debajo de los 11 GHz y no es
necesario que disponga de visión directa entre las antenas. Puede dar un ancho
de banda de 70 Mbps y aunque su radio de cobertura puede llegar hasta los 50
km, la situación es un poco más compleja y WiMAX no alcanza estos valores,
debido a esto se están considerando los valores medios entre los 7 km y los 11
km8.
2.1.3.1 ¿Cómo funciona WiMAX?9. WiMAX funciona similar a WiFi, pero a
velocidades más altas, mayores distancias y para un mayor número de usuarios.
WiMAX podría solventar la carencia de acceso de banda ancha a las áreas
suburbanas y rurales que las compañías del teléfono y cable todavía no ofrecen.
8 Ingeniero Camilo López, AndesWireless. (22-10-08.16:00) Ingeniero Andrés Felipe Millán, Principal Researcher del Group Manager COMBA I+D (17-10-08.08:00) 9 Como funciona WiMAX http://observatorio.cnice.mec.es/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=349&mode=thread&order=0&thold=0&POSTNUKESID=a84627048167489e57c28d012df7fa93(12-10-07.16:00)
49
Un sistema de WiMAX está conformado por las siguientes partes:
� Primero que todo están las torres WiMAX, de un radio de cobertura de
hasta 50 kilómetros según el tipo de señal transmitida.
� Por otro están los receptores, es decir, las tarjetas que se conectan a los
puertos respectivos del PC, portátil, PDA y demás para tener acceso.
Hay dos formas de ofrecer la señal:
� Cuando hay objetos que se interpongan entre la antena y el receptor. En
este caso se opera con bajas frecuencias (entre los 2 y los 11 GHz) para
así no sufrir interferencias por la presencia de objetos. Naturalmente esto
hace que el ancho de banda disponible sea menor.
� Cuando no hay nada que se interponga y hay contacto visual directo. En
este caso se opera a muy altas frecuencias, del orden de 66 GHz,
disponiendo de un gran ancho de banda. Además, las antenas que
ofrezcan este servicio tendrán una cobertura de hasta 9.300 km2.
Los usuarios normales, van a ser usuarios del primer tipo de servicio, el que opera
a bajas frecuencias. En dicho servicio, a pesar de no ser el mejor igual se va a
notar mucha diferencia con el WiFi de ahora en dos aspectos fundamentales: la
velocidad sube ahora hasta los 70 Mbps y la señal llega a ser válida hasta en 50
km. (con condiciones atmosféricas favorables).
2.1.3.2 Propagación. La tecnología WiMAX ha sido optimizada para proveer una
excelente cobertura con línea de vista (LOS) y sin línea de vista (NLOS). Esta
tecnología permite la mejor cobertura de larga distancia hasta los 50 km en
50
condiciones LOS y celdas de radio típicas hasta los 8 km dentro de condiciones
NLOS.
� Comportamiento LOS y NLOS en la tecnología WiMAX10. Un enlace LOS,
la señal viaja a través de un camino directo y sin obstrucciones desde la
antena del CPE hasta la estación base. Un enlace LOS requiere que la mayor
parte de la primera zona de Fresnel esté libre de obstrucciones (Figura 17). Si
esto no se cumple existirá una reducción significativa de la intensidad de
señal.
Figura 17 Zona de Fresnel LOS
Fuente. www.codiumnetworks.com/img/Que_es_WiMAX.pdf.
En un enlace NLOS (Figura 18), la señal alcanza al receptor por medio de
reflexiones, difracciones y dispersiones. Las señales que alcanzan al receptor
consisten en componentes del camino directo, caminos reflejados múltiples,
energía de dispersión y caminos de propagación por difracción. Estas señales
poseen distintos retardos, atenuaciones, polarizaciones y estabilidad relativas
al camino directo.
10 NLOS- LOS http://telecomid.webs.upv.es/ftp/CD/Programa%20Oficial%20Telecom%20I+D%202007_07_14_archivos/pdf/8.pdf (05-08-08. 15:00)
51
La clave para proveer servicio en aplicaciones NLOS son las señales de
múltiples caminos. Ambas condiciones de cobertura, LOS y NLOS son
gobernadas por las características de propagación del medio ambiente, la
pérdida del camino y el presupuesto del enlace de radio.
Figura 18 Ubicación del equipo de suscriptor (CPE) para condición NLOS y LOS
Fuente. www.codiumnetworks.com/img/Que_es_WiMAX.pdf.
La tecnología NLOS también reduce los gastos de instalación del
equipamiento de suscriptor (CPE) facilitando la ubicación e instalación de
estos equipos. La tecnología también reduce la necesidad de un sitio de pre-
instalación mejorando la precisión de las herramientas de planificación de
NLOS.
� Características NLOS. La tecnología WiMAX soluciona o reduce los
problemas resultantes de las condiciones NLOS usando:
� Tecnología OFDM11 La tecnología OFDM provee de un medio eficiente
para superar los desafíos de la propagación NLOS. La forma de onda
WiMAX OFDM ofrece la ventaja de posibilitar la operación con un gran
retardo de dispersión característico de los ambientes NLOS. Mediante la
virtud de los símbolos de tiempo OFDM y el uso de los prefijos cíclicos, la
onda OFDM elimina los problemas de la interferencia intersímbolo (ISI) y la
complejidad de la ecualización adaptativa. Puesto que la señal OFDM está
11 Modulación OFDM, Subcanalizacion http://www.codiumnetworks.com/img/Que_es_WiMAX.pdf (08-08-08.15:00)
52
compuesta de múltiples portadoras ortogonales, el fading selectivo es
localizado en subportadoras. La habilidad de superar la dispersión de
retardo, los multicaminos, y la ISI en una manera eficiente, permite tener
mayores tasas de transferencias. Como ejemplo, es mucho más sencillo
ecualizar las portadoras individuales de OFDM que ecualizar una señal de
portadora simple más extensa.
Figura 19 Señales Recibidas OFDM y Portadora Simple
Fuente. www.codiumnetworks.com/img/Que_es_WiMAX.pdf OFDM Disminuye la duración de los símbolos haciendo un uso eficiente del
espectro, logrando eficiencias del orden de los 3 bps/Hz como se ilustra en
el diagrama siguiente.
Figura 20 Diagrama de transmisión y Recepción OFDM
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf
53
� SubCanalización. La subcanalización en el enlace ascendente es una
opción dentro de WiMAX. Sin la subcanalización, las restricciones
regulatorias y la necesidad de costo efectivo en el equipo de abonado,
típicamente causan que el presupuesto de enlace sea asimétrico, causando
que el rango del sistema sea limitado en el enlace de subida. La
subcanalización permite que el presupuesto de enlace sea balanceado tal
que las ganancias del sistema de enlace ascendente y descendente sean
similares. La subcanalización concentra la potencia transmitida en algunas
portadoras OFDM, incrementando la ganancia del sistema, siendo esto
usado para extender el alcance del mismo. El uso de subcanalización está
más expandido en el OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple
Access) para permitir un uso más flexible de los recursos que puedan
soportar la operación móvil.
Figura 21 Efecto de la Sub-Canalización
Fuente. www.codiumnetworks.com/img/Que_es_WiMAX.pdf
� Antenas Para Aplicaciones Inalámbricas Fijas. Las antenas
direccionales disminuyen el margen de fading mediante la adición de mayor
ganancia. Esto incrementa la disponibilidad del enlace, demostrado en
comparaciones del factor K para antenas omnidireccionales Vs
54
direccionales. El patrón de antena suprime cualquier señal multi-trayecto
que arriba en los lóbulos laterales. La efectividad de estos métodos fue
probada y demostrada en despliegues exitosos, en los cuales el servicio
operaba bajo un fading NLOS significante. Los sistemas de antenas
adaptativas (AAS) o “antenas inteligentes” son una parte opcional del
estándar 802.16. Estas tienen la propiedad de dirigir su foco a una
particular dirección o direcciones. Esto significa que durante la transmisión,
la señal puede ser limitada a la dirección requerida del receptor, como un
reflector, también durante la recepción, el ASS puede ser hecho para
enfocar solamente en la dirección desde la cual viene la señal deseada.
� Diversidad de Transmisión/Recepción. Las antenas de diversidad son
usadas para tomar ventaja de las señales multi-trayecto y reflexiones que
ocurren en condiciones NLOS. La diversidad es opcional en WiMAX. El
algoritmo de diversidad ofrecido por WiMAX en el transmisor y receptor
incrementa la habilidad del sistema. La opción de diversidad en WiMAX la
antena transmisora utiliza codificación de tiempo espacial para proporcionar
independencia de la fuente de transmisión, esto reduce el requerimiento de
margen de fading y combate la interferencia.
� Modulación Adaptativa. La modulación adaptativa permite al sistema
WiMAX ajustar el sistema de modulación dependiendo de la condición de
relación señal/ruido (SNR) del enlace de radio, dependiendo de esta
relación entre el usuario y la estación base escogen la modulación más
adecuada en ese instante. Cuando el enlace de radio tiene alta calidad, es
usado el esquema de modulación más alto, dando al sistema mayor
capacidad. Durante el fading de la señal, el sistema WiMAX puede
cambiarse a un esquema de modulación menor para mantener la calidad de
conexión y estabilidad del enlace. La característica clave de la modulación
adaptativa es que esta incrementa el rango sobre el cual puede ser usado
55
un esquema de modulación superior, como situación opuesta a tener un
esquema fijo diseñado para la condición de peor caso.
Figura 22 Modulación Adaptativa con su respectiva distancia.
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf.
� Técnicas de Corrección de Error. Las técnicas de corrección de error
fueron introducidas dentro de WiMAX para reducir los requerimientos de
relación señal/ruido del sistema. Una codificación fuerte FEC (o Forward
Error Correction o Corrección de error hacia adelante) Reed Solomon,
codificación convolucional y algoritmos de interleaving son usados para
detectar y corregir errores con el objetivo de mejorar la tasa de
transferencia. Estas técnicas robustas de corrección de error ayudan a
recuperar paquetes errados que pueden haber sido perdidos debido al
fading selectivo en frecuencia o errores de ráfaga.
� Control de Potencia. Los algoritmos de control de potencia son usados
para mejorar el rendimiento global del sistema. Se encuentra implementado
por la estación base enviando información de control de potencia a cada
estación de usuario, para regular el nivel de potencia transmitido, de esta
manera el nivel recibido en la estación base está a un nivel predeterminado.
56
En un ambiente dinámico de fading cambiante, este nivel predeterminado
significa que el equipo de usuario sólo transmite suficiente potencia para
cumplir este requerimiento. El control de potencia reduce el consumo de
potencia global y la interferencia potencial con las otras estaciones base
adyacentes. Para LOS la potencia de transmisión del equipo de abonado es
aproximadamente proporcional a la distancia desde la estación base, para
NLOS es también muy duramente dependiente del despeje y las
obstrucciones.
� Modelo de Propagación. En un enlace NLOS, la señal puede sufrir difracción,
cambios de polarización y deterioro por reflexión. Estos factores afectan la
intensidad de la señal recibida y los deterioros no están normalmente
presentes cuando el transmisor y receptor poseen la condición LOS.
� Modelo SUI (Stanford University Interim). Este modelo usa tres tipos
básicos de terreno:
� Categoría A - Densidad de árboles moderada a fuerte.
� Categoría B - Densidad de árboles baja o densidad de árboles
moderada/ fuerte.
� Categoría C - Densidad de árboles baja/plana.
Estas categorías de terrenos proveen un método simple para estimar más
precisamente la pérdida de trayecto de los canales de RF en situación
NLOS. Siendo estadístico por naturaleza, este modelo es capaz de
representar el rango de pérdidas de trayecto experimentado dentro de un
enlace de RF real. Con este modelo es posible predecir de manera más
precisa las probabilidades de cobertura que pueden ser logradas dentro de
un sector correspondiente a una estación base. La probabilidad de
cobertura estimada puede ser usada además para planificación.
57
� Probabilidad de Predicción de Cobertura. En condiciones LOS, el rango de
cobertura es dependiente de la obtención del radio de línea de vista mediante
el aseguramiento de la zona de despeje de Fresnel. En condiciones de NLOS
existe el concepto de ‘disponibilidad de cobertura’, el cual expresado como
porcentaje, representa la probabilidad estadística de clientes potenciales bajo
una pisada predictiva. El planeamiento de RF y la predicción de cobertura
requieren estar fuertemente integrados con la tecnología NLOS para permitir
conocimiento previo exacto de cuales clientes pueden ser instalados.
La tabla 3 asume que un sub-canal simple es usado para extender el límite de
la celda lo más lejos posible.
Tabla 3 Ejemplo Estación Base estándar Vs. Funcionalidad Completa
Hipótesis Frecuencia: 3.5GHz
Ancho de Banda:3.5GHz 60° por sector
Destacados
Desde Hacia
Radio celular (Km)
LOS 30 50
NLOS (Erceg-Flat) 4 9
CPE exterior autoinstalable 1 2
Máximo Rendimiento por sector
Enlace de Bajada 11.3 8
Enlace de Subida 11.3 8
Máximo Rendimiento por CPE al borde de la célula
Enlace de Bajada 11.3 2.8
Enlace de Subida 0.7 0.175*
En la tabla 3 se ve la superioridad de LOS sobre NLOS con respecto al alcance
en kilómetros.
2.1.3.3 Modos de operación12
� Enlaces dedicados de alta capacidad - backhaul - Figura 23.
12 Planeación de Red Wimax www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_WiMAX_2007.pdf (17-09-08.14:00).
58
o De 2 a 66 GHz.
o Cobertura de 30 hasta 50 km.
Ventajas: estandarización, no requiere línea de vista, QoS, medidas de
seguridad, corrección de errores.
Desventajas: Desconocimiento del mercado, regulación incierta
Figura 23 Enlaces dedicados
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf
� Acceso de banda ancha fija
o 2 a 6 GHz (2.4 y 3.5 GHz).
o 3-10 km.
o Hasta 40 Mbps.
o Usuarios fijos y portables.
Ventajas: Estandarizado, inalámbrico, con o sin línea de vista, diseñado
específicamente para triple play sobre IP.
59
Desventajas: Infraestructura inexistente, regulación incierta,
desconocimiento del mercado.
Figura 24 Acceso de banda ancha fija
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf
� Acceso de banda ancha móvil (Figura 25)
o Estándar IEEE-802.16e
o 2.3 GHz.
o Hasta 3 km.
o Hasta Mbps.
o Hasta 120 km/hr.
o QoS comparable a BA alambrada
Ventajas: Estandarizado, diseñado específicamente para triple play over IP
Desventajas: Infraestructura inexistente, regulación incierta,
desconocimiento del mercado, alta penetración de tecnologías de acceso
celular
60
Figura 25 Acceso de banda ancha móvil
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf
2.1.3.4 Especificaciones MAC y PHY. El objeto del estándar se refiere a las
capas 1 y 2 del modelo OSI.
Figura 26 MAC y PHY
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf � Especificación MAC en WiMAX
Una red que utiliza un medio compartido debe proveer un mecanismo eficiente
de compartir. Las topologías PMP (Punto-Multipunto) y Mesh (Malla) de las
redes inalámbricas son ejemplos de medios inalámbricos compartidos. Aquí el
medio es el espacio a través del cual se propaga una onda de radio. Aunque la
61
especificación MAC (Media Access Control o Control de Acceso al Medio)
invoca los protocolos IP, ellos son requeridos solamente como base del
estándar para manejo de elementos en lugar de operación MAC.
En la transmisión por un medio compartido, la MAC permite controlar el acceso
al medio, repartiéndolo según las necesidades de los usuarios. También debe
existir una manera de identificar los terminales y la conexión en un sistema que
maneja múltiples usuarios y conexiones.
� Topología Punto-Multipunto
El downlink desde la estación base (EB) al usuario opera en la base PMP.
El enlace inalámbrico IEEE 802.16 opera con EB central y una antena
sectorizada la cual es capaz de manejar múltiples sectores independientes
simultáneamente. La EB es el único transmisor funcionando en esta
dirección, de manera que transmite sin necesidad de coordinar con otras
estaciones, excepto por la duplexación por división de tiempo que puede
dividir en períodos de transmisión de uplink y downlink. El downlink es
generalmente broadcast. Las estaciones de abonado (SS) comparten el
uplink hacia la EB bajo demanda. El ancho de banda es garantizado por la
EB a la SS como un agregado de garantías en respuesta a requerimientos
de conexión de SS.
Dentro de cada sector, los usuarios se adhieren a un protocolo de
transmisión que controla la contención entre usuarios y faculta al servicio a
ser acomodado a los requerimientos de ancho de banda y retardo de cada
aplicación de usuario.
62
Debe existir una manera de identificar los terminales y la conexión en un
sistema que maneja múltiples usuarios y conexiones. Así mismo puede
haber en la capa de enlace de datos sistemas para detectar la presencia de
errores en los datos recibidos.
En la transmisión por un medio compartido, es necesario controlar el
acceso al medio, repartiéndolo según las necesidades de los usuarios. Esta
diferencia de usuarios se refleja en la trama de paquetes y este control de
acceso al medio se presenta en la capa de enlace de datos, como se pude
ver en la figura 27.
Figura 27 Acceso al medio
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf.
Ahora se observa cómo es la conexión a nivel lógico y físico entre usuarios
distintos. Lógicamente, en cada conexión existen colas de transmisión
diferentes. Físicamente, las conexiones comparten un mismo nodo.
Lógicamente, cada conexión es una entidad independiente.
63
Figura 28 Conexión a nivel lógico y físico.
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf
El procedimiento general de operación es el siguiente:
1. La estación del usuario escucha los datos de la estación base,
encontrando las características de la conexión.
2. La estación transmite una “petición de acceso” en la parte de contención
apropiada de la trama de uplink.
3. La estación base responde al intento de acceso que puede fallar por
colisiones con otras terminales entrando. Se asignan los flujos básico y
secundario.
4. La estación de usuario se registra y la estación base asigna la conexión
secundaria. Posteriormente se realiza el resto de la configuración.
5. El usuario solicita nuevas conexiones de datos en la parte de contención
de BW o modificar la asignación de conexiones existentes. Esta petición
puede fallar por colisiones.
64
6. La estación base transmite (Broadcast) cada trama con el UL/DLMAP,
indicando cuando transmite a las estaciones y cuando pueden ellas
transmitir.
7. Luego transmite a cada estación y cada estación transmite por turnos
(FDD).
El procedimiento permanece de manera cíclica, haciendo modificaciones a
las asignaciones de acuerdo con los requerimientos de los usuarios, la
capacidad del flujo y de modificar su asignación. El sistema acepta nuevas
conexiones y usuarios de acuerdo con la capacidad del mismo,
manteniendo cada flujo de parámetros diferentes de calidad de servicio.
� Topología Mesh
La diferencia principal entre los modos Mesh y PMP radica que en el modo
PMP el tráfico sólo ocurre entre la EB y SS, mientras que en el modo Mesh
el tráfico puede ser ruteado a través de SS’s y puede ocurrir directamente
entre SS’s. Dependiendo del algoritmo del protocolo de transmisión, esto
puede ser uniforme usando programación distribuida o en base a
superioridad de la malla EB, la cual efectivamente resulta en programación
centralizada o una combinación de ambas.
Usando programación centralizada, debe determinar la cantidad de
recursos garantizados para cada enlace en la red en el downlink y uplink,
comunican estas garantías a todas las SS MESH dentro del rango de salto.
65
� Especificación PHY en WiMAX13. La especificación PHY WiMAX está
compuesta por 3 secciones, cada una es variante del estándar según las
técnicas de modulación y bandas de frecuencias para las cuales se ha
desarrollado el mismo.
� WirelessMAN-SC PHY. Esta especificación PHY destinada para operación
en la banda de frecuencia de 10-66 GHZ, está diseñada con un alto grado
de flexibilidad de manera de permitir a los proveedores de servicio la
habilidad de optimizar los sistemas con respecto al planeamiento celular,
costo, capacidades de radio, servicios y capacidad. De manera de permitir
el uso flexible del espectro, son soportadas las configuraciones TDD y FDD.
Ambos casos usan el formato de transmisión burst cuyos mecanismos de
framing soportan burst adaptativos en el cual los parámetros de
transmisión, incluyendo los esquemas de modulación y codificación,
pueden ser ajustados individualmente para cada SS en la base de trama
por trama.
El PHY uplink está basado en una combinación de TDMA y DAMA; en
particular el canal de uplink está dividido en un número de time slots
asignados para usuarios (registración, contención o tráfico de usuario)
controlado por el MAC en el BS y puede variar a través del tiempo para
óptimo desempeño. El canal downlink es TDM con la información para cada
SS multiplexada en un solo arreglo de datos y recibida por todas las SSs
dentro de un mismo sector.
� WirelessMAN-SCa PHY. Está basado en una tecnología de portadora
simple y diseñado para operación NLOS en bandas de frecuencias por
debajo de 11 GHz. Para bandas licenciadas los anchos de banda de canal 13 Planeación de Red Wimax www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_WiMAX_2007.pdf (17-09-08.14:00)
66
permitidos deben ser limitados por el ancho de banda regulado dividido por
cualquier potencia de dos no menor que 1.25 MHz.
Los elementos dentro del PHY incluyen:
� Definiciones TDD y FDD, una de las cuales debe ser soportada.
� Uplink TDMA.
� Downlink TD o TDMA.
� Modulación adaptativa por bloque y codificación FEC para uplink
y downlink.
� Estructura de framing que mejora la ecualización y el rendimiento
de estimación de canal a través de NLOS y ambientes de
ensanchamiento de retardos extendidos.
� Granularidad en unidades PS en tamaño de burst.
� FEC concatenado usando codificación Reed-Solomon y TCM con
interleaving opcional.
� Opciones adicionales BTC y CTC FEC.
� Opción No-FEC usando control de error ARQ.
� Opción de transmisión con diversidad STC (space time coding).
� Modos robustos para operación de baja CINR.
� Seteo de parámetros de mensajes MAC/PHY que facilitan la
implementación opcional AAS.
Una trama MAC se refiere a los intervalos de ancho de banda fijo
reservados para el intercambio de datos. Para TDD, una trama MAC
consiste de una subtrama para el uplink y otro para el downlink, delimitados
por el TTG. Para FDD la trama MAC corresponde a la máxima longitud de
subtrama de downlink. Las subtramas del uplink FDD operan
concurrentemente con las subtramas del uplink, pero en canales de
67
frecuencias separadas. Cada subtrama de uplink y downlink poseen un
burst frame.
Figura 29 tramas MAC
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf
En los enlaces, la trama se divide en fragmentos para cada usuario, con
accesos por medio de TDM y TDMA, dependiendo de las necesidades de
tráfico del usuario.
� Especificación WirelessMAN-OFDM PHY. El WirelessMan-OFDM PHY
está basado en la tecnología OFDM y diseñado para operación NLOS en
las bandas por debajo de los 11 GHz.
Tabla 4 Especificación WirelessMan-OFDM PHY
Banda de Frecuencia (MHz) Duplexación Canalización (MHz)
3400-3600
TDD 3.5
7.0
FDD 3.5
7.0
5725-5850 TDD 10
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf
68
Para la tecnología WiMAX la comunicación en ambientes rurales y urbanos
con múltiples usuarios, las condiciones del enlace son muy complejas.
La señal recibida por el receptor cambia en el tiempo con pequeños
movimientos del mismo. El desvanecimiento de pequeña escala se debe a
ligeros movimientos del receptor, pues distintas componentes de la señal
llegan en diferentes fases.
Si aparecen más fuentes (por culpa de reflexiones), aparece una alta
variabilidad de la señal debido a fenómenos de interferencia.
Figura 30 Recepción con varias fuentes
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf.
La variabilidad anterior se conoce como desvanecimiento y es causado por
dos efectos:
• Delay Spread: Causado por los diferentes retardos con que llegan
las señales al receptor.
La variación temporal se modela por medio del retardo de cada señal
recibida respecto a la señal.
69
Figura 31 Retardo de Propagación
������∑ ����� ∑ � ��� � � �∑ ����� ∑ ����� ��
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf.
Este desvanecimiento se da por ecos de las señales que llegan con
diferentes retardos y los símbolos se mezclan unos con otros, Si estos
símbolos tienen una duración similar al tiempo de los retardos, ocurre la
Interferencia intersimbólica ISI.
Figura 32 Interferencia Intersimbólica
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf.
• Doppler Spread (Figura 33): Causado por las diferencias de
frecuencia percibida por efecto del movimiento.
Un canal en general, varía en el tiempo y en la frecuencia, este canal
al variar en el tiempo causa desvanecimientos como se vio
anteriormente, pero al variar en la frecuencia, ocasiona distorsión de
la señal.
70
Figura 33 Propagación Doppler
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf.
El estándar 802.16 define mecanismos para evitar este fenómeno, este
factor le ha ayudado a lograr alcanzar las altas velocidades y grandes
distancias a este estándar.
2.1.3.5 Ventajas de WiMAX14. WiMAX tiene una velocidad de transmisión que
dependiendo del ancho de banda disponible, puede producir transmisiones de
hasta 70 Mbps.
No es requisito indispensable contar con línea de vista directa, pero el desempeño
del servicio es superior con línea de vista llegando a alcanzar velocidades
optimizadas.
Permite la aplicación de backhauling, esta mejora los desempeños por efecto de
las torres y antenas, ya que se pueden hacer enlaces punto a punto en una
frecuencia de 2,4 GHz y de esta forma alcanzar mayores distancias.
14 Todo sobre WiMAX http://hardz.files.wordpress.com/2007/10/trabajo-wimax.doc (09-09-08.14:00)
71
La Calidad de Servicio (QoS) está diseñada para voz, video, y servicios
diferenciados. Se basa en diferentes tipos de conexiones de acuerdo con los
requerimientos del usuario. Y este se basa en el modelo de DocSIS para la calidad
de servicio. Cada flujo es de cierto tipo. Con ciertos parámetros de calidad de
servicio siendo los siguientes cuatro tipos:
� UGS Unsolicited grant service.
� RtPS real time polling service.
� nrtPS non real time polling service.
� BE Best Effort.
Trabaja en bandas con y sin licencia. Y permite un ancho de banda real para los
usuarios móviles, basado en tecnología licenciada y regulada. Ofrece una
alternativa a la banda ancha en zonas de difícil acceso como sitios rurales o poco
poblados.
Soporta las llamadas “antenas inteligentes”, propias de las redes celulares de 3G,
lo cual mejora la eficiencia espectral, llegando a conseguir 5 bps/Hz. Estas
antenas inteligentes emiten un haz muy estrecho que se puede ir moviendo,
electrónicamente, para enfocar siempre al receptor, con lo que se evitan las
interferencias entre canales adyacentes y se consume menos potencia al ser un
haz más concentrado.
No requiere de torres sino únicamente del despliegue de estaciones base (BS)
formadas por antenas emisoras/receptoras con capacidad de dar servicio a una
gran cantidad de estaciones suscriptoras (SS), que pueden dar cobertura y
servicio a edificios completos.
2.1.3.6 Desventajas de WiMAX. Una de sus grandes debilidades es la
susceptibilidad y la limitación de potencia para prevenir a interferencias con otros
sistemas, incluso de aparatos domésticos tan comunes como teléfonos
72
inalámbricos, celulares y hornos de microondas. Sin embargo, los más recientes
avances en los procesadores digitales de señal hacen que señales muy débiles
puedan ser interpretadas sin errores, un hecho del que se aprovecha WiMAX.
A frecuencias altas, la transmisión es más vulnerable a las condiciones
climatológicas.
Con enlaces punto multipunto la distancia de cobertura se reduce notablemente a
un valor aproximado entre 10 – 11 km.
2.1.3.7 Características WiMAX. WiMAX fue diseñado como una solución de
última milla en redes metropolitanas (MAN). Puede entregar todos los niveles de
servicio necesarios para un Carrier dependiendo del contrato con el suscriptor,
distintos servicios paquetizados como IP y Voz sobre IP (VoIP), así como servicios
conmutados (TDM), E1s/T1s, voz tradicional (Clase-5), interconexiones ATM y
Frame Relay. Dentro de las características se encuentran:
� Anchos de canal entre 1,5 y 20 MHz
� Utiliza las tecnologías OFDM y OFDMA con 256 y 2048 portadoras
respectivamente, que permiten altas velocidades de transferencia incluso en
condiciones poco favorables. Esta técnica es la que también se emplea para la
TV digital, sobre cable o satélite, así como para WiFi (802.11a) por lo que está
suficientemente probada.
� En la seguridad tiene medidas de autentificación de usuarios y la encriptación
de datos mediante los algoritmos triple DES y RSA.
� Como el rango de frecuencias 2-11 GHz requiere línea de vista, su uso se
planea para la transmisión entre antenas; no así entre 2-6 GHz, que se
73
utilizaría para la distribución directa a los usuarios finales. A frecuencias altas,
la transmisión es más vulnerable a las condiciones climatológicas, Al final, la
velocidad real dependerá del número de usuarios conectados simultáneamente
y de los requerimientos de ancho de banda de cada uno.
� El máximo radio de cobertura de WiMAX (30 a 50 kilómetros) dependerá de la
existencia de edificios, montañas o grandes obstrucciones en el medio. Sin
embargo, ya es un gran avance porque esa cobertura no se logra con ninguna
otra tecnología inalámbrica.
� WiMAX está orientado tanto a los proveedores de servicio de Internet (ISP),
como a los suscriptores finales. El negocio real está relacionado con
proporcionar acceso a los ISP's y empresas telefónicas, para que éstos a su
vez ofrezcan banda ancha a los clientes sin necesidad de tender cableado en
la última milla.
� La disponibilidad de tecnología probada, la creación de estándares y grupos de
trabajo, así como la necesidad de proporcionar múltiples servicios a zonas no
abastecidas, hacen que WiMAX sea no sólo un mecanismo de competencia
sino una herramienta que puede implantarse en cualquier parte del mundo. Se
considera que la gran oportunidad para WiMAX son los países en desarrollo,
donde la necesidad de servicios de voz y datos está limitada por una pobre
infraestructura de cable.
74
Tabla 5 Características WiMAX Características Descripción
Sin Línea de Vista (NLOS) No necesita línea de visión entre la antena y el equipo del suscriptor
Tecnología OFDM
Permite la transmisión simultánea de múltiples señales a través de cable o aire en diversas frecuencias; usa
espaciamiento ortogonal de las frecuencias para prevenir interferencias.
Topología punto-multipunto y de malla (mesh)
Soporta dos topologías de red, servicio de distribución multipunto y la malla para comunicación entre
suscriptores.
Calidad de Servicio (QoS)
Califica la operación NLOS sin que la señal se distorsione severamente por la existencia de edificios,
por las condiciones climáticas ni el movimiento vehicular.
FDM (Frequency Division Multiplexing) y TDM (Time Division Multiplexing)
Tipos de multiplexaje que soporta para propiciar la interoperabilidad con sistemas celulares (FDM) e
inalámbricos (TDM).
Seguridad
Incluye medidas de privacidad y criptografía inherentes en el protocolo. El estándar 802.16 agrega
autenticación de instrumentos con certificados x.509 usando DES en modo CBC (CipherBlockChaining).
Bandas bajo licencia Opera en banda licenciada en 2.4 GHz y 3.5 GHz para transmisiones externas en largas distancias
Bandas libres (sin licencia) Opera en banda libre en 5.8, 8 y 10.5 GHz (con variaciones según espectro libre de cada país)
Canalización De 5 y 10 MHz
Modulación Adaptiva permite sacrificar ancho de banda a cambio de mayor rango de alcance
Escalabilidad Fácil adición de canales maximiza las capacidades de las células.
Potencia de Transmisión Controla la potencia de transmisión
Acceso al Medio Mediante TDMA dinámico
Corrección de errores ARQ (retransmisión inalámbrica)
Tamaño del paquete Ajuste dinámico del tamaño del paquete
Aprovisionamiento Aprovisionamiento dinámico de usuarios mediante DHCP y TFTP
Tasa de transmisión Hasta 70 Mbps
Espectro de frecuencia
• IEEE 802.16a entre 2-11 GHz (LOS) para comunicación entre antenas
• IEEE 802.16b entre 5-6 GHz con QoS • IEEE 802.16c entre 10-66 GHz
• IEEE 802.16e entre 2-6 GHz (NLOS) para distribución a suscriptores, móvil.
Alcance • 50 km sin Línea de Vista • 8 – 10 km en áreas de alta densidad demográfica
Fuente.www.codiumnetworks.com/img/Que_es_WiMAX.pdf.
75
� Características del estándar 15
Tabla 6 Características del estándar 802.16 802.16ª 802.16e
Espectro 10 - 66 GHz < 11 GHz < 6 GHz
Funcionamiento Solo con visión directa Sin visión directa (NLOS) Sin visión directa (NLOS)
Tasa de bit 32 - 134 Mbit/s con canales de 28 MHz
Hasta 75 Mbit/s con canales de 20 MHz
Hasta 15 Mbit/s con canales de 5 MHz
Modulación QPSK, 16QAM y 64 QAM OFDM con 256
subportadoras QPSK, 16QAM, 64QAM
Igual que 802.16ª
Movilidad Sistema fijo Sistema fijo Movilidad pedestre
Anchos de banda 20, 25 y 28 MHz Seleccionables entre 1,25 y 20 MHz
Igual que 802.16a con los canales de subida para
ahorrar potencia
Radio de celda típico 2 - 5 km aprox. 5 - 10 km aprox. (alcance máximo de unos 50 km) 2 - 5 km aprox.
Fuente: www.radioptica.com/Radio/caracteristicas_estandar_wimax.asp
2.1.3.8 Aplicaciones WiMAX16. El acceso radio con anchos de banda elevados
supone un ahorro importante en el despliegue de infraestructuras para dotar a
muchos edificios, tanto de oficinas como residenciales, de un acceso de banda
ancha.
� Enlaces Celda-Switch (Backhaul) Celular. Varios proveedores del backbone
de Internet en el mundo deben alquilar líneas de interconexión a proveedores
de tercera parte con medios que tienden a hacer estas interconexiones
(Backhaul) medianamente confiables. En casos específicos el resultado es que
solamente el 20 por ciento de las torres celulares son interconectadas de
manera inalámbrica en USA. En Europa, donde es menos común para
intercambios entre carriers locales alquilar sus líneas a terceras partes
competitivas, los proveedores de servicios necesitan alternativas eficientes.
Por ende la interconexión inalámbrica es usada en el 80 por ciento de las
torres Europeas de telefonía celular. El robusto ancho de banda de la
15 Características del Estándar www.radioptica.com/Radio/caracteristicas_estandar_wimax.asp (15-09-08.14:00) 16 Aplicaciones de Wimax www.monografias.com/trabajos60/wimax-banda-ancha/wimax-banda-ancha2.shtml (15-09-08.14:30)
76
tecnología 802.16 lo hace una excelente opción para la interconexión de
empresas como hotspots y tanto como aplicaciones punto a punto.
� Ancho de Banda bajo demanda. Los accesos inalámbricos de banda ancha
de última milla pueden ayudar a acelerar el despliegue de hotspots 802.11 y
LAN´s inalámbricas de hogares y pequeñas empresas, especialmente en
aquellas áreas no servidas por cable o DSL o en áreas donde la compañía de
teléfonos local puede tener un largo tiempo para proveer el servicio de banda
ancha. La conectividad de Internet es una misión crítica para muchos negocios,
con la extensión de que estas organizaciones pueden actualmente requerir
reubicarse en áreas donde el servicio esté disponible.
En los mercados actuales, es sabido que el intercambio entre carriers locales
lleva varios meses para proveer una línea E1 al cliente, si el servicio no está
disponible en el edificio. Los viejos edificios en áreas metropolitanas pueden
presentar un gran cantidad de cables que pueden dificultar la administración de
la red y el despliegue de nuevas conexiones de banda ancha a determinados
clientes potenciales. La tecnología inalámbrica 802.16 permite proveer
servicios con velocidades comparables a las soluciones cableadas en cuestión
de días y con una reducción de costo significativa. Esta tecnología también
posibilita al proveedor de servicios ofrecer instantáneamente conexiones
configurables ‘bajo demanda’ en forma temporaria para diferentes eventos. La
tecnología inalámbrica hace posible para el proveedor de servicios aumentar o
reducir el nivel de servicio en pocos segundos bajo requerimiento del cliente.
La conectividad ‘bajo demanda’ también beneficia a los negocios, como la
construcción de sitios que poseen requerimientos de conectividad esporádicos.
� Banda Ancha Residencial. Limitaciones prácticas no permiten a las
tecnologías de cable y DSL alcanzar numerosos clientes potenciales de banda
ancha. Las conexiones tradicionales DSL pueden alcanzar sólo 5 km desde la
77
oficina central de conmutación. Las redes de TV por cable también poseen
estas limitaciones, por sus antiguas vías de retorno, por lo cual proveer a estas
del servicio de banda ancha puede ser muy costoso. El costo de tender redes
de TV por cable es también prohibitivo para la extensión de los servicios de
banda ancha alámbricos en áreas con baja densidad de abonados. La
generación actual de sistemas inalámbricos es relativamente costoso para
despliegues de masa porque, sin el estándar, pocas economías de escala son
posibles. Este costo de ineficiencia va a cambiar con sistemas basados en el
estándar 802.16. Además, el rango de soluciones de 802.16a, la ausencia del
requerimiento de línea de vista, gran ancho de banda, la inherente flexibilidad y
el bajo costo ayudan a superar las limitaciones de las tecnologías alámbricas e
inalámbricas.
� Áreas no cubiertas. La tecnología inalámbrica basada en IEEE 802.16 es
también una opción natural para las áreas rurales no cubiertas y suburbios con
baja densidad de población. En estas áreas, instalaciones locales y gobierno
trabajan juntos con los proveedores de servicios de Internet para brindar el
servicio. Varios proveedores toman ventajas del espectro no licenciado para
brindar servicio. En el mercado internacional, la mayoría de los
emprendimientos están en el espectro licenciado y son operados por carriers
locales que requieren servicios de voz en adición a datos de alta velocidad.
Esto es debido a que en estas áreas la infraestructura cableada no existe o no
ofrece la calidad para soportar voz confiable, dejando sólo el servicio de datos
de alta velocidad.
78
Figura 34 El estándar permite soluciones con una variedad de segmentos de acceso de banda ancha
Fuente. www3.intel.com/espanol/netcomms/wp04_espanhol.pdf
� Servicios Inalámbricos Mejor Conectados. Cuando los hotspots IEEE
802.11 se incrementan, los usuarios desean naturalmente estar conectados en
forma inalámbrica, aunque estén fuera del rango de cobertura del hotspot más
cercano. La extensión de IEEE 802.16e a IEEE 802.11a introduce capacidades
que permitirán a los usuarios conectarse a los ISP aún cuando estos se
movilicen fuera de sus hogares, o vayan a otras localidades que también tienen
un ISP.
WiMAX además tiene una funcionalidad muy importante como enlace troncal y
de interconexión con las actuales instalaciones WiFi al núcleo de la red de
datos. También permitiendo un despliegue del acceso inalámbrico mucho más
rápido, acercándonos rápidamente a la cobertura total en las zonas más
densamente pobladas.
El proceso de implantación de la tecnología es progresivo, desde accesos fijos
hacia movilidad completa.
79
Figura 35 Evolución WiMAX
Fuente.www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_Wimax_2007.pdf.
2.1.4 Comparación Tecnologías Inalámbricas17
El mundo de las conexiones inalámbricas sigue creciendo de manera conjunta con
el desarrollo de tecnologías más seguras y fiables. Estas tecnologías permiten
olvidarse de los cables y crean entornos más sencillos, eficaces y prácticos que ya
han pasado a formar parte de nuestra vida cotidiana.
� Beneficios de las redes inalámbricas
o Movilidad de equipos.
o Flexibilidad.
o Reubicación de equipos sin modificar cableado de red.
o Agregar más nodos a una red existente.
o Fácil y rápida instalación.
o Cuando se dan cambios frecuentes o entornos dinámicos dentro de una
red.
o Tiene un mayor tiempo de vida.
o Menor gasto de instalación.
o Resistencia a interferencia externa.
17 Redes Inalámbricas www.wikipedia.org/wiki/Redes_inal%C3%A1mbricas_de_nueva_generaci%C3%B3n (15-09-08.15:00)
80
o Fácil mantenimiento y detección de fallas.
o Cambio de configuración de red sencilla.
2.1.4.1 Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN). Este tipo de redes
inalámbricas, cubren distancias inferiores a los 10 metros y están dirigidas a
realizar una conexión muy personal.
� Bluetooth
� La tecnología inalámbrica Bluetooth está orientada a aplicaciones de voz y
datos. Este funciona en la banda de frecuencia de 2.4 GHz, que no precisa
de ninguna licencia.
� Bluetooth tiene un radio de acción de 10 o 100 metros dependiendo de la
clase del dispositivo Bluetooth. La máxima velocidad de transmisión es de
3 Mbps. Los objetos sólidos no suponen ningún obstáculo para la
tecnología inalámbrica Bluetooth.
� Con Bluetooth tampoco es necesario que los dispositivos estén situados en
la misma línea de visión, es decir, orientados uno frente a otro, ya que se
transmite en todas direcciones.
� La seguridad siempre ha sido una de las prioridades en el desarrollo de la
tecnología Bluetooth y continúa siéndolo. La seguridad se basa en una
dirección pública única para cada usuario, dos llaves secretas, un número
aleatorio diferente en cada nueva transacción, mecanismos de
autenticación en los dispositivos y por último la técnica de difusión que
utiliza es FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum).
81
� DECT. (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), o
Telecomunicaciones Inalámbricas Mejoradas Digitalmente es un estándar ETSI
para teléfonos inalámbricos digitales, comúnmente utilizado para propósitos
domésticos o corporativos. El DECT también puede ser utilizado para
transferencias inalámbricas de datos. DECT es como un dispositivo celular
GSM. Una gran diferencia entre ambos sistemas es que el radio de operación
de los aparatos DECT es desde 25 hasta 100 metros, mientras que los GSM
de 2 a 10 kilómetros.
� Algunas propiedades del DECT:
� Velocidad neta de transferencia de hasta 32 kbps a una frecuencia de
1900 MHz.
� 10 Canales entre 1880 y 1900 MHz.
� Ciclos: 2 x 12 (Ciclos alto y bajo).
� Direccionamiento de canales: Dinámica.
� Densidad de tráfico: 10000 Erlangs/km².
� Usos del DECT:
� FDMA Frequency division multiple access (Acceso Múltiple por División
de Frecuencia), TDMA Time division multiple access (Acceso Múltiple
por División de Tiempo) y TDD Time division duplex (Duplexacion por
División de Tiempo).
Esto quiere decir que el espectro del radio es dividido en canales físicos
de dos dimensiones: Frecuencia y tiempo. La potencia emitida desde el
dispositivo portátil, así como la base al transmitir es de 100mW. La capa
de control de acceso al medio del DECT es la capa que controla el
aspecto físico, y proporciona servicios de Orientado a la Conexión, Sin
82
Conexión y Broadcasting a las capas superiores. También proporciona
servicios de cifrado.
La capa de Enlace de Datos usa una variante del protocolo de datos del
ISDN (Red Digital de Servicios Integrados), llamada LAP-C. Ambos
están basados en HDLC.
2.1.4.2 REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN). Son redes con un
área de cobertura de unos cientos de metros, se transmiten y reciben datos
utilizando ondas electromagnéticas, el principal estándar de las WLAN es WiFi.
� WiFi (IEEE 802.11). La función principal de este tipo de redes es proporcionar
conectividad y acceso a las tradicionales redes cableadas como si se tratara de
una extensión de ellas pero con las ventajas de poseer la flexibilidad y la
movilidad que ofrecen las comunicaciones inalámbricas
Se encuentran especificaciones tanto físicas como a nivel de MAC las cuales
hay que tener en cuenta al momento de implementar. El estándar 802.11
tienen entre sus características que posee diferentes variaciones tales como:
� Creada para operar en la banda de 5 GHz con una velocidad de 54
Mbps (802.11a)
� Conocida como WiFi para operar en la banda de 2.4 GHz con una
velocidad de 11Mbps (802.11b).
� Creado para operar a una velocidad de 36 a 54 Mbps haciendo uso de
OFDM (Multiplicación por división de frecuencias ortogonal), (802.11g).
� Creado para alcanzar velocidades de 500 Mbps (802.11n).
83
La tecnología WiFi (Wireless Fidelity norma IEEE 802.11b) es capaz de unir
computadores a través de ondas de radio, sin necesidad de un cable de
conexión entre ellos. WiFi trabaja en la banda de 2.4 GHz la cual es compartida
con la tecnología Bluetooth, y utiliza diferentes estándares; el primero de ellos,
el 802.11b, que está más extendido y tiene un índice de transferencia de datos
de 11 Mbps. Las redes WiFi cubren áreas hasta 75 metros en interiores y de
300 metros en el exterior, pero pueden ampliar su cobertura, si se usan
antenas de repetición, a varios kilómetros.
Este estándar no especifica una tecnología o implementación Este concreta,
sino simplemente el nivel físico y el subnivel de control de acceso al medio
(MAC) siguiendo la arquitectura de sistemas abiertos OSI/ISO.
Desventajas:
� Comparte la misma frecuencia que Bluetooth y cuando estos entran en
conflicto la conexión WiFi se vuelve casi 30% más lenta.
� El sistema de codificación actual de WiFi es vulnerable a los piratas
cibernéticos.
� Las conexiones también se vuelven más lenta cuando los usuarios se
alejan de sus estaciones base al igual que la cantidad de muros que una
señal debe penetrar afecta también el desempeño.
� Los receptores de tarjeta PC WiFi consumen la vida de la batería de una
notebook de 20% a 30% más rápido.
84
� HiperLAN
High Performance Radio LAN es un protocolo inalámbrico que provee una
velocidad de transmisión de 23.5 Mbps en la banda de 5 GHz desarrollado por
la ETSI (European Telecommunications Standars Institute) el protocolo esta
dentro de la iniciativa BRAN (Broadband Radio Access Networks). HiperLAN es
un estándar que tiene como objetivo proporcionar la conectividad de alta
velocidad para las comunicaciones inalámbricas y móviles de la siguiente
generación en ambientes familiares corporativos, públicos y en la banda de 5
GHz. El sistema se pensó fácil de instalar y proveer como también para
trabajar con base y entre en varias redes (IP, Ethernet, PPP, atmósfera, IEEE
1394).
HiperLAN está basado en ATM, similar a UMTS, que incorpora toda una serie
de características adicionales: QoS, búsqueda automática de la frecuencia a
utilizar, orientado a la conexión para obtener una mayor eficiencia en la
utilización de los recursos de radio, pero sobretodo una elevada velocidad de
transmisión que puede llegar hasta los 54 Mbit/s.
� Características
El alcance típico de los puntos de acceso HiperLAN es de 30m en
interiores, aumentando hasta 150 m en espacios abiertos sin obstrucción,
tiene una baja movilidad (1.4 m/s), soporta tráfico asíncrono y síncrono. El
sonido trabaja a 32 Kbps con una latencia de 10 ns, el vídeo a 2 Mbps/s,
con una latencia de 100 ns, los datos a 10 Mbps.
2.1.4.3 Redes inalámbricas de área metropolitana (WMAN). Son redes con una
cobertura mucho más grande que las redes LAN, que puede ir desde unos cientos
de metros hasta varios kilómetros.
85
� HiperACCESS. High Performance Radio Access, hace referencia a redes de
acceso fijo inalámbrico de banda ancha para aplicaciones multimedia, mientras
que HiperLINK define enlaces de radio de alta capacidad (hasta 155 Mbit/s)
para la interconexión de redes HiperACCESS o de puntos de acceso
HiperLAN. El estándar HiperACCESS se desarrolló en relación con el grupo de
trabajo 802.16 del IEEE, que es responsable a su vez del estándar WiMAX.
El estándar se centra en sistemas punto a multipunto bajo licencia, en
frecuencias por encima de los 11 GHz, haciendo especial referencia en las
bandas de frecuencia candidatas para la prestación del servicio de Acceso Fijo
Inalámbrico (26/28 GHz, 32 GHz y 40 GHz).
� HiperLINK. Define enlaces de radio de alta capacidad (hasta 155 Mbit/s) para
la interconexión de redes HiperACCESS o de puntos de acceso HiperLAN.
Se ha trabajado también en otros dos sistemas complementarios de
HiperLAN2, llamados Hiperaccess e Hiperlink. El primero es básicamente una
versión de HiperLAN2 para enlaces fijos punto a punto con la misma velocidad
y mayor alcance, que puede servir como bucle de acceso radio para usuarios
residenciales y pequeñas empresas o para conectar WLANs en hot spots a la
Internet, sustituyendo por ejemplo enlaces T1 o E1 alquilados. El segundo es
un enlace inalámbrico en la banda de 17 GHz de alta velocidad y de corto
alcance, que se puede usar para sustituir el cableado a los puntos de acceso,
por ejemplo para interconectar HiperLAN2 e Hiperaccess como muestra la
figura 36. El IEEE está considerando una solución similar con enlaces 802.11a
punto a punto.
86
Figura 36 Interconexión HiperLAN e Hiperaccess
Fuente. Hiperlink.PDF.
� HiperMAN. Es un estándar creado por la ETSI. Es una alternativa europea
para WiMAX y la tecnología coreana WiBro. Tiene como objetivo principal
proporcionar banda ancha inalámbrica DSL, al tiempo que cubre una gran área
geográfica. La normalización se centra en soluciones de banda ancha
optimizada para el acceso a las bandas de frecuencia por debajo de 11 GHz
(principalmente en la banda de 3,5 GHz).
HiperMAN se ha optimizado para la conmutación de paquetes de redes,
principalmente en los sectores residenciales, de pequeñas empresas y
entornos de usuario. La principal característica del sistema HiperMAN es el
nivel de interoperabilidad que se ofrece. Esto conducirá a una mayor
aceptación por los propietarios de los sistemas de radio de banda ancha
basados en redes de acceso.
� WiBro (Banda ancha inalámbrica). La tecnología WiBro o de banda ancha
inalámbrica en movimiento, proporcionará una conexión inalámbrica a Internet
de gran velocidad mediante una estación de suscripción personal (PSS) tanto
en entornos móviles como fijos, en cualquier momento y desde cualquier
lugar. Se está desarrollando principalmente en Corea del Sur, y se basa en las
especificaciones de la Asociación de Tecnología de las Telecomunicaciones
(ATT).
87
Algunas de sus características son las siguientes:
� Trabaja en una banda entre 2.300-2.400 MHz, TDD, acceso múltiple por
división de frecuencia ortogonal (OFDMA) y ancho de banda por canal
de 10 MHz.
� El sistema podría ser compatible con usuarios móviles que vayan a
velocidades de hasta 60 km/h.
� Velocidad de transferencia (por usuario): Máxima DL / UL = 3 / 1 [Mbps];
mínima DL / UL = 512 / 128 [Kbps]
� LMDS. Local Multipoint Distribution Service (Sistema de Distribución Local
Multipunto) es una tecnología de conexión vía radio inalámbrica que permite,
gracias a su ancho de banda, el despliegue de servicios fijos de voz, acceso a
internet, comunicaciones de datos en redes privadas, y video bajo demanda.
La tecnología es "Multipunto", quiere decir que se hace una transmisión vía
radio hacia múltiples instalaciones de abonado desde un sólo punto, la
estación base, mientras que desde los abonados a la base se hace de manera
punto a punto. Una base puede tener varios sectores, y cada sector, un área
de cobertura del sistema multipunto.
Está concebida de una manera celular, esto es, existen una serie de antenas
fijas (no móviles) en cada estación base, que son los sectores que prestan
servicio a determinados núcleos poblacionales. Así por ello, es muy fácil y
rápido desplegar esta tecnología por la zona, ya que sólo requiere de una o
varias estaciones base, de antenas colocadas estratégicamente en los
emplazamientos de las estaciones base, y de circuitos troncales punto a punto
para interconectar las bases entre sí, asegurando la escalabilidad de la red
montada según demanda geográfica o de mercado.
88
Generalmente utiliza una modulación QAM o QPSK. Tiene una metodología de
acceso FDD, FDMA, TDD, TDMA y FH (frequency hopping), utiliza un
protocolo de transporte basado en celdas ATM, PPP y Ethernet por el aire.
LMDS usa señales en la banda de las microondas, en concreto la banda Ku
(en torno a los 28 GHz, dependiente de las licencias de uso de espectro
radioeléctrico del país), pero también en muchos países europeos, se trabaja
en 3,4 - 3,5GHz.
2.1.4.4 Redes inalámbricas de área global (WWAN)
En la actualidad los sistemas inalámbricos de área global que existen son los
sistemas utilizados para la telefonía móvil, que en sus inicios fueron totalmente
analógicos y ahora son digitales.
� UMTS. Sistema Universal de Telecomunicaciones móviles (Universal Mobile
Telecommunications System - UMTS) es una de las tecnologías usadas por los
móviles de tercera generación (3G, también llamado W-CDMA).
Sus tres grandes características son las capacidades multimedia, una
velocidad de acceso a Internet elevada, la cual además le permite transmitir
audio y video a tiempo real; y una transmisión de voz con calidad equiparable a
la de las redes fijas. Pero dispone de una variedad de servicios muy extensa.
� Servicios UMTS:
� Facilidad de uso y bajos costos: UMTS proporcionará servicios de uso
fácil y adaptable para abordar las necesidades y preferencias de los
usuarios, tiene una amplia gama de terminales para realizar un fácil
acceso a los distintos servicios y bajo costo de los servicios para
89
asegurar un mercado masivo. Como el roaming internacional o la
capacidad de ofrecer diferentes formas de tarificación.
� La principal ventaja de UMTS sobre la segunda generación móvil (2G),
es la capacidad de soportar altas velocidades de transmisión de datos
de hasta 144 kbps sobre vehículos a gran velocidad, 384 kbps en
espacios abiertos de extrarradios y 17.2 Mbps con baja movilidad
(interior de edificios).
� GSM. El Sistema Global para las Comunicaciones Móviles (GSM) es un
sistema estándar para la comunicación utilizando teléfonos móviles que
incorporan tecnología digital. Por ser digital cualquier cliente de GSM puede
conectarse a través de su teléfono al PC y puede hacer: enviar y recibir
mensajes por e-mail, faxes, navegar por Internet, acceso seguro a la red
informática de una compañía (LAN/Intranet), así como utilizar otras funciones
digitales de transmisión de datos, incluyendo el Servicio de Mensajes Cortos
(SMS).
Las redes GSM operan en cuatro gamas de frecuencia diferentes. La mayoría
de las redes GSM operan en los 900 MHz ó 1800 MHz. Algunos países de las
Américas (incluidos Canadá y los Estados Unidos) utilizan los 850 MHz y 1900
MHz ya que el 900 y 1800 MHz son las bandas de frecuencias ya asignadas.
En la banda de 900 MHz el enlace ascendente esta en las frecuencias de 890-
915 MHz, y la banda de frecuencias de bajada es 935-960 MHz. Estos 25 MHz
de ancho de banda se subdividen en 124 canales de frecuencia, espaciados
cada 200 kHz.
90
� Estructura de la Red
Se divide en varias secciones y éstas son:
� El Subsistema de Estación Base (las estaciones de base y sus
controladores).
� La Red y Subsistema de conmutación (la parte de la red más similar a
una red fija). Esto es a veces también llamado simplemente la red
básica.
� GPRS Core Network.
� Todos los elementos en el sistema se combinan para producir muchos
servicios GSM, tales como llamadas de voz y SMS.
� CDMA2000. CDMA2000 (Code Division Multiple Access) pretende ser
desarrollado en dos versiones: 1X y 3X. CDMA2000-1X está diseñado para ser
compatible con CDMA1 y ofrece 2 veces la capacidad de voz (en el mismo
espectro), y tasas de datos de hasta 144 kbps. CDMA2000-3X eleva la tasa de
datos a 2 Mbps y ofrece una mayor eficiencia que 1X. Desafortunadamente
CDMA2000 y UMTS no son compatibles entre sí debido a la necesidad que
tuvieron ambas redes de mantener la compatibilidad con sus sistemas
predecesores. Esta incompatibilidad se ve reflejada en que ambos sistemas
utilizan diferentes tasas de bits y diferentes bloques de frecuencia, además de
que CDMA2000 utiliza múltiples portadoras en el enlace descendente.
La principal diferencia en cuanto a los núcleos de red de CDMA2000 y UMTS
es la forma en que se gestiona la movilidad: en UMTS el HLR es quien la
realiza a través de una red señalizadora SS7, en CDMA2000 se utiliza un
concepto de Internet Móvil llamado Mobile IP (MIP). MIP ha sido desarrollado
en la IETF (Internet Engineering Task Force) a razón de que los sistemas
91
operantes y aplicaciones tales como FTP no son tolerantes a cambios en las
direcciones IP.
� Banda ultra ancha (UWB). La tecnología inalámbrica UWB permite transmitir
datos digitales a través de un gran espectro de bandas de frecuencia y con un
consumo mínimo. Alcanza velocidades de transmisión realmente altas en
aplicaciones de redes de área local inalámbricas. Hasta la fecha, el uso de esta
tecnología sólo está permitido y regulado en Estados Unidos. Debido a los
desacuerdos sobre su estándar y a la falta de aprobación global, hay muy
pocos productos con tecnología UWB en el mercado.
Con esta tecnología se persigue un consumo de energía mínimo, gran
velocidad de transmisión, bajo costo, uso de un amplio espectro de
radiofrecuencias, transmisión de señales a través de obstáculos (como
puertas, por ejemplo) y un gran abanico de aplicaciones: defensa, industria,
hogar, etc.
Actualmente, compiten dos estándares UWB en el mercado. El foro UWB
respalda un estándar basado en una secuencia directa (DS-UWB). La alianza
WiMedia defiende otro estándar basado en la modulación por división de
frecuencia ortogonal (OFDM). Ambos estándares ofrecen una velocidad de
transmisión de hasta 500 Mbps en un radio de dos metros y de hasta
110 Mbps en un radio de 10 metros.
� Cuadro Comparativo
A continuación se muestra un cuadro comparativo de las diferentes tecnologías
inalámbricas estudiadas durante el desarrollo del proyecto:
92
Tabla 7 Resumen Comparativo entre tecnologías.
TIPO DE RED WPAN WLAN WMAN WWAN
Estándar
Bluetooth. IrDA, Dect
WiFi, Hiperlan
HiperACCESS, HiperLINK,
HiperMAN, WiBro, WiMAX, LMDS
GSM,CDMA2000, UMTS, TD-SCDMA, UWB
Velocidad
721 Kb/s
1-2-11-54
Mb/s 70 Mbits 9,6/170/2000 Kb/s
Frecuencia 2,4 GHz 2,4 y 5 GHz Infrarrojos 10-66; <6; < 11 0,9/1,8/2,1 GHz
Rango 10 m 70 -150 m Hasta 50Km 35 Km
Técnica radio FHSS FHSS, DSSS, OFDM
OFDM Varias
Itinerancia (roaming) No Sí Sí Sí
Equivalente a: Cables de conexión LAN MAN
Conexión telef. (módem)
Fuente: www.n-economia.com/notas_alerta/pdf/ALERTA_NE_08-2007.PDF
Como se puede notar en la tabla 7, las tecnologías WMAN son las que más
resaltan por su ancho de banda, alcance, cobertura y velocidad. De este grupo
se selecciono WiMAX debido a que es una solución pensada para última milla
y se tienen adelantos en Colombia sobre la implementación de esta. Como el
proyecto está pensado en implementarse en zonas rurales, con esta alternativa
no se requiere movilidad ya que no es necesaria para los usuarios finales.
2.1.5 WiMAX frente a VSAT. Teniendo las diferentes características de estas dos
tecnologías a continuación se realiza el análisis comparativo entre las dos
tecnologías mencionadas:
Tabla 8 Comparativo de WiMAX y VSAT
WiMAX VSAT
Modulación Adaptiva.
BPSK (Binary Phase Shift Keying) o QPSK
(Quadrature Phase Shift Keying)
Acceso al Medio Mediante TDMA dinámico Mediante TDMA y FDMA
Antenas
Cuenta con antenas inteligentes las cuales soportan
mecanismos de mejora de eficacia espectral en redes
Las antenas siempre tienen que estar alineadas
con el satélite.
93
inalámbricas y diversidad de antenas.
Rápida instalación.
Rápida instalación.
Topología Punto-multipunto y malla (mesh) Red en malla y en estrella.
Seguridad
Incluye medidas de privacidad y criptografía inherentes en el protocolo. El estándar 802.16
agrega autenticación de instrumentos con certificados x.509 usando DES en modo
CBC (Cipher Block Chaining) y RSA.
La información puede viajar encriptada.
Línea de Vista No necesita línea de visión
entre la antena y el equipo del usuario final.
Si necesita línea de visión entre la antena y el equipo
del usuario final.
Bandas
Con licencia: 2.4 GHz y 3.5 GHz.
Sin licencia: 5.8, 8 y 10.5 GHz, y con variaciones según el espectro libre de cada país.
Banda Ku: 14/12 GHz y Banda C: 6/4 GHz,
El tipo de banda se utiliza de acuerdo al país.
Escalabilidad Fácil adición de canales
maximiza las capacidades de las células.
Fácil adición de canales pero incrementaría los
costos.
Potencia de Transmisión Puede controlar la potencia de Transmisión.
Alta potencia aunque depende del apuntamiento
de la antena hacia el satélite.
Corrección de errores ARQ (retransmisión inalámbrica)
FEC (Forward Error Correction)
Calidad de Servicio WiMAX garantiza el ancho de banda que se reserva para un
propósito determinado
VSAT garantiza el ancho de banda del canal
adquirido.
Tasa de transmisión Hasta 70 Mbps Hasta 2 Mbps
Alcance 50 km No tiene limitación
Cubrimiento
Con una sola antena es posible cubrir una población
que este dentro de un radio de 50 km en un terreno ideal.
Para cubrir una zona se necesitan colocar
estratégicamente las antenas, y es necesario
que la población se desplace a donde se
encuentran las antenas, esta tecnología no tiene un
cubrimiento total.
Uplink / Downlink
Puede ser simétrico lo cual significa que puede
proporcionar un flujo de datos similar tanto de subida como
de bajada.
Puede ser simétrico, pero también asimétricos esto significa que se adaptan a
los requerimientos de transferencia de datos
entre una estación central que transmite mucha
información a estaciones lejanas que responden con
poca información.
94
Instalación
Un factor determinante al momento de la instalación es
la ubicación geográfica, debido a que en algunas zonas es complicado el enlace por
microondas.
Fácil y rápida implantación en lugares de difícil
acceso.
Usuarios
La velocidad depende de la distancia y variaciones en el
terreno que se presenten entre la EB y el usuario final.
Permite a los clientes obtener las mismas
velocidades y acuerdos de nivel de servicio en todos
los lugares a través de toda su red,
independientemente de su ubicación.
La gran variedad de configuraciones se pueden adecuar a las necesidades propias de cada usuario.
Algo que tienen en común estas dos tecnologías es el control.
El usuario tiene el control completo de la forma en que la información es comunicada dentro de la red. El control de la red también genera flexibilidad, especialmente cuando en un
futuro se planea agregar más terminales, o cuando las terminales ya existentes deben ser movidas o quitadas de la
red.
Gestión
Gestión centralizada.
Costos
Los costos varían dependiendo de la distancia a la que el proveedor este del punto deseado, ya que
esta tecnología está pensada como ultima milla.
Las inversiones iníciales son elevadas pero el costo de los circuitos independiente de la
distancia.
Potencia La limitación de potencia
para prevenir a interferencias con otros sistemas.
Tiene alta potencia, sin embargo, se ve afectada por
el alineamiento de las antenas hacia el satélite, se ve afectada también por los
cambios climatológicos o factores ambientales.
Interferencias
De aparatos domésticos tan comunes como teléfonos inalámbricos, celulares y
hornos de microondas, las frecuencias altas, la transmisión es más
vulnerable a las condiciones climatológicas.
Sin embargo, los más recientes avances en los procesadores digitales de señal hacen que señales muy débiles puedan ser
interpretadas sin errores, un hecho del que se aprovecha
WiMAX.
Es sensible a interferencias provenientes tanto de tierra
como del espacio.
Los satélites que operan en la banda de frecuencia K
(14/12 GHz) son muy sensibles a interferencias
por el mal tiempo.
Los que operan en la banda C (6/4 GHz) son muy
sensibles a las interferencias terrestres de las grandes
ciudades.
95
Retardo
El retardo es mínimo debido a que el usuario debe estar a
menos de 50Km de distancia, ya que es el rango
máximo que maneja una estación base.
Como el satélite está en la órbita geoestacionaria el retardo de propagación
típico de 0.5s.
Disponibilidad
El punto más crítico de la red está en la estación base.
Toda la red depende de esta. Si la estación se cae, toda la
red cae con ella.
El punto más crítico de la red está en el satélite. Toda la
red depende de la disponibilidad del satélite. Si este cae, toda la red cae con
él.
Del anterior cuadro comparativo entre las dos tecnologías se puede concluir lo
siguiente:
� WiMAX con las antenas inteligentes soporta mecanismos de mejor de
eficacia espectral manteniendo la potencia recibida a su máximo, mientras
que las antenas de VSAT depende de la alineación con el satélite.
� WiMAX permite fácil adición de canales a sus estaciones base, VSAT
también permite fácil adición de canales pero a un alto costo por cada canal
que se desee adicionar.
� En cuanto a la tasa de transmisión, WiMAX es superior a VSAT.
� WiMAX tiene un rango de cobertura limitado a 50 km, mientras que VSAT
no tiene limitación en el alcance, pero su desventaja se encuentra en que
presta el servicio a un punto fijo.
� El retardo en WiMAX es mínimo ya que un usuario se va a encontrar a una
distancia máxima de 50 km, mientras que VSAT alcanza un retardo de 1,5
seg debido a que su satélite se encuentra en la órbita geoestacionaria.
96
2.2 MARCO LEGAL O NORMATIVO
La regulación es un factor fundamental en el sector de las telecomunicaciones
debido a que los entes que las controlan son los encargados de darle un buen
manejo a las tecnologías. La regulación garantiza una evaluación equitativa y
transparente a las empresas que quieren brindar un servicio, dando las mismas
oportunidades a las entidades que deseen prestar el servicio.
2.2.1 Reglamentación Mundial18
2.2.1.1 Comparación de Tecnologías WiMAX para Acceso Fijo con Licencia y
Exentas de Licencia. Los gobiernos de todo el mundo reconocen el valor de las
innovaciones asociadas con los estándares abiertos y las soluciones exentas de
licencia y han establecido bandas de frecuencia disponible para el uso de la
tecnología WiMAX con licencia y exenta de licencia. Sin embargo, para imponer
algún tipo de control sobre las soluciones exentas de licencia y para disminuir el
potencial de interferencia, algunos gobiernos estipulan requisitos de potencia para
operaciones de alta potencia y de baja potencia.
Cada región geográfica define y regula sus propias bandas con licencia y las
exentas de licencia y permiten que los proveedores usen todos los espectros
disponibles dentro de estas bandas, el estándar 802.16-2004 soporta tamaños de
canal entre 1.5 MHz y 20 MHz.
18 Bandas licencia y exentas de licencia WiMAX www3.intel.com/espanol/netcomms/wp04_espanhol.pdf (20-09-08.14:00)
97
Tabla 9 Asignación mundial de bandas con licencia y exentas de licencia.
País o Área Geográfica Bandas Usadas
América del norte, México 2,5 GHz y 5,8 GHz
América Central y del Sur 2,5 GHz, 3,5 GHz y 5,8 GHz
Europa Occidental y Oriental 3,5 GHz y 5,8 GHz
Medio Oriente y África 3,5 GHz y 5,8 GHz
Asia, Pacífico 3,5 GHz y 5,8 GHz
Fuente. www3.intel.com/espanol/netcomms/wp04_espanhol.pdf
2.2.1.2 Bandas con Licencia: 2.5 GHz y 3.5 GHz. La banda de 2.5 GHz se ha
asignado en gran parte del mundo, incluso en América del Norte, América Latina,
Europa Occidental y Oriental y partes de Asia-Pacífico, como banda con licencia.
Cada país asigna la banda de forma diferente, por lo que el espectro asignado en
las regiones puede variar entre 2.6 GHz y 4.2 GHz. Un sistema que opera en la
banda con licencia tiene una ventaja sobre un sistema que opera en una banda sin
licencia: tiene un mayor presupuesto de potencia de downlink (enlace de
descarga) y puede soportar mejor antenas interiores.
En Estados Unidos, la Federal Communications Comission (FCC) creó el Servicio
de Radio de Banda Ancha (BRS), antes llamado sistema de distribución multipunto
multicanal (MMDS) para acceso inalámbrico de banda ancha. La reestructuración
siguiente permitió la apertura de bandas entre 2.495 GHz y 2.690 GHz para
soluciones con licencia como, por ejemplo, 2.5 GHz en WiMAX.
En Europa, el European Telecommunications Standards Institute (ETSI) asignó la
banda de 3.5 GHz, originalmente usada para wireless local loop (WLL) a
soluciones WiMAX con licencia. Banda Exenta de Licencia: 5 GHz.
98
La mayoría de los países en todo el mundo han acogido el espectro de 5 GHz
para comunicaciones exentas de licencia.
Algunos gobiernos y proveedores de servicios están preocupados con la
interferencia resultante de la disponibilidad de demasiadas bandas exentas de
licencia, pues puede afectar a las redes de comunicación públicas y
gubernamentales más importantes, tales como los sistemas de radar. Estos
países y entidades se han ocupado en establecer requisitos de control limitados
para espectros de 5 GHz. Por ejemplo, el Reino Unido está introduciendo
restricciones a algunos canales de 5 GHz y considerando la aplicación del uso de
la función DFS (Selección Dinámica de Frecuencia).
Tabla 10 Bandas y frecuencias disponibles para WiMAX19
Banda Frecuencias ¿Se requiere licencia?
Disponibilidad
2.5GHz 2.5 a 2.69GHz Si
Asignadas en Brasil, Mexico algunos países del sudeste asiático y
Estados Unidos (Wimax Forum*
también incluye 2.3GHz en esta categoría de
banda porque “espera cubrir [2.3GHz] con la
radio de 2.5GHz”). Su propiedad depende
del país.
3.5GHz 3.3 a 3.8 GHz pero primariamente 3.4 a
3.6GHz Si, en algunos países
En la mayoría de los países, la banda de 3.4GHz a 3.6GHz se
asigna a banda ancha inalámbrica.
5GHz 5.25 a 5.85GHz No
En la parte de 5.725GHz a 5.85GHz
muchos países permiten mayor salida
de potencia (4 watts), lo que puede mejorar la
cobertura.
Fuente. www3.intel.com/espanol/netcomms/wp04_espanhol.pdf 19 Bandas licencia y exentas de licencia WiMAX www3.intel.com/espanol/netcomms/wp04_espanhol.pdf (20-09-08.14:00)
99
2.2.1.3 Beneficios de las Bandas con Licencia y Exentas de Licencia. Los
beneficios de las soluciones WiMAX con licencia y las exentas de licencia sobre
las soluciones por cable son: el bajo costo, la escalabilidad, y la flexibilidad. Sin
embargo, lo que a veces se pasa por alto es el hecho de que cada banda provee
diferentes ventajas para los diferentes modelos de uso. En la tabla 11 se muestra
una lista de ventajas para ambas soluciones.
Tabla 11 Beneficios de soluciones con licencia y exentas de licencia
Ventajas de Solucion con Licencia Ventajas de Solucion Exenta de Licencia
Mejor calidad de servicio Desarrollo rapido
Mejor recepcion “non-line-of-sight” (sin linea de vista) – NLOS en bajas frecuencias
Menores Costos
Mayores barreras de entradas Mas opciones en todo el mundo
Fuente. www3.intel.com/espanol/netcomms/wp04_espanhol.pdf.
2.2.1.4 Soluciones con Licencia: Ventajas y Usos. Para instalar una solución
con licencia, un operador o proveedor de servicio debe comprar el espectro. La
compra del espectro es un proceso engorroso. En algunos países, completar los
permisos para obtener los derechos de licenciamiento puede demorar meses,
mientras que en otros, la subasta de espectro puede elevar los precios y demorar
la adquisición del espectro. Esta mayor barrera de entrada, junto con la propiedad
exclusiva de una banda, permite mejoras de la calidad de servicio y reduce la
interferencia.
Las frecuencias más bajas asociadas a las bandas con licencia (2.5 GHz y 3.5
GHZ) permiten mejor penetración NLOS y RD. Sin embargo, las bandas con
licencia no están exentas de problemas de interferencia. A medida que los
proveedores de servicio instalan más redes, deben enfrentar interferencia mutua
resultante dentro de sus propias redes
2.2.1.5 Soluciones Exentas de Licencia: Ventajas y Usos. Los costos
relacionados con la adquisición de bandas con licencia están llevando a muchos
WISPs y mercados verticales a considerar las soluciones exentas de licencia para
100
mercados especializados, tales como áreas rurales y mercados emergentes. Las
soluciones exentas de licencia ofrecen varias ventajas clave sobre las soluciones
con licencia, incluso menores costos, desarrollo rápido, y una banda común que
puede usarse en la mayor parte del mundo. Estos beneficios están alimentando
los intereses y tienen potencial para acelerar la adopción de la banda ancha.
Algunos proveedores de servicio pueden usar una solución exenta de licencia para
proveer acceso last mile (ultima milla) para hogares, empresas, o backhaul como
reserva de la red suplementaria para sus redes con licencia o por cable.
Una solución exenta de licencia está regulada en términos de la potencia de salida
de la transmisión, aunque generalmente no se necesita licencia. Un dispositivo o
servicio puede usar la banda en cualquier momento en tanto que la potencia de
salida sea controlada adecuadamente.
Sin embargo, una solución exenta de licencia no debería considerarse como
substituto de una solución con licencia. Cada una sirve a necesidades de mercado
diferentes basadas en las compensaciones entre costo y QoS.
Grandes regiones subdesarrolladas o con poco servicio, tales como un local
aislado de una facultad o granja, son más indicadas para soluciones WiMAX
exentas de licencia, ya que los beneficios de costo y de área de cobertura pueden
ser mejor utilizados. Las soluciones exentas de licencia WiMAX son apropiadas
para las siguientes aplicaciones:
� Soluciones de larga distancia punto a punto en ambientes con poca
población.
� Soluciones punto a multipunto en comunidades rurales (incluso algunos
países en desarrollo).
101
� Áreas con poco ruido de banda RF o donde la interferencia en la banda sin
licencia se pueda controlar dentro de la geografía, como, por ejemplo,
grandes campos de empresas, barracas militares, y armadores.
� Donde el costo es el factor más importante para la toma de decisiones entre
tecnologías inalámbricas competidoras.
Cuando la propiedad del equipo es una opción para el usuario final. Las
soluciones con licencia WiMAX son apropiadas para las siguientes aplicaciones:
� Aplicaciones punto a multipunto de gran cobertura.
� Servicios móviles de banda ancha ubicua.
� Cuando el licenciamiento permite el control sobre el uso del espectro y la
interferencia.
� Cuando el costo no es la razón principal para elegir la tecnología, porque la
tecnología se ha optimizado para esta aplicación (otras tecnologías como
los revestimientos de datos 3G costarán más y tendrán menor desempeño.
� Cuando los servicios y el equipo de la estación base sólo pueden
arrendarse de una portadora o proveedor de servicio.
2.2.1.6 Diferencias Técnicas entre Bandas con Licencia y Bandas Exentas de
Licencia. Tanto las soluciones con licencia o exentas de licencia WiMAX se basan
en el estándar IEEE 802.16-2004, que usa multiplexación por división de
frecuencia ortogonal (OFDM) en la capa física (PHY). OFDM ofrece beneficios
tales como una relación señal-ruido (SNR) mejorada de estaciones de abonado y
flexibilidad mejorada para interferencia multi-path y ambientes externos.
102
Duplexación se refiere al proceso de crear canales bi-direccionales para
transmisión de datos de uplink (enlace de carga) y de downlink (enlace de
descarga).
Dúplexación por división de tiempo (TDD) y dúplex por división de frecuencia
(FDD) son soportados por el estándar 802.16-2004. Las soluciones con licencia
usan dúplex de división de frecuencia (FDD) mientras que las soluciones exentas
de licencia usan TDD.
FDD requiere dos canales que son separados para minimizar la interferencia, uno
para transmisión y otro para recepción. La mayoría de las bandas FDD son
asignadas a voz porque la arquitectura bi-direccional de FDD permite manejar la
voz con demoras mínimas.
Tabla 12 Comparación de TDD y FDD
TDD FDD
Descripción
Técnica de duplexacion usada en soluciones exentas de
licencia y que usa un solo canal para el uplink (enlace de carga)
y el downlink (enlace de descarga).
Técnica de duplexacion usada en soluciones con licencia que
usa un par de canales de espectro, uno para el uplink y
otro para el downlink.
Ventajas
• Flexibilidad mejorada porque no se requiere espectro
en pares • Mas fácil hacer par con
tecnologías de antenas inteligentes.
• Asimétrica
• Tecnología probada para voz.
• Diseñada para tráfico simétrico.
• No requiere tiempo de guarda.
Desventajas No puede transmitir y recibir al mismo tiempo.
• No puede instalarse si le falta un par el espectro. • Generalmente el
espectro tiene licencia. • Costo más elevado con
relación a la compra del espectro.
Inicio
• Aplicaciones de datos asimétricas “explosivas”. • Ambientes con
diagramas de tráfico variable. • La eficiencia RD es más importante que el costo.
• Ambientes con diagramas de tráfico previsibles. • El costo del equipo es
más importante que la eficiencia.
Fuente. www3.intel.com/espanol/netcomms/wp04_espanhol.pdf.
103
Las soluciones TDD y FDD no son interoperables porque usan diferentes bandas y
técnicas de duplexación. En la Tabla 12 se muestra una comparación entre TDD y
FDD. En resumen, FDD y TDD sirven para diferentes propósitos. FDD opera en
dos canales separados, uno para recibir tráfico y otro para transmitirlo. El espectro
otorgado para tecnologías FDD es licenciado en bandas de igual tamaño. No se
requieren tiempos de guarda entre upstream y downstream, lo que permite una
implementación dúplex completa. FDD no soporta una solución de Malla WiFi. En
una solución TDD, un canal se usa tanto para transmitir como para recibir tráfico.
Se requieren tiempos de guarda entre upstream y downstream. TDD puede
soportar Malla WiFi. TDD usa dos juegos distintos de time slots (ranuras de
tiempo) en la misma frecuencia para el uplink y para el downlink, mientras que
FDD usa dos frecuencias diferentes, una para el uplink y otra para el downlink.
2.2.2 Reglamentación Colombia20. Bogotá, julio 23 de 2006. El Ministerio de
Comunicaciones expidió la Resolución 1449 del 23 de junio de 2006 que fija las
condiciones para otorgar hasta dos permisos de utilización del espectro
radioeléctrico, con el propósito de de prestar servicios de banda inalámbrica en los
32 Departamentos del país.
La presente Resolución tiene por objeto adoptar medidas tendientes a establecer
el uso correcto, eficiente y racional del espectro radioeléctrico para la prestación
de servicios de telecomunicaciones que utilicen sistemas de distribución Punto a
Punto y Punto Multipunto para Acceso de Banda Ancha Inalámbrica, en el Área de
Servicio Departamental y establecer los requisitos y procedimientos a seguir para
el otorgamiento de los permisos correspondientes en las bandas de frecuencias
DD´ y EE´, establecidas en la Resolución 2064 de 2005.
20 Reglamentación Colombiahttp://www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/user_docs/Archivos/normatividad/2006/Resolucion/R1449de2006.pdf (25-09-08.15:00)
104
WiMAX funciona en tres rangos de bandas de radio: 2,4 GHz; 3,5 GHz y 5,8 GHz.
Los equipos pre-WiMAX que existen en la actualidad en el país trabajan en las
bandas de 2,4 y 5,8 GHz (estas tienen permiso abierto para su uso). El Ministerio
de Comunicaciones ha cedido el uso de la banda de 3,5 GHz, que ofrece un mejor
desempeño para WiMAX.
Tabla 13 Bandas no licenciadas
Fuente: http://www.mincomunicaciones.gov.co/
Número de permisos. El Ministerio de Comunicaciones otorgará hasta 2
permisos, uno por cada banda atribuida, para el uso del espectro radioeléctrico
en cada una de las Áreas del Servicio Departamental. Los titulares de permisos
por el derecho al uso del espectro radioeléctrico establecido en esta
Resolución no podrán tener asignado más de un permiso en un mismo
departamento.
� Contenido y alcance del permiso. El permiso que se otorgue mediante las
resoluciones particulares que expida el Ministerio de Comunicaciones, a través
de las cuales se culminen las actuaciones administrativas que se originan en la
presente Resolución corresponderá:
� El permiso por el derecho al uso del espectro radioeléctrico en la
frecuencia(s) o banda(s) de frecuencia(s) asignada(s) para la prestación de
los servicios de telecomunicaciones que utilicen sistemas de Distribución
Punto a Punto y Punto multipunto para Acceso de Banda Ancha
Inalámbrica, dentro del área geográfica.
BANDA RANGO BANDA RANGO
D 3421 MHz a 3 435 MHz D´ 3521 MHz a 3 535 MHz
E 3435 MHz a 3 449 MHz E´ 3535 MHz a 3 549 MHz
105
� La autorización para la instalación de la red de telecomunicaciones con
utilización de sistemas de Distribución Punto a Punto y Punto multipunto
para Acceso de Banda Ancha Inalámbrica, dentro del área geográfica de
servicio autorizada.
� Contraprestaciones. El derecho al uso de las frecuencias radioeléctricas a las
que se refiere la presente Resolución se someterá al régimen de
contraprestaciones establecido en los Decretos 1972 de 2003 y 1928 de 2006
o en las normas que los modifiquen, sustituyan, aclaren o adicionen.
� Otorgamiento de los permisos. Estos permisos a los que se refiere la
resolución son dados Ministerio de Comunicaciones que a su vez responde las
solicitudes de permiso dentro de los quince (15) días hábiles siguientes a su
presentación. En caso de que en dicho plazo no fuere posible resolver o
contestar las correspondientes solicitudes se aplicará el artículo 6° del código
contencioso administrativo.
Los permisos para el uso de frecuencias radioeléctricas se otorgarán por un
término de diez años, los cuales podrán renovarse hasta por un plazo igual al
inicial. En todo caso el tiempo total de duración de los permisos no excederá
los veinte años.
El titular debe cumplir con los requisitos que se refiere la presente resolución
para obtener el permiso.
� Factores de evaluación. Los factores de evaluación para el otorgamiento de
los permisos serán los siguientes:
� La Inversión Proyectada para cada uno de los 5 años.
106
� El Plan de Cobertura, de conformidad como se explico anteriormente en
la presente Resolución.
� Capacidad de Usuarios Equivalente de la red, como se explico
anteriormente en la presente Resolución.
Cada factor tiene un puntaje y la solicitud que mayor puntaje tenga se
queda con las bandas de frecuencias asignadas.
� Disposiciones Finales
� Revocación de los permisos.
El Ministerio de Comunicaciones podrá revocar en los siguientes casos el
permiso para el uso de las frecuencias a las que se refiere la presente
Resolución y podrá exigir la restitución del espectro cuando se incumpla:
� El Plan Mínimo de Cobertura.
� La Capacidad de Usuarios Equivalente.
� Cuando no se esté utilizando el espectro asignado.
� Operadores beneficiados21. Los operadores que salieron beneficiados en
los permisos para el uso del espectro electromagnético de la banda 3.5
GHz son los siguientes:
1. Los 32 departamentos de Colombia tienen adjudicatario. Los siguientes
departamentos tienen de a un solo operador: Amazonas, Arauca, Caquetá,
21 Operadores Beneficiados ramonpizarro.blogspot.com/2006/12/WiMAX-colombia-adjudicacin regional.html (15-09-08.15:30)
107
Chocó, Guainía, Guaviare, Putumayo, Vaupés y Vichada. Los otros 23
departamentos tienen de a dos operadores.
2. Cable Unión de Occidente S.A. logró el mayor número de permisos: 19
3. Los 5 departamentos principales quedaron así:
� ANTIOQUIA: Avantel S.A. y Cablecentro S.A.
� ATLÁNTICO: Cable Unión de Occidente S.A. y Servisatélite.
� CUNDINAMARCA: Avantel S.A. y Cable Unión de Occidente S.A.
� SANTANDER: Cable Unión de Occidente S.A. y Comunicaciones y
Satelitales de Colombia S.A.
� VALLE: Cable Unión de Occidente S.A. y EMCALI E.I.C.E. E.S.P.
� Cuadro del total de operadores22:
Tabla 14 Cuadro del total de operadores
1 AVANTEL S.A. 7
2 Cable Unión de Occidente S.A. 19
3 Cablecentro S.A. 5
4 Comunicación Celular S.A. COMCEL S.A. 13
5 Comunicaciones Satelitales de Colombia S.A. 6
6 EMCALI E.I.C.E. E.S.P. 2
7 EMPRESA DE TELECOMUNICACIONES DE LA ORINOQUÍA S.A. E.S.P. "TELEORINOQUIA"
1
8 S3 Wireless Colombia S.A. 1
9 Servisatelite 1
Fuente: www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/user_docs/Noticias/audiencia1.pdf
22 Cuadro total de operadores www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/user_docs/Noticias/audiencia1.pdf (25-09-08.16:00)
108
3. METODOLOGÍA
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
El Estudio De La Viabilidad Técnica y de La Implementación de Internet Social
Para la Utilización de la Tecnológica WiMAX IEEE (802.16), es de enfoque
empírico analítico: cuyo interés es el técnico, orienta a la investigación a la
contrastación permanente de las aseveraciones teóricas con la verificación
experimental.
3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
� La línea de investigación para este proyecto es: Tecnologías actuales y
sociedad.
3.2.1 Sublínea de la Facultad
� La Sublínea de investigación para este proyecto es: Sistemas de
Información y Comunicación.
3.2.2 Campos de Investigación
� Convergencia de Redes y Servicios
3.3 HIPÓTESIS
La solución posible para el problema del proyecto es migrar a la tecnología
WiMAX, esta tecnología facilita la reducción de costos de implementación,
mantenimiento y adicionalmente mayor cubrimiento y calidad de servicio para
Internet Social.
109
3.4 VARIABLES
3.4.1 Variables Independientes
� Número de poblaciones rurales que no cuenten con los servicios de
telecomunicaciones adecuados.
� Demanda.
3.4.2 Variables Dependientes
� Distancia.
� Línea de Vista.
� Cobertura.
110
4. DESARROLLO INGENIERIL
En la parte del desarrollo ingenieril se enfocará en estudiar la viabilidad técnica y
económica que tenga la tecnología WiMAX comparada con la tecnología VSAT
que es la que actualmente utiliza el programa Compartel.
4.1 ANALISIS DE ESTADISTICAS DE COMPARTEL
De acuerdo con las estadísticas que presenta Compartel las cuales fueron
relacionadas en el ítem 2.1, los datos característicos de cada tipo de sitio como
base para la composición de los puntos para el desarrollo de las dos alternativas,
se tomaron de la fase 4 que se está desarrollando actualmente; la clase de
puntos, número de computadores así como los anchos de banda que se han
considerado para los mismos, se pueden ver en la tabla 15. Por otro lado se van a
utilizar para el desarrollo del proyecto las coordenadas que se obtuvieron del
operador GILAT que corresponden a la fase 1.
Tabla 15 Clasificación de los Sitios
TIPO A B C
Velocidad mínima garantizada de navegación por institución –download- (Kbps) 256 256 256
Velocidad mínima garantizada de navegación por institución –upload - (Kbps) 64 64 64
Numero de computadores con servicio de Internet 8 12 16
Re-uso No No No
Fuente: Cartilla Capacitación Telecom.pdf
4.2 NORMATIVIDAD COLOMBIANA WiMAX
Conforme a la resolución 1449 la frecuencia de operación para los 32
departamentos son 2,5 y 3,5 GHz, de las cuales son libre de uso 3,5 GHz, y
licenciada 2,5 GHz, para nuestro trabajo se va a utilizar la frecuencia de 3,5 GHz
por ser la frecuencia de uso libre y no genera costos adicionales a la propuesta.
111
4.3 CONSIDERACIONES GENERALES PARA LAS ALTERNATIVAS CON LAS TECNOLOGÍAS VSAT Y WIMAX
4.3.1 Para hacer una comparación equitativa de la viabilidad técnica y económica
entre las tecnologías VSAT y WiMAX, se tomaron los puntos de la Fase 1
del programa Compartel, debido a que se tiene la totalidad de la ubicación
(coordenadas) de los sitios de esta fase, la cual fue facilitada por el
operador encargado de desarrollarla (GILAT). Se inició la ubicación de los
sitios con la información proporcionada de la Fase 3, esta información
contenía todos los sitios, pero no contenía datos de la ubicación de estos,
debido a que hasta ahora esta fase está siendo implementada y no se tiene
la totalidad de la ubicación de los sitios, por lo tanto fue imposible
adquirirlos. La totalidad de la Fase 1 consta de 5471 sitios, los cuales están
distribuidos en la totalidad del territorio Colombiano e incluyen algunos de
los municipios en donde se encuentran ubicados los puntos de la Fase 3,
aunque vale la pena anotar que la ubicación en algunos puntos de la Fase 1
no son la misma que la de los puntos de la Fase 3.
4.3.2 Para el desarrollo del proyecto se escogieron tres escenarios de trabajo
distintos basándose en la gran variedad de zonas geográficas del país,
como también la gran cantidad de puntos que conforman la fase 1, esto se
hace con el fin de hacer un estudio completo en los escenarios posibles en
Colombia en las que podría estar implementada la alternativa WiMAX. Los
escenarios escogidos poseen las siguientes características geográficas
Plana, Semi-Plana y Montañosa. Para la determinación de los
departamentos se escogieron los que más se asemejaran a estas
características; así como también aquellos que tuvieran el mayor porcentaje
de coordenadas correctas de los puntos Compartel que conformaban cada
departamento debido a que en algunos departamentos la información de la
ubicación no concordaba.
112
4.3.3 Teniendo en cuenta los criterios anteriormente mencionados, para el caso
geográfico Plano inicialmente se seleccionaron los departamentos Meta,
Valle del Cauca, Córdoba, Atlántico y Bolívar, y finalmente se escogieron
Bolívar y Atlántico basados en los criterios antes mencionados. Para el caso
geográfico Semi-Plano se seleccionaron departamentos como
Cundinamarca, Antioquia, Tolima y Huila. Finalmente se optó por
Cundinamarca. Para el caso geográfico Montañoso se seleccionaron
departamentos como Boyacá, Nariño y, Cauca. Finalmente se escogió
Nariño basado en los criterios antes mencionados.
Los departamentos seleccionados contienen un total de 1117 sitios
distribuidos de la siguiente manera:
� Atlántico, 5
� Bolívar, 210
� Cundinamarca, 310
� Nariño, 592
De estos 1117 sitios no se lograron ubicar 71, debido a que las
coordenadas no concordaban con el municipio al que estaba relacionado.
Estos sitios están distribuidos así:
� Atlántico, 0
� Bolívar, 19
� Cundinamarca, 14
� Nariño, 38
Quedando de esta manera un total de 1046 sitios a utilizar en el desarrollo
del proyecto.
113
De estos sitios se encuentran algunos donde no cuentan con suministro
eléctrico, por lo tanto es necesario obtener esta energía por medio de un
panel solar para poder instalar y utilizar los equipos necesarios para poder
brindar el servicio.
4.3.4 La Fase 1 solo tiene instalados sitios de tipo A, B y C. A continuación se
muestra el número total por departamento clasificado por tipo de sitio y
número de usuarios.
Tabla 16 Tipo de sitio y usuarios por departamento
CLASIFICACION POR
DEPARTAMENTO TOTAL DE USUARIOS POR
DEPARTAMENTO
A B C A B C
ATLANTICO 3 1 1 24 12 16
BOLIVAR 129 43 20 1032 516 320
CUNDINAMARCA 240 40 15 1920 480 240
NARIÑO 406 99 49 3248 1188 784
TOTAL GENERAL 778 183 85 6224 2196 1360
TOTAL CPE 1046
TOTAL USUARIO
9780
4.3.5 No se tiene en cuenta el re-uso de frecuencias debido a que en la
alternativa con WiMAX se implementará en zonas rurales.
4.3.6 Para poder llevar a cabo la ubicación de los sitios y de las torres con sus
respectivas Estaciones Base, se utilizó el software Google Earth. Esta
herramienta es muy útil para el desarrollo de la alternativa con la tecnología
WiMAX ya que permite etiquetar cada sitio, además, medir las distancias
que se deseen como por ejemplo, medir la distancia entre sitios, entre el
114
sitio y la estación base, entre el sitio y el pueblo más cercano. De esta
forma permite saber si el sitio está dentro del límite de cobertura de la
estación base. Este software también permite mirar si existe línea de vista
entre la estación base y los sitios, para así saber si se puede llegar con
buena señal al sitio.
Para observar en detalle la totalidad de los sitios, torres y enlaces punto
apunto ubicados con esta herramienta, y detallar las distancias, alturas y
demás ventajas que ofrece esta, debe abrir el archivo myplaces.kml en el
CD adjunto.
4.3.7 Para realizar la comparación económica entre las tecnologías VSAT y
WiMAX en dólares, se tuvo como tasa representativa de $ 2392,28 pesos
por dólar el día 4 de Noviembre del 2008 a las 15:45 (tomado de
portafolio.com.co). La determinación de los costos incluidos en los
proyectos está a un término de 5 años.
4.3.8 Con el fin de efectuar la comparación en el territorio colombiano, se tuvo en
cuenta el 35% adicional al costo FOB para determinar el costo CIF.
4.3.9 El costo por estación de trabajo en el sitio se definió con un valor de $
1.356.264 pesos que equivalente de acuerdo a la tasa representativa
tomada de $ 2392 pesos por dólar es $ 567 por computador para las dos
alternativas. Un computador de este valor cumple con los requerimientos
necesarios para un buen desempeño en estos sitios.
4.3.10 El precio de arriendo de 10m2 correspondiente al área necesaria para
instalar la antena que requiere WiMAX se supone de $ 30.000 pesos
mensuales. De igual manera el área necesaria para montar la antena de
VSAT se determina un arriendo mensual de $15.000 pesos por un área de
115
5 m2. Estos precios debido a que un terreno de estas dimensiones en zonas
rurales oscila en estos valores.
4.3.11 Los costos correspondientes para el mantenimiento y administración se
calcularán con un porcentaje igual al 30% y 10% del costo de los equipos
instalados en cada una de las alternativas, la anterior consideración se
toma basado en la experiencia que sobre el particular se obtuvo.
4.3.12 En los costos de implementación y el total de usuarios, tanto de WiMAX
como de VSAT se tiene previsto desarrollarlos con una demanda constante
en los 5 años.
4.4 ALTERNATIVA CON TECNOLOGÍA VSAT
Para el desarrollo de la siguiente alternativa se tuvieron en cuenta las siguientes
consideraciones:
4.4.1 Para la alternativa con la tecnología VSAT no es relevante si el sitio se
encuentra en un escenario plano, semi-plano o montañoso, ya que lo
verdaderamente importante es que tenga vista hacia el satélite. Por lo tanto
con esta tecnología todos los sitios tendrán cobertura no importa donde se
encuentren.
4.4.2 La totalidad de los costos de los equipos que se requieren para la
implementación de la tecnología VSAT fueron suministrados por el operador
encargado de desarrollar la primera fase (GILAT), entre estos costos están
incluidos las antenas, el HUB principal y los paneles solares.
4.4.3 Las frecuencias que se emplean con la tecnología VSAT son:
Tabla 17 Bandas de Frecuencia VSAT
Item
Banda de frecuencias para transmisión
Banda de frecuencias para recepción
Fuente.www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/instalac/cliente/equipos.htm.
4.4.4 Se realizó la ubicación de los puntos de acuerdo
archivo proporcionado por GILAT, como se indic
herramienta Google Earth, cada uno de los sitios se
como se ve en la
con el nombre del municipio seguido de la ubicación de la localidad donde
se encuentra la antena.
sobre el símbolo,
Figura 37 Etiquetado de los sitios
El resultado de la Ubicación de los
alternativa con la tecnología VSAT es el siguiente
Figura 38 Ubicación sitios Colombia
Hub
Banda de frecuencias para transmisión 5.925-6.425 GHz en banda C 5.925-6.425
Banda de frecuencias para recepción 3.625-4.2 GHz en banda C 3.625-4.2 www.upv.es/satelite/trabajos/pract_4/instalac/cliente/equipos.htm.
la ubicación de los puntos de acuerdo con las coordenadas del
archivo proporcionado por GILAT, como se indicó anteriormente se utilizó
herramienta Google Earth, cada uno de los sitios se marc
como se ve en la Figura 37 y dentro de las propiedades de este se etiquet
el nombre del municipio seguido de la ubicación de la localidad donde
se encuentra la antena. Para ver esta información basta solo con darle Click
quedando de la siguiente forma.
Etiquetado de los sitios
bicación de los 1046 sitios en los cuatro departamentos
con la tecnología VSAT es el siguiente (Figura 38):
Ubicación sitios Colombia VSAT
116
VSAT
6.425 GHz en banda C
GHz en banda C
las coordenadas del
ó anteriormente se utilizó la
marcó con un símbolo
y dentro de las propiedades de este se etiquetó
el nombre del municipio seguido de la ubicación de la localidad donde
er esta información basta solo con darle Click
sitios en los cuatro departamentos para la
117
Ubicación de los 5 sitios en Atlántico y los 191 en Bolívar:
Figura 39 Bolívar
118
Ubicación de los 296 sitios en Cundinamarca:
Figura 40 Cundinamarca
119
Ubicación de los 553 sitios en Nariño:
Figura 41 Nariño
120
4.4.5 Equipos de la tecnología VSAT. En esta sección se estudiarán las
características y funciones de los diferentes equipos que conforman una red
VSAT.
En la figura 42 se pude ver el diagrama general de los equipos que conforman la
tecnología VSAT como los equipos que conforman el nodo principal de esta
tecnología y que se encarga de recibir y enviar información hacia los usuarios
finales por medio del satélite. También se puede detallar los equipos que
conforman la Estación remota que son los que reciben la información del satélite y
la transportan hasta el usuario final.
121
Figura 42 Diagrama de la estructura de la red
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructiva de capacitación. pdf.
4.4.5.1 Equipos de la estación remota. Hacen parte todos aquellos equipos de
cómputo, computadores portátiles, organizadores personales, dispositivos móviles
en general, equipos activos, antena y MODEM. Estos dispositivos le permiten al
usuario conectarse a la red local del lugar, para que pueda recibir el servicio de
conectividad.
El dispositivo activo es el que procesa las señales provenientes de internet y se
las entrega al equipo por medio de su interfaz de conexión a la red. Para el caso
de la conexión satelital a internet este dispositivo activo esta usualmente
compuesto de varios elementos que se describen a continuación.
� Concentrador o Switch:
122
Figura 43 Concentrador
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructivo de capacitación. Pdf
Un HUB es un concentrador. Simplemente une conexiones y no altera las
tramas que le llegan. Administra y reparte las señales hacia el interior de la red
y las recibe para poder enviarlas al exterior de esta a través del MODEM.
Este elemento recibe la conexión proveniente del MODEM satelital, la cual trae
por medio de un cable lo que se puede llamar el servicio de Internet
propiamente dicho. Este dispositivo se encadena con el MODEM Satelital para
ir integrando la Red en la Estación Remota.
� MODEM Satelital
Figura 44 MODEM Satelital
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructiva de capacitación. Pdf
El MODEM es el dispositivo de la red que se encarga de la administración de
las transmisiones recepciones que van hacia y desde la red. Esta conectado a
123
la antena mediante cable coaxial y como su nombre lo indica, modula y
demodula las señales eléctricas entrantes y salientes de la red a la cual está
prestando sus servicios.
� Antena de la Estación Remota. La antena de la Estación Remota, es el
elemento encargado de concentrar las ondas electromagnéticas provenientes
del satélite sobre un punto focal, en el cual esta ubicada la Unidad Electrónica
que recoge la señal y la manda al MODEM Satelital, mediante un cable coaxial.
El Plato no tiene componentes activos y su función se limita a la concentración
de la señal sobre la Unidad de Electrónica.
Adicionalmente, la antena se instala en un lugar físico que esté a menos de 40
metros de donde se encuentra el aula de computadores que harán uso del
servicio de Internet.
La antena está compuesta de tres elementos diferenciados:
� El Reflector Satelital: recoge la señal electromagnética hacia la unidad
electrónica.
� La Unidad Electrónica: interpreta y envía la señal al MODEM Satelital.
� El Mástil: Elemento metálico que se usa para fijar la antena al sitio físico
donde se prestará el servicio.
La Antena debe ser orientada hacia el satélite para que pueda haber
navegación en los computadores. Así como se orienta una antena de los
servicios de televisión por suscripción. Esta orientación depende del sitio
geográfico donde se encuentre la Estación Satelital.
124
Figura 45 Antena de la Estación Remota
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructivo de capacitación. Pdf.
� Infraestructura y equipamiento instalado en la Estación Remota. A
continuación se describen los diferentes componentes que hacen parte del
equipamiento instalado en la Estación Remota:
� El Reflector Parabólico
Figura 46 Reflector Parabólico
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructivo de capacitación. Pdf
La antena satelital es el elemento encargado de concentrar las ondas
electromagnéticas provenientes del satélite. En un punto donde se
encuentra el Alimentador, se recoge la señal de Internet y la procesa
mediante la Unidad RG, y esta la envía por el cable coaxial hacia el
MODEM satelital.
125
La Antena Satelital está compuesta entonces de lo siguientes elementos:
� El Reflector Parabólico.
� El Canister.
� El Mástil.
� Unidad Electrónica.
Los primeros 3 componentes sirven al propósito común de soportar la
estructura y reflejar la señal.
El Canister, realiza las siguientes funciones:
� Fijar el reflector Parabólico
� Ajustar los niveles de elevación y azimuth.
Figura 47 Canister
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructiva de capacitación. Pdf
El Mástil, como su nombre lo indica se usa para soportar el ensamble del
Canister y el Reflector Parabólico y para fijar este ensamble a una pared o
al piso. Generalmente la antena se ubica en las partes altas de las
edificaciones, para garantizar de esta forma que la señal no tenga
obstrucciones que puedan degradar la señal proveniente del satélite.
Figura 48 Mástil
126
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructiva de capacitación. Pdf.
� La Unidad Electrónica. La Unidad Electrónica de la Antena Satelital, es el
elemento que se encarga de recibir las ondas electromagnéticas concentradas
por el reflector satelital y de enviarlas al MODEM satelital cuando está
recibiendo señal. Del mismo modo envía la señal proveniente del MODEM
satelital hacia el reflector, quien a su ves envía la señal 2de rebote” hacia el
satélite.
Figura 49 Unidad Electrónica
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructiva de capacitación. Pdf
En la vista posterior de la unidad, se aprecian los 2 elementos que la
componen, cada uno de ellos encargado de la recepción y la transmisión de las
señales.
Figura 50 Vista Posterior de la Unidad Electrónica
127
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructiva de capacitación. Pdf
A continuación se puede detallar todos las partes de la antena anteriormente
descritas en su respectiva posición.
Figura 51 Vista posterior de la antena Satelital
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructiva de capacitación. Pdf
� Panel solar
128
Figura 52 Panel Solar
Fuente. www.apertonet.com
El Panel Solar de SunPower cuenta con 96 células solares de contacto
posterior de última generación y un diseño del panel optimizado, el panel de
SunPower proporciona una eficiencia de conversión total del 18,4%. El
reducido coeficiente voltaje-temperatura del panel, y su excepcional
rendimiento en condiciones de baja intensidad de radiación solar, suministran
una mayor cantidad de energía por Wp.
4.4.5.2 HUB principal (Bogotá)
Figura 53 Antena y HUB principal
Fuente. Proyecto Compartel Banda Ancha. Cartilla instructiva de capacitación. Pdf.
129
En Bogotá se localizan los equipos principales de la red VSAT, como el HUB
que permite controlar el funcionamiento completo de la red de comunicaciones.
En el HUB hay un servidor para la administración del sistema que permite al
operador de la red monitorear y controlar la red de comunicaciones a través de
la integración de componentes de hardware y software. Se tiene la posibilidad
de ver, modificar y bajar información configurada a las distintas estaciones
VSAT. Las estaciones del sistema de gestión de red se encuentran en la
central de datos.
También se encuentra la conexión a internet la cual debe tener un gran ancho
de banda para poder manejar todos los usuarios conectados a esta red, por
ultimo también se encuentra la unidad exterior la cual permite la conexión con
el satélite a grandes velocidades.
4.4.6 Costos VSAT
4.4.6.1 Costos equipos VSAT
Conforme a los equipos descritos anteriormente y que son necesarios para
interfuncionar a través de una red VSAT y basados en los precios suministrados
por la empresa GILAT encargada de desarrollar la Fase 1 del programa
Compartel; así como las premisas que se establecieron en las condiciones
generales del presente documento se determinaron los siguientes costos para
esta alternativa:
Los criterios de los precios a tener en cuenta para hallar el total de costos VSAT
son:
130
Tabla 18 Costos generales VSAT
Costo Costo Bogotá Costo Bogotá
FOB CIF PESOS
Alquiler Canal (Mensual) - $ 650 $ 1.554.800
Estación usuario $ 1.200 $ 1.620 $ 3.875.040
Instalación - $ 600 $ 1.435.200
Panel Solar $ 3.800 $ 5.130 $ 12.270.960
Switch Tipo A $ 73 $ 99 $ 235.732
Switch Tipo B y C $ 199 $ 269 $ 642.611
PC $ 420 $ 567 $ 1.356.264
HUB Principal $ 1.200.000 $ 1.620.000 $ 3.875.040.000
Arriendo Ubicación estación remota - $ 6,27 $ 15.000
Arriendo Ubicación HUB Bogotá - $ 209,03 $ 500.000
Arriendo Ubicación Antena Bogotá $ 42 $ 100.000
Mantenimiento (30%) - 30% -
Administración (10%) - 10% -
� Nota1: Se tomó la tasa representativa del dólar a $ 2392 suministrada por Portafolio el día 4
de Noviembre de 2008.
� Nota2: conforme a Compartel, el ancho de banda para cualquier tipo de sitio (A, B y C) es
siempre el mismo (256Kbps) para soluciones satelitales.
� Nota3: Este valor incluye, los equipos de transmisión, gestión y administración de la red.
131
� Los precios de forma consolidada se encuentran en la siguiente tabla. Pare ver de forma detallada el total de los
costos dirigirse al archivo COSTO TOTAL VSAT en el CD adjunto con este documento.
Tabla 19 Costos alternativa VSAT a 5 años.
Departamento Costo Canal (5 años)
Costo total
(Estación Usuario)
Costo Instalación Canal Arriendo Costo HUB Otros Infraestructura Costo Total Departamento
USD USD USD USD USD USD USD
ATLÁNTICO $ 195.000 $ 8.100 $ 3.000 $ 1.881
$ 8.798 $ 216.779
BOLÍVAR $ 7.488.000 $ 311.040 $ 115.200 $ 72.241
$ 1.617.184 $ 9.603.665
CUNDINAMARCA $ 11.505.000 $ 477.900 $ 177.000 $ 110.995
$ 1.581.478 $ 13.852.373
NARIÑO $ 21.606.000 $ 897.480 $ 332.400 $ 208.445
$ 4.198.891 $ 27.243.216
BOGOTÁ - - - $ 12.542 $ 1.620.000 $ 1.632.542
COSTO TOTAL EQUIPOS
Y ARRIENDO $ 52.548.575
MANTENIMIENTO (30%)
$ 3.216.261
ADMINISTRACIÓN (10%)
$ 1.072.087
COSTO TOTAL
$ 56.839.432
� Nota1: Se tomó la tasa representativa del dólar a $ 2392 suministrada por Portafolio el día 4 de Noviembre de 2008.
132
4.5 ALTERNATIVA CON TECNOLOGÍA WIMAX
Para el desarrollo de la siguiente alternativa se tuvieron en cuenta las siguientes
consideraciones:
4.5.1 Aunque teóricamente se dice que el radio de cobertura de las estaciones
base de la tecnología WiMAX alcanzan hasta los 50 km; en el presente
proyecto se tomó como radio de cobertura 10 km, dado que se ha
comprobado que los desarrollos existentes solamente llegan hasta esta
distancia como máximo.
4.5.2 Para la alternativa de esta tecnología se tuvo en cuenta un escenario
adicional como es el selvático, por tener consideraciones muy especiales en
el sentido que en el caso de no poder ser cubiertas directamente por la
estación base que se encuentra más cercana, es imposible instalar antenas
repetidoras para alcanzar esos sitios por las condiciones propias del
terreno. Los departamentos que cumplen con estas condiciones son,
Amazonas, Guainía, Guaviare, Putumayo y Arauca.
4.5.3 Para optimizar más eficazmente el uso del ancho de banda se tiene previsto
instalar antenas sectorizadas a 120°, lo cual permitirá atender la
concentración heterogénea de usuarios con la misma calidad del servicio
(QoS).
4.5.5 De conformidad con la resolución tal de ministerio de comunicaciones en
estas propuestas se tienen previsto para el caso de WiMAX se tiene
previsto utilizar la frecuencia de 3.5 GHz porque es frecuencia de libre uso y
no acarrearía costos adicionales a la propuesta.
4.5.4 Las estaciones base se tiene previsto ubicarlas en la zona urbana de la
cabecera del municipio en que se encuentra el sitio a cubrir, y así
133
beneficiarse del acceso a internet. Una de las razones por las cuales se
opta por esta solución es la de obtener energía de la electrificadora que
directamente presta el servicio en cada cabecera.
4.5.5 En el desarrollo de esta alternativa se encontró sitios imposibles de acceder
a través de la antena que se tiene previsto instalar desde la cabecera a la
cual pertenece, debido a obstáculos de topografía; para solucionar estos
problemas se optó como solución buscar el cubrimiento a estos sitios a
través del alcance de las antenas que se instalarían en los municipios
anexos. Así mismo se encontraron sitios que se ubican a distancias
mayores de 10 km de la estación base, para lo cual se determinó instalar
antenas repetidoras para de esta manera poder dar cubrimiento.
4.5.6 Para la ubicación de los sitios, al igual que en la alternativa de la tecnología
VSAT se utilizó la herramienta Google Earth, pero a diferencia de este, se
anexará la ubicación de la torre y cuántas estaciones base se instalarán en
cada torre, como también los sitios que cubren estas estaciones base.
Figura 54 Etiquetado de las Estaciones Base
134
4.5.7 En el caso de los sitios que no están en el rango de cobertura de 10 km, es
necesario realizar un enlace punto a punto entre dos estaciones base, para
de esta forma lograr un alcance de hasta 20 km entre estas dos estaciones
base, este enlace se puede hacer en una frecuencia de 2.4 GHz ya que es
una banda de frecuencia libre. Como se ve en la figura 55 estas torres con
enlaces punto a punto están marcados con un símbolo amarillo, y estas
también tienen las especificaciones de las torres que están enlazadas por el
punto a punto, y los sitios que esta cubre.
Figura 55 Etiqueta enlaces Punto a Punto
135
4.5.8 De los 1046 sitios, 152 sitios fue imposible cubrirlos con la tecnología
WiMAX, porque se encontraron obstáculos topográficos que no permitían
línea de vista con los sitios, tanto en la antena que se instalaría en la
cabecera del municipio a la cual pertenece como en los municipios anexos.
La discriminación de estos sitios por departamento se indicará en el
desarrollo individual que se efectuó por cada departamento, registrados en
el ítem 4.4.10.
4.5.9 Para la ubicación de las torres en las cabeceras municipales, se debe tener
la seguridad de contar con un proveedor de Internet. La empresa que
proporcionaría este servicio para esta alternativa sería la empresa
TELECOM, debido a que es la empresa con mayor cubrimiento a nivel
nacional, llegando a la gran mayoría de poblaciones de Colombia facilitando
la implementación de la tecnología WiMAX. Para poder tener conocimiento
de las poblaciones a las cuales llega esta empresa, se realizó en base al
archivo Sitios Telecom.xls facilitado por la empresa misma (detallado en el
CD adjunto), la cual contiene la totalidad de los sitios cubiertos por esta
empresa.
136
4.5.10 Ubicación sitios y torres en Colombia. El resultado de la ubicación de los
1046 sitios y las 173 torres en los cuatro departamentos para la alternativa
con la tecnología WiMAX es el siguiente (Figura 56):
Figura 56 Ubicación sitios y torres en Colombia WiMAX
137
La ubicación de los sitios y el desarrollo e inconvenientes de la presente
alternativa en los cuatro departamentos son descritos a continuación:
4.5.11 Atlántico y Bolívar (escenario plano). El resultado de la ubicación de los
179 sitios y las 35 torres de Bolívar, como también los 5 sitios y las 4 torres de
Atlántico, se muestra en la Figura 57.
Figura 57 Ubicación sitios en Atlántico y Bolívar
138
� En los departamentos analizados correspondientes a escenario de
topología plana, se encontró que en el departamento del Atlántico se
pueden cubrir todos los municipios sin inconveniente alguno con la
tecnología WiMAX, caso contrario ocurre con el departamento de Bolívar
que se encontraron inconvenientes en 14 sitios por no tener línea de vista
desde la antena de la cabecera municipal a la cual pertenecen como de los
municipios anexos, ver tabla 20. En la tabla 21 se indica el número de las
estaciones base que se encuentra equidistante para cubrir más de un
municipio y en la tabla 22 se relaciona aquellos sitios que por su distancia
requerirían la instalación de antenas repetidoras.
Tabla 20 Sitios con inconvenientes por línea de vista – Dpto. de Bolívar MUNICIPIO LOCALIDAD ESTADO DEL SITIO
BARRANCO DE LOBA PUEBLITO MEJÍA NLOS
MAGANGUÉ EMAÚS NLOS
MOMPÓS CANDELARIA NLOS
MOMPÓS LOS PIÑONES NLOS
MONTECRISTO LA ESCONDIDA NLOS
MONTECRISTO RANGELITO NLOS
MONTECRISTO SAN AGUSTÍN NLOS
SAN JACINTO DEL CAUCA LA RAYA NLOS
SANTA ROSA DEL SUR CARACOLÍ NLOS
SIMITÍ EL GARZAL NLOS
SIMITÍ SAN LUIS NLOS
VILLANUEVA BATALLÓN MILITAR NLOS
Tabla 21 Estaciones base con cobertura para más de un municipio – Dpto. de Bolívar MUNICIPIO LOCALIDAD TORRE UBICACIÓN TORRE
BARRANCO DE LOBA PUERTO COROZO 2 ALTOS DEL ROSARIO
BARRANCO DE LOBA SAN ANTONIO 2 ALTOS DEL ROSARIO
BARRANCO DE LOBA PUERTO JAIME 2 ALTOS DEL ROSARIO
HATILLO DE LOBA BOTONAL 5 BARRANCO DE LOBA
HATILLO DE LOBA EL CERRO DE LAS AGUADAS 5 BARRANCO DE LOBA
HATILLO DE LOBA EL POZÓN 5 BARRANCO DE LOBA
HATILLO DE LOBA GUALÍ 5 BARRANCO DE LOBA
HATILLO DE LOBA LAS BRISAS 5 BARRANCO DE LOBA
HATILLO DE LOBA LA RIBONA 5 BARRANCO DE LOBA
TURBACO AGUAS PRIETAS 7 CARTAGENA
SAN MARTÍN DE LOBA GUACHARACO 10 EL PEÑÓN
SAN MARTÍN DE LOBA LOS PUEBLOS 10 EL PEÑÓN
139
SAN MARTÍN DE LOBA PAPAYAL 10 EL PEÑÓN
SAN MARTÍN DE LOBA PLAN BONITO 10 EL PEÑÓN
SAN MARTÍN DE LOBA PLAYITAS 10 EL PEÑÓN
SAN MARTÍN DE LOBA RINCÓN 10 EL PEÑÓN
CALAMAR EL PROGRESO 12 MARGARITA
MOMPÓS ANCÓN 12 MARGARITA
MOMPÓS BOMBA 12 MARGARITA
SAN FERNANDO SANTA ROSA 12 MARGARITA
SAN FERNANDO CUATRO BOCAS 12 MARGARITA
SAN FERNANDO EL PALMAR 12 MARGARITA
SAN FERNANDO JALÓN 12 MARGARITA
SAN FERNANDO PORVENIR 12 MARGARITA
SAN FERNANDO PUNTA DE HORNOS 12 MARGARITA
SAN FERNANDO LA GUADUA 14 MOMPÓS
SAN FERNANDO LAS CUEVAS 14 MOMPÓS
SAN FERNANDO PAMPANILLO 14 MOMPÓS
RÍO VIEJO BLANCAS PALOMAS 17 REGIDOR
RÍO VIEJO EL DIQUE 17 REGIDOR
RÍO VIEJO EL PROGRESO 17 REGIDOR
RÍO VIEJO HATILLO 17 REGIDOR
RÍO VIEJO SANTA ELENA 17 REGIDOR
RÍO VIEJO SAN LUIS 17 REGIDOR
MAGANGUÉ PLAYA DE LAS FLORES 18 PINILLOS
MAGANGUÉ TOLÚ 18 PINILLOS
SANTA ROSA PAIBA 20 SAN JUAN NEPOMUCENO
CICUCO SAN JAVIER 24 TALAIGUA NUEVO
Tabla 22 Sitios cubiertos con antena repetidora – Dpto. de Bolívar
MUNICIPIO LOCALIDAD TORRE
ACHÍ TACUYALTA 28
ACHÍ GUAMO 28
ACHÍ PLAYA ALTA 28
SAN FERNANDO CONTADERO 28
BARRANCO DE LOBA PUEBLO BELLO 29
BARRANCO DE LOBA GARZO 29
MARGARITA GUASIMAL 29
MARGARITA LA MONTAÑA 29
MAGANGUÉ SAN ANTONIO 30
MAGANGUÉ TRES PUNTAS 30
CÉRDOBA TACAMOCHITO 31
MAGANGUÉ LA PASCUALA 31
ALTOS DEL ROSARIO SAN ISIDRO 32
ARJONA EL REMANSO 33
TURBANÁ PUEBLO NUEVO 33
BARRANCO DE LOBA MINA SANTA CRUZ (REUBICACIÓN) 34
MARÍA LA BAJA ARROYO GRANDE 35
TALAIGUA NUEVO EL PORVENIR 35
140
� Los sitios totales ubicados descartando tanto los sitios NLOS como los que no
coincidían las coordenadas, se encuentran detallados en el archivo Puntos
Finales.xlsx en el CD adjunto con el documento.
� En el escenario plano se puede determinar que el utilizar la tecnología WiMAX
es viable, debido a que por las características propias de este terreno permite a
esta tecnología sacar provecho en lo referente a la cobertura.
141
4.5.12 Cundinamarca (escenario semi-plano). El resultado de la ubicación de
los 271 sitios y las 68 Torres en el departamento de Cundinamarca se muestra en
la Figura 58.
Figura 58 Ubicación sitios Cundinamarca
� Este departamento es más complejo por poseer una topología semi-plana,
debido a la presencia de zonas montañosas.
142
� En el departamento analizado se encontraron inconvenientes en 25 sitios por
no tener línea de vista desde la antena de la cabecera municipal a la cual
pertenecen como de los municipios anexos, ver tabla 23. En la tabla 24 se
indica el número de las estaciones base que se encuentra equidistante para
cubrir más de un municipio y en la tabla 25 se relaciona aquellos sitios que por
su distancia requerirían la instalación de antenas repetidoras.
Tabla 23 Sitios con inconvenientes por línea de vista – Dpto. de Cundinamarca MUNICIPIO LOCALIDAD ESTADO DE SITIO
CARMEN DE CARUPA SALINAS NLOS
EL PEÑÓN BUNQUE NLOS
EL PEÑÓN EL VALLE NLOS
FÓMEQUE EL TABLÓN NLOS
FÓMEQUE GUANE NLOS
FOSCA PLASITAS NLOS
GACHALÁ PALOMAS NLOS
GACHALÁ SANTA RITA DEL RÍO NEGRO NLOS
GACHALÁ MUCHINDOTE NLOS
GUADUAS DESPENSAS NLOS
LA PALMA HINCHE NLOS
MEDINA SANTA TERESITA NLOS
PACHO EL PALMAR NLOS
SUBACHOQUE EL PÁRAMO NLOS
SUBACHOQUE LA UNIÓN NLOS
SUPATÁ CRISTALES NLOS
TIBACUY EL MANGO NLOS
TOCAIMA EL COPO NLOS
UBALÁ SANTA ROSA NLOS
VERGARA LLANO GRANDE NLOS
VILLAPINZÓN TIBITA NLOS
YACOPÍ EL BOHÍO NLOS
YACOPÍ LLANADAS NLOS
YACOPÍ TANCUENA NLOS
YACOPÍ YACOPÍ GRANDE NLOS
Tabla 24 Estaciones base con cobertura para más de un municipio – Dpto. de Cundinamarca MUNICIPIO LOCALIDAD TORRE UBICACIÓN TORRE
GUAYABAL DE SÍQUIMA SAN RAFAEL 1 ALBÁN
LA MESA EL PARAÍSO 3 ANOLAIMA
QUIPILE LA UNIÓN 3 ANOLAIMA
QUIPILE SANTA MARTA 3 ANOLAIMA
SAN BERNARDO SAN BERNARDO 5 BITUIMA
SAN BERNARDO PIRINEOS BAJO 5 BITUIMA
143
SAN BERNARDO EL DIAMANTE 5 BITUIMA
SAN BERNARDO LAUREL BAJO 5 BITUIMA
UNE UNE 13 CHIPAQUE
UNE EL SALITRE 13 CHIPAQUE
ZIPAQUIRÁ PÁRAMO DE GUERRERO ORIENTAL 16 COGUA
TABIO TABIO 17 COTA
GUACHETÁ LA PUNTICA 24 FÚQUENE
SUSA SUSA 24 FÚQUENE
SUSA LA FRAGUA 24 FÚQUENE
SUSA TABLÓN 24 FÚQUENE
FUSAGASUGA BATALLÓN DE INFANTERÍA NO 39 25 PASCA
GAMA GAMA 26 JUNÍN
GIRARDOT ZUMBAMICOS 27 NARIÑO
CABRERA INFANTERÍA ALTA MONTAÑA 28 GRANADA
TOPAIPÍ TOPAIPÍ 34 LA PALMA
TOPAIPÍ MONTEALEGRE 34 LA PALMA
YACOPÍ ALTO DE CAÑAS 34 LA PALMA
YACOPÍ SABANA GRANDE 34 LA PALMA
NIMAIMA NIMAIMA 35 LA PEÑA
BELTRÁN GUACHARACAS 44 PULÍ
BELTRÁN LA POPA 44 PULÍ
GUADUAS BARBASCAL 46 QUEBRADANEGRA
GUADUAS CORRALES 46 QUEBRADANEGRA
ÚTICA ÚTICA 46 QUEBRADANEGRA
CÁQUEZA LA ESTRELLA 47 QUETAME
FOSCA EL JUCUAL 47 QUETAME
CARMEN DE CARUPA LA PEÑA 51 SIMIJACA
GACHALÁ GUACAMAYAS 54 GACHALÁ
GACHALÁ SAQUE LA CAPILLA 54 GACHALÁ
SOACHA VILLA NUEVA 60 SIBATÉ
SOACHA EL CHARQUITO 60 SIBATÉ
Tabla 25 Sitios cubiertos con antena repetidora – Dpto. de Cundinamarca
MUNICIPIO LOCALIDAD TORRE
CHOACHÍ AGUA DULCE 64
CHOACHÍ EL CURÍ 64
CHOACHÍ LA CAJA 64
CHOACHÍ LA VICTORIA 64
CHOACHÍ CHATASUGA 64
PARATEBUENO EL ENGAÑO 65
PARATEBUENO VILLA PACHELLY 65
PARATEBUENO PIÑALITO 65
144
� Los sitios totales ubicados descartando tanto los sitios NLOS como los que no
coincidían las coordenadas, se encuentran detallados en el archivo Puntos
Finales.xlsx en el CD adjunto con el documento.
� En este escenario se pudo notar que la variación de la topología influye de una
forma determinante ya que hay poblaciones que se encuentran en ambientes
montañosos impiden tener línea de vista con la antena que se instalaría en la
cabecera principal a la cual pertenecen o con las antenas de los municipios
anexos; este mismo fenómeno se presenta en un ambiente mixto, así como en
muy pocos sitios que encuentran ubicados en la zona plana.
145
4.5.13 Nariño (escenario montañoso). El resultado de la Ubicación de los 439
sitios y las 68 Torres en el departamento de Nariño se muestra en la Figura 59.
Figura 59 Ubicación de los sitos en Nariño
� En el departamento analizado se encontraron inconvenientes en 115 sitios
por no tener línea de vista desde la antena de la cabecera municipal a la
cual pertenecen como de los municipios anexos, ver tabla 26. En la tabla 27
se indica el número de las estaciones base que se encuentra equidistante
para cubrir más de un municipio y en la tabla 28 se relaciona aquellos sitios
que por su distancia requerirían la instalación de antenas repetidoras.
146
Figura 60 Terreno montañoso – Dpto. Nariño
Tabla 26 Sitios con inconvenientes por línea de vista – Dpto. de Nariño MUNICIPIO LOCALIDAD ESTADO DEL SITIO
ARBOLEDA LA CAÑADA NLOS
ARBOLEDA OLAYA NLOS
ARBOLEDA SAN PEDRO NLOS
ARBOLEDA SANTA TERESA NLOS
BARBACOAS CARGAZOL NLOS
BARBACOAS CASCAJERO NLOS
BARBACOAS CULBÍ NLOS
BARBACOAS DIAGUILLO NLOS
BARBACOAS FLORIDA NLOS
BARBACOAS ÑAMBÍ NLOS
BARBACOAS PAMBANA NLOS
BARBACOAS PAUNDE NLOS
BARBACOAS SAN JUAN PALACIO NLOS
BARBACOAS SAN MIGUEL NAMBÍ NLOS
BARBACOAS SUCRE GUINULTE NLOS
BARBACOAS YACULA NLOS
BARBACOAS CHALALBÍ NLOS
BUESACO MINAS MOJONES NLOS
BUESACO SAN ANTONIO NLOS
BUESACO SAN IGNACIO NLOS
BUESACO SANTAFÉ NLOS
147
COLÓN GUAITARILLA NLOS
CONSACÁ SAN MIGUEL CARIACO NLOS
CONTADERO OSPINA PEREZ NLOS
CONTADERO CULANTRO NLOS
CONTADERO LA JOSEFINA NLOS
CÓRDOBA SAN PABLO DE PAYÁN NLOS
CUASPUD SAN FRANCISCO DEL SOCORRO NLOS
CUMBITARÁ EL DESIERTO NLOS
CUMBITARÁ LLANO VERDE NLOS
CUMBITARÁ SAN AGUSTÍN NLOS
CUMBITARÁ SAN PABLO NLOS
CUMBITARÁ SANTA ANA NLOS
EL ROSARIO POTRERITO NLOS
EL ROSARIO VALLE CUMBITARÁ NLOS
EL ROSARIO VAPOR NLOS
EL ROSARIO LA ESPERANZA NLOS
EL ROSARIO ESMERALDAS NLOS
EL TAMBO LOS LLANOS NLOS
EL TAMBO LA SULTANA NLOS
FRANCISCO PIZARRO BOCAS DEL RAMO NLOS
FUNES EL TOTORAL NLOS
IMÚES BELLAVISTA NLOS
LA CRUZ COFRADÍA NLOS
LA FLORIDA ROSAPAMBA NLOS
LA UNIÓN EL PELIGRO NLOS
LA UNIÓN PALOVERDE NLOS
LA UNIÓN TAUSE B NLOS
LEIVA CAÑADUZAL NLOS
LEIVA EL PALMAR NLOS
LEIVA LA VILLA NLOS
LINARES TAMBILLO BRAVOS NLOS
LINARES LA COCHA NLOS
LINARES LLANO GRANDE BAJO NLOS
LINARES CUATRO ESQUINAS NLOS
LINARES SAN JOSÉ DE POROTO NLOS
LINARES TAMBILLO BRAVOS NLOS
MALLAMA PROVIDENCIA NLOS
MALLAMA LA OSCURANA NLOS
OLAYA HERRERA BELLAVISTA NLOS
OSPINA LA FLORIDA NLOS
PASTO EL SOCORRO CIMARRON NLOS
PASTO LA ESPERANZA NLOS
PASTO LA HUECADA NLOS
PASTO MOTILÓN NLOS
PASTO SAN ANTONIO CASANARE NLOS
PASTO SANTA ROSA NLOS
PASTO ROMERILLO NLOS
PASTO SANTA TERESITA NLOS
148
PUERRES EL ROSAL NLOS
PUPIALES CHIRES MIRADOR NLOS
PUPIALES EL GUALTE NLOS
PUPIALES IMBULA GRANDE NLOS
PUPIALES QUITIAQUES NLOS
PUPIALES TEPUD NLOS
PUPIALES CASAFRIA NLOS
PUPIALES IMBULA CHICO NLOS
PUPIALES INESMUESQUER NLOS
PUPIALES PISCUM NLOS
RICAURTE CAMAWARI NLOS
RICAURTE BAJO GUALCALA NLOS
RICAURTE SANTA ROSA NLOS
RICAURTE NULPE ALTO NLOS
RICAURTE RAMOS NLOS
SAMANIEGO MARANGUAY NLOS
SAMANIEGO BETANIA NLOS
SAN BERNARDO SAN ANTONIO ALTO NLOS
SAN PABLO LA CUCHILLA NLOS
SAN PABLO ROBLES NLOS
SAN PEDRO DE CARTAGO ESTANCIA NLOS
SANDONÁ PARAGUAY NLOS
SANTA BARBARÁ PLAYA GRANDE ARRIBA NLOS
SANTACRUZ CHAPUESQUER NLOS
SANTACRUZ EL ARRAYÁN NLOS
SANTACRUZ GUAMANCHAG NLOS
SAPUYES CHUNCHALÁ NLOS
SAPUYES MARAMBÁ NLOS
SAPUYES SAN JORGE NLOS
TAMINANGO ALTO BRAMADERO NLOS
TAMINANGO ALTO DON DIEGO NLOS
TAMINANGO MAJUANDO NLOS
TAMINANGO MANIPIA NLOS
TAMINANGO CONCORDIA 11 NLOS
TAMINANGO EL MANZANO NLOS
TANGUA PARAMILLO NLOS
TUMACO BIGUARAL NLOS
TUMACO LLANAJE NLOS
TUMACO CANDELILLAS NLOS
TÚQUERRES CHANARRO ALTO NLOS
TÚQUERRES POTRERILLOS NLOS
TÚQUERRES ROSARIO PAMBA NLOS
TÚQUERRES SAN JOSÉ DE ALPAN NLOS
YACUANQUER ZARAGOZA NLOS
YACUANQUER ARGUELLO NLOS
YACUANQUER MINDA NLOS
149
Tabla 27 Estaciones base con cobertura para más de un municipio – Dpto. de Nariño MUNICIPIO LOCALIDAD TORRE UBICACIÓN TORRE
ARBOLEDA CÁRDENAS ROSAFLORIDA 1 ALBÁN
ARBOLEDA EL PEDREGAL 1 ALBÁN
SAN PEDRO DE CARTAGO LA COMUNIDAD 1 ALBÁN
SAN PEDRO DE CARTAGO CHIMAYOY BAJO 1 ALBÁN
CUASPUD MACAS LIRIO 2 ALDANA
CUASPUD SAN FRANCISCO MONTENEGROS 2 ALDANA
CONSACÁ EL HATILLO 3 ANCUYA
CONSACÁ TINAJILLAS 3 ANCUYA
CONSACÁ VERACRUZ 3 ANCUYA
GUAITARILLA EL CID 7 CONSACÁ
GUAITARILLA POTRERILLO 7 CONSACÁ
GUAITARILLA SAN GERMAN ALTO 7 CONSACÁ
EL TAMBO CAPULÍ GRANDE 8 CHACHAGUÍ
CÓRDOBA EL PLACER 9 CONTADERO
CÓRDOBA PUEBLO BAJO 9 CONTADERO
ILES EL CARMEN 9 CONTADERO
PUERRES RUMICHACA 9 CONTADERO
CUASPUD MACAS PROVIDENCIA 10 CUMBAL
EL TAMBO ALTO PEÑOL 13 EL PEÑOL
EL TAMBO EL PEÑOL VIEJO 13 EL PEÑOL
EL TAMBO LA TOMA 13 EL PEÑOL
EL TAMBO POTRERILLO 13 EL PEÑOL
EL TAMBO CHAGRAURCO 13 EL PEÑOL
OSPINA SAN MIGUEL 17 FUNES
IMUES CAMUESTES 19 GUAITARILLA
CONTADERO SAN JOSÉ DE QUISNAMUEZ 20 ILES
PASTO LAS IGLESIAS 24 LA LLANADA
IPIALES EL SALADO 31 POTOSÍ
IPIALES EL TELIZ 31 POTOSÍ
IPIALES VILLA MORENO 31 POTOSÍ
CUMBAL CUASPUD CENTRO 34 PUPIALES
BARBACOAS CHAPIRA 36 ROBERTO PAYÁN
CUMBITARÁ DAMASCO 39 POLICARPA
CUMBITARÁ EL CAUCHO 39 POLICARPA
CUMBITARÁ LA ESPERANZA 39 POLICARPA
CUMBITARÁ LA FLORIDA 39 POLICARPA
BELÉN CAMPO DE MARÍA 41 SAN PABLO
BELÉN PEÑA NEGRA 41 SAN PABLO
BELÉN SEBASTIANILLO 41 SAN PABLO
BELÉN LA PALMA 41 SAN PABLO
COLÓN GÉNOVA 41 SAN PABLO
COLÓN LA VICTORIA 41 SAN PABLO
COLÓN EL BORDO 41 SAN PABLO
LA UNIÓN BETULIA SECTOR CENTRO 42 SAN PEDRO DE CARTAGO
LA UNIÓN CUSILLO ALTO 42 SAN PEDRO DE CARTAGO
LA UNIÓN REYES ALTO 42 SAN PEDRO DE CARTAGO
150
LA UNIÓN OJO DE AGUA ALTO 42 SAN PEDRO DE CARTAGO
LA UNIÓN PEÑA BLANCA 42 SAN PEDRO DE CARTAGO
CONSACÁ EL GUABO 43 SANDONÁ
TÚQUERRES BUENA VISTA 45 SANTACRUZ
YACUANQUER INANTAS ALTO 47 TANGUA
FUNES TELLEZ BAJO 49 YACUANQUER
FUNES GUAPUSCAL 49 YACUANQUER
PASTO ISLA LA COROTA 49 YACUANQUER
PASTO LAS PALMAS 49 YACUANQUER
COLÓN EL MACAL 52 LA UNIÓN
COLÓN PALACIO CENTRO 52 LA UNIÓN
.
Tabla 28 Sitios cubiertos con antena repetidora – Dpto. de Nariño MUNICIPIO LOCALIDAD TORRE
TUMACO AMBULPÍ 53
TUMACO BARRO COLORADO 53
TUMACO CALETA 53
TUMACO CEIBITO 53
TUMACO CHIMBUZA 53
TUMACO DESCOLGADERO 53
TUMACO EFRAÍN LLORENTE 53
TUMACO EL CARMEN K36 53
TUMACO LA LOMA 53
TUMACO EL GUACHAL 53
TUMACO PROGRESO 53
TUMACO EL PITAL 53
TUMACO EL RETONO 53
TUMACO GUAYABO (RÍO MEJICANO) 53
TUMACO IMBILPÍ DEL CARMEN 53
TUMACO INGUAPÍ DEL CARMEN 53
TUMACO INGUAPÍ EL GUADUAL 53
TUMACO ISLA GRANDE 53
TUMACO LA BRAVA RÍO GUANAPÍ 53
TUMACO LA CHORRERA CURAY 53
TUMACO SAGUMBITA 53
TUMACO LA HONDA RÍO ROSARIO 53
TUMACO PINDALES 53
TUMACO PIÑAL SALADO 53
TUMACO SAN ISIDRO RÍO MIRA 53
TUMACO SERGIO PÉREZ 53
TUMACO BOCA DE CURAY 53
TUMACO KILÓMETRO 28 53
TUMACO LA CHORRERA 53
TUMACO URIBE URIBE (CHILVI) 53
TUMACO BUCHELI 53
TUMACO SAN LUIS ROBLES 53
TUMACO ALTO JAGUA 54
TUMACO CACAGUAL 54
151
TUMACO CANDELARIA DEL MAR 54
TUMACO CHONTAL 54
TUMACO EL GUABAL 54
TUMACO EL PINDE 54
TUMACO LAS CARGAS 54
TUMACO LA NUEVA UNIÓN 54
TUMACO MILAGROS 54
MAGUI EL PIAUNDE 55
ROBERTO PAYÁN CHILBÍ 55
ROBERTO PAYÁN PANGA 55
ROBERTO PAYÁN PUMALDE 55
SANTA BARBARÁ EL ALTO 56
SANTA BARBARÁ FENICIA 56
SANTA BARBARÁ JUANCHILLO 56
SANTA BARBARÁ LAS MARÍAS 56
SANTA BARBARÁ PALOMINO 56
SANTA BARBARÁ SOLEDAD PUEBLITO 56
SANTA BARBARÁ VUELTA LARGA 56
SANTA BARBARÁ CHICO PÉREZ 56
SANTA BARBARÁ CUERBAL 56
SANTA BARBARÁ LA ENSENADA 56
TUMACO AGUACATE 57
TUMACO ALBANIA RÍO MIRA 57
TUMACO ALMIRANTE PADILLA 57
TUMACO CHAJAL 57
TUMACO DOS QUEBRADAS 57
TUMACO GUACHAL DE LA COSTA 57
TUMACO JUAN DE LA COSTA 57
TUMACO KILÓMETRO 89 57
TUMACO ALTO SANTO DOMINGO 57
TUMACO LA VEGA 57
TUMACO PITAL PIRAGUA 57
TUMACO PUEBLO NUEVO 57
TUMACO PUERTO NIDIA 57
TUMACO STA MARÍA ROSARIO 57
TUMACO TABLÓN DULCE LA PAMPA 57
TUMACO TANGAREAL DEL MIRA 57
TUMACO VUELTA LARGA 57
TUMACO BAJO ZAPOTAL 57
TUMACO BOCA DE TULMO 57
TUMACO IMBILÍ 57
TUMACO JUAN DOMINGO 57
TUMACO PEÑA COLORADA 57
TUMACO VUELTA CANDELILLAS 57
TUMACO BAJO GUABAL 58
TUMACO BERNARDINO ORTIZ 58
TUMACO CHAPUL 58
TUMACO GILBERTO ALZATE 58
152
TUMACO LA GUAYACANA 58
TUMACO MAJAGUAL 58
TUMACO PUEBLO NUEVO KM 42 58
TUMACO SAN FRANCISCO 58
TUMACO CORRIENTE GRANDE 58
TUMACO SANTA ROSA 58
TUMACO PLAYA DEL CABALLO 59
TUMACO TAMBILLO 59
TUMACO BELLAVISTA (RÍO MEJICANO) 59
BARBACOAS LOS BRAZOS 60
ROBERTO PAYÁN MIALO 60
TUMACO VARIANTE 61
TUMACO CONGAL 62
TUMACO MONTE ALTO FRONTERA 62
TUMACO EL PLAYÓN 62
TUMACO CARLOSAMA 62
TUMACO SANTO DOMINGO 62
TUMACO RESGUARDO GRAN SABALO 62
MAGUI BOLÍVAR 63
MAGUI EL ROSARIO 63
LA TOLA PANGAMOSA 64
LA TOLA SAN PABLO DEL MAR 64
LA TOLA SANQUIANGA 64
LA TOLA AMARALES 64
LA TOLA LA VIJIA 64
MOSQUERA COCAL PAYANES 65
MOSQUERA PLAYA NUEVA 66
OLAYA HERRERA SAN JOSÉ LA TURBIA 67
OLAYA HERRERA HERRADURA 67
OLAYA HERRERA VÍBORA PARAÍSO 67
PROVIDENCIA PROVIDENCIA 68
PROVIDENCIA GUAURAUMA 68
� Los sitios totales ubicados descartando tanto los sitios NLOS como los que no
coincidían las coordenadas, se encuentran detallados en el archivo Puntos
Finales.xlsx en el CD adjunto con el documento.
� En el escenario montañoso se encontró que el 20,79% de los sitios equivalente
a 115 sitios no se les puede dar cobertura por presentar problemas de línea de
vista; debido a que la diversidad de alturas dificulta tener una buena cobertura
por la estación base, dificultando a instalación de antenas repetidoras.
153
4.5.14 Escenario selvático
Para esta alternativa se encuentra como inconveniente principal para
implementarla que los sitios con una distancia mayor de 10Km es imposible
implementar esta cobertura con WiMAX por las características propias del terreno
no permite la instalación de antenas repetidoras. En la figuras 61 - 65 se muestran
ejemplos de los sitios que se presentaron esa dificultad.
En la tabla 29 se encuentra la muestra de sitios analizados para los
departamentos de Guaviare, Arauca, Guainía, Amazonas y Putumayo.
Tabla 29 Muestra de sitios en zonas selváticas DEPARTAMENTO MUNICIPIO LOCALIDAD DISTANCIA
AMAZONAS LETICIA AMACAYACU 100,6KM
AMAZONAS LETICIA SAN MARTÍN DE AMACAYACU 62,11KM
AMAZONAS LETICIA ZARAGOZA 41,70KM
GUAINÍA INÍRIDA SAN JOSÉ (RÍO GUAINÍA)
29,56KM
GUAINÍA INÍRIDA ZANCUDO 88,12KM
GUAINÍA INÍRIDA PUEBLO NUEVO (RIO GUAVIARE) 94,33KM
GUAVIARE SAN JOSÉ DEL GUAVIARE LA CARPA 139,02KM
GUAVIARE SAN JOSÉ DEL GUAVIARE PUERTO CACHICAMO 207,55KM
GUAVIARE SAN JOSÉ DEL GUAVIARE GUAYABERO (LA CARPA)
181,10KM
PUTUMAYO MOCOA LA PACERA 104,22KM
PUTUMAYO MOCOA CAMPUCANA 146,16KM
PUTUMAYO MOCOA YUNGUILLO 74,70KM
� En las siguientes figuras se muestra un ejemplo de las grandes distancias que
se encuentran en cada uno de los departamentos selváticos mencionados
anteriormente.
154
Figura 61 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Amazonas.
155
Figura 62 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Arauca.
156
Figura 63 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Guainía.
157
Figura 64 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Guaviare.
158
Figura 65 Sitios con distancias mayores a 10 Km – Dpto de Putumayo.
159
4.5.14 Equipos de la tecnología WiMAX23
Figura 66 Estructura general topología WiMAX
� Estaciones y antenas Base PacketMax
Estos equipos están conectados entre sí, la antena recibe la información de los
usuarios que están conectados a ella y luego esta la envía a la estación base
(packetMax 3000), Finalmente todas las estaciones base de una misma torre
están interconectadas a un Switch industrial, que a su vez conecta al Internet por
una conexión directa que suministra el proveedor TELECOM.
23 Equipos WiMAX www.apertonet.com (20-10-08.15:00)
160
� Antenas Base PacketMAX
Figura 67 Antena base WiMAX
Fuente. www.apertonet.com
Estas antenas de la empresa la empresa aperto network son las
encargadas de la transmisión y la recepción de la información de los
usuarios, conectándose a ellos mediante de los outdoor CPE.
Hay gran variedad de tipos de antena que se pueden clasificar desde las
omnidireccionales hasta las sectorizadas a (360°, 120°, 90° y 60°). Y son
aptas para todo tipo de CPEs.
La antena seleccionada para la alternativa WiMAX, viene incluida junto con
la estación base del packetMAX 3000 descrita mas adelante.
� PacketMAX 5000 – Macro Estación Base para WiMAX fijo y WiMAX
móvil.
Figura 68 Estación base PacketMAX 5000
Fuente. www.apertonet.com
161
El diseño modular PacketMAX 5000 ofrece un gran número de opciones.
Ofrece súper flujo de seis sectores de estaciones base, también incluye
súper flujo de cuatro sectores de estaciones base o un IEEE 802.16-2005
(WiMAX móvil) superponiéndolo a una red ya existente IEEE 802.16-2004
que puede ser soportado en un único Equipo. Diseño de elementos con un
grado de portadoras Portador en el PacketMAX 5000, incluye subsistemas
de potencias, controlador del sistema principal y conexión inalámbrica a los
diferentes sectores, asi como el estándar abierto con interfaz OBSAI para la
estación base y radio.
� PacketMAX 4000 – Estación Base WiMAX Móvil.
Figura 69 Estación base PacketMAX 4000
Fuente. www.apertonet.com
PacketMAX 4000 es totalmente compatible con el estandar permite la libre
instalación de los modelos de negocio mediante el apoyo de una gran gama
de características y creación de las diferentes capacidades ofrecidas por
MIMO. Es totalmente escalable con las tecnologías OFDMA. PacketMAX
4000 ofrece una máxima flexibilidad en sus opciones de configuración,
incluidos los interfaz de radio OBSAI y la compatibilidad con los radios de
alta potencia que operan en las frecuencias de 2.3-2.7 GHz y 3.3-3.8 GHz.
PacketMAX 4000 tiene un mayor rango de penetración en la construcción
de capacidades con técnicas avanzadas tales como STC, MRC, MIMO
Matrices A y B, diversidad de antena, y movilidad. gestión de perfil de ASN
162
dentro de un conveniente 2U. Posee un máximo de 4 sectores modulares
por unidad, el PacketMAX 4000 tiene un diseño elegante, económico y
solución de movilidad.
� PacketMAX 3000 – Estación Base WiMAX Fijo
Figura 70 Estación base PacketMAX 3000
Fuente. www.apertonet.com
PacketMAX 3000 opera sin problemas dentro de una red heterogénea
mediante la sincronización con otras estaciones base en la misma celda. El
sistema ofrece una amplia gama de opciones, incluyendo la operación
como un único sector de la estación base o dentro de una operación multi-
sector de celdas dentro del sitio configurado a través de WaveCenter SEMA
ProTM. Totalmente compatible con el estándar IEEE 802.16-2004,
PacketMAX 3000 apoya y fija aplicaciones nómadas para WiMAX y se
integra perfectamente en una red WiMAX móvil. Tiene un diseño que ahorra
espacio y es una solución económica y eficiente.
Este equipo es el escogido para el desarrollo de esta alternativa, debido a
la capacidad de usuarios que maneja; para hallar la capacidad total de los
usuarios que maneja este equipo se determina de la siguiente manera, se
tiene un básico de 512 multiplicado por la relación que se aplique, siendo
1:4 el rango óptimo y de 1:10 el de menor rendimiento, se escoge la
relación 1:4 por ser la más optima y que para el proyecto no se requiere
grandes cantidades de usuarios.
163
� PacketMax 2000 Pico estación base
Figura 71 Estación base PacketMAX 2000
Fuente. www.apertonet.com
PacketMax 2000 aprovecha las características de las macro estaciones
base de Aperto dentro de una forma compacta para servicios de WiMAX
Mobile. La pico estación base ha sido diseñada como una unidad ligera y
simple con grandes funciones de gestionamiento y backhaul para redes
macro. PacketMax 2000 es el ideal para operadores que desean impulsar
diferentes capacidades a usuarios temporales o de incremento permanente
de suscriptores en áreas especificas, con cobertura en áreas con servidores
para redes macro. Esta plataforma ofrece un costo efectivo de soluciones
flexibles para los equipos exteriores e interiores.
PacketMax 2000 le brinda a los operadores una estrategia inteligente, Esta
plataforma costo-efectiva ofrece soluciones flexibles para todos los
despliegues de WiMAX móvil.
164
Figura 72 Comunicación CPE antena base
Fuente. www.apertonet.com
4.5.14.1 CPE PacketMax
� PacketMAX 400 puerta de enlace exterior
Figura 73 CPE PacketMAX 400.
Fuente. www.apertonet.com
PacketMAX 400 Outdoor Gateway conjunta la última tecnología WiMAX
(802.16e-2005) con los beneficios de un Gateway exterior para usuarios de
negocios y empresas que necesiten servicios fijos. El resultado son grandes
velocidades a través de largas distancias en comparación con terminales
exteriores. El sistema utiliza una antena integral o una antena opcional de
soporte para una gran ganancia y operaciones a grandes distancias.
165
� PacketMAX 500 puerta de enlace cubierta
Figura 74 CPE PacketMAX 500
Fuente. www.apertonet.com Las unidades de suscriptores de la serie PacketMax 500 proporcionan una
alternativa a DSL para todos los entornos interiores de los consumidores,
soportando un rango completo de redes funcionales. Voz integrada y
opciones de tecnología inalámbrica WiFi, esto hace que el PacketMax 500
sea una única solución normalmente por servicios con adaptadores
telefónicos, puntos acceso WiFi, y módems DSL. PacketMax 500 es
compatible con el estándar IEEE 802.16e-2005 soportando
subcanalización y auto provisión para antenas MIMO, tiene un diseño
robusto y para uso interior.
Tabla 30 PacketMax
Fuente. www.apertonet.com
PacketMax (Permitido a soluciones)
Plan de Servicio. Estándar Recomendado PacketMax Permitido
Servicios WiMAX fijo. Todo el 802.16-2004 √
Coexistencia WiMAX fijo y WiMAX Móvil. Mezcla de 802.16d y 802.6e. √
WiMAX Fijo migración a WiMAX Móvil.
Mezcla de 802.16d migrar a 802.6e. √
Servicios de WiMAX Móvil. Todo la 802.16e-2005 √
166
� PacketMAX soluciones de la arquitectura
� Los estándares abiertos.
� Construida en extensible, de todos los componentes basados en IP.
� Utilización de los mejores elementos para BSU, ASN y CSN.
� Beneficios de pruebas y servicios de integración de ApertoWiSE.
� PacketMAX optimizado, Asegura el servicio ofreciendo soluciones.
� Espectro libre.
Figura 75 Despliegue típico para WiMAX excepto de licencia
Fuente. www.apertonet.com
4.5.14.2 Software de Gestion de red WaveCenter EMS Pro
Permite gestionar equipos en tiempo real, la familia WaveCenter EMS Pro
garantiza un rápido despliegue de la red y provisión de usuarios para las redes
WiMAX. Esto es plenamente resistente, de arquitectura distribuida que permite a
las portadoras en una única plataforma comprensiva de la cual se controla todos
los aspectos de la creación de las redes WiMAX.
167
Adherido al estándar modelo de provisión WiMAX, WaveCenter EMS Pro ayuda a
los operadores a integrar perfectamente sistemas fijos, portátiles, nómadas y en
última instancia móviles dentro de sus redes WiMAX.
WaveCenter EMS Pro provee plenamente los FCAPS (Fallos, Configuración,
Contabilidad, Rendimiento, y Seguridad) tienen la capacidad de tomar información
de la red de forma más fácil, de esta forma el administrador de red puede tomar
decisiones más rápidas e inteligentes.
WaveCenter EMS Pro emplea una arquitectura distribuida cliente/servidor muy
eficiente basada en IP, que puede soportar redes hasta de 10000 elementos con
un único servidor.
4.5.14.3 Enlaces Punto a Punto24
La empresa ESTEEM provee los radio MODEMS que permiten lograr los enlaces
punto a punto, la cual se instalaran comunicando algunas estaciones base, esto
permitirá alcanzar aproximadamente unos 20 km de distancia, para así lograr
cubrir algunos puntos que se encentren muy lejos de la población. Además están
diseñados para funcionar en 110V, por lo cual se pueden instalar de manera fácil
en cualquiera de estos sitios donde tengan este voltaje.
24 RadioModems www.esteem.com (20-10-08.15:00)
168
� Descripción Del Producto 195Eg
Figura 76 Radio MODEM 193Eg
Fuente. www.esteem.com
Ethernet Inalámbrico de Alta Velocidad con Puerto Serial, El modelo 195Eg
disponible ahora con dos puertos de comunicación Ethernet y una interface
de comunicación serial RS 232. Los radio módems de ESTEEM están
diseñados para los rigores de la industria y para aplicaciones federales y
estatales. El modelo 195Eg es un producto compatible con el Standard
802.11b-g que funciona de 1 a 54 Mbps, con una frecuencia de 2.4 GHz y
con un alcance nominal de 9 a 20 kilómetros. Ahora tiene a su disposición
un magnánimo ancho de banda para aplicaciones donde se requieren
múltiples estaciones con video y voz en tiempo real, todo sobre un mismo
canal.
Funciona como modo de (Access point) con el repetidor activado. El 195Eg
también se ofrece con un modo de operación cliente, el cual le permite ser
utilizado como una unidad de alta potencia en aplicaciones móviles debajo
de una red 195E.
El diseño de la caja en poli carbonato (Nema 4). Este nuevo diseño le
permite a la radio ser montada directamente a la intemperie en torre, poste,
pared etc. La nueva caja impermeable no permite que el polvo, agua y otros
factores en el medio ambiente ingresen a la unidad ocasionando fallas y/o
169
la interrupción de la comunicación. Esta peculiar característica elimina los
costos de instalación y montaje comparados con otros equipos
inalámbricos.
Una energía más alta de RF. Una energía más alta significa cocientes más
altos de la señal/interferencia, que significa una cobertura mejor en altos
ambientes de ruido y mayor gama al reducir el número de radios
necesitados para cubrir áreas grandes.
Bajos costos de instalación. El simple montaje al poste ahorra tiempo, y
además ofrece la característica de alimentación por medio del Cat 5
Ethernet (POE).
� Descripción Del Producto 195Es
Figura 77 Radio MODEM 193Es
Fuente. www.esteem.com
El modelo ESTEEM 195Es es la última generación de radio MODEMS que se
ofrece con interfaces de Ethernet y Serial. Diseñado para los rigores de la
industria, seguridad y aplicaciones estatales y federales. El modelo 195Es
funciona en una frecuencia saltante de espectro disperso en la banda de 900
MHz. Su velocidad es de 200 Kbps con un rango de operación de más de 16
km en ambientes de alto ruido. El 195Es ofrece dos tipos de interface lo cual lo
hace la solución económica y perfecta para cualquier red inalámbrica. Ahora
170
las redes inalámbricas que funcionan sobre una grande área geográfica son
posibles utilizando la tecnología Malla, arquitectura de Self Healing y el modo
repetidor. El 195Es cuenta con una característica en modo Cliente lo cual le
permite ser utilizado como una unidad de alta potencia bajo una red de 195Es.
Nuevo diseño de caja. Se ofrece en su nueva caja Nema 4 impermeable que
le permite funcionar en aplicaciones al aire libre e interiores.
La serie 195E se ha diseñado con pararrayos de relámpago integrado en la
unidad para incrementar aun mas los ahorros por sitio. Bajos costos de
instalación. El simple montaje al poste ahorra tiempo, y además ofrece la
característica de alimentación por medio del Cat 5 Ethernet (POE).
� Switch Industriales25
� Magnum ES42
Figura 78 Switch industrial Magnum ES42
Fuente. www.garrettcom.com
Todos los ES42 Permite seleccionar el número de puertos de fibra, de los
seis puertos que trae 0, 1, o 2 puertos pueden ser de fibra.
25 Switches Industriales www.garrettcom.com (24-10-08.15:30)
171
También selecciona el puerto y tipo de fibra (s) "ss", entonces el alcance
según el " tipo de fibra": "SC" = 100BASE-FX-SC: de fibra óptica multi-modo
con el tipo SC, 2 km "ST" = 100BASE-FX -ST: de fibra óptica multi-modo
con el tipo ST, 2 km "MTRJ" = 100BASE-FX-MTRJ: de fibra óptica multi-
modo W / MTRJ, a 2 km "la cooperación Sur-Sur" = 100BASE-FX-SSC: de
fibra óptica de modo único con SC, 20 km "SSCL" = 100BASE-FX-SSCL:
FIB. op. monomodo de SC, "largo alcance" 40 km "SST" = 100BASE-FX-
SST: de fibra óptica de monomodo con el tipo ST, a 20 km "SLC" -
100BASE-FX-SLC: de fibra óptica de monomodo con LC - tipo, a 15 km
Permite seleccionar el tipo de poder: 12VDC, 24VDC, 48VDC, 115VAC,
230VAC.
� Magnum PES42P
Figura 79 Switch industrial Magnum ES42P
Fuente. www.garrettcom.com
Todos los ES42P Permite seleccionar el número de puertos de fibra, de los
seis puertos que trae 0, 1, o 2 puertos pueden ser de fibra. Los otros cuatro RJ-
45 puertos son siempre los puertos PoE.
172
También selecciona el puerto y tipo de fibra (s) "ss", entonces el alcance según
el " tipo de fibra": "SC" = 100BASE-FX-SC: de fibra óptica multi-modo con el
tipo SC, 2 km "ST" = 100BASE-FX -ST: de fibra óptica multi-modo con el tipo
ST, 2 km "MTRJ" = 100BASE-FX-MTRJ: de fibra óptica multi-modo W / MTRJ,
a 2 km "la cooperación Sur-Sur" = 100BASE-FX-SSC: de fibra óptica de modo
único con SC, 20 km "SSCL" = 100BASE-FX-SSCL: FIB. op. Mono-modo de
SC, "largo alcance" 40 km "SST" = 100BASE-FX-SST: de fibra óptica de mono-
modo con el tipo ST, a 20 km "SLC" - 100BASE-FX-SLC: de fibra óptica de
mono-modo con LC - tipo, a 15 km. Tipo de energía: 48VDC
� MonoPolo
Figura 80 Monopolo
Fuente.www.xataka.com/images/antena_movil.jpg
Es de estructura metálica, tiene 35 m de altura, cuenta con una canastilla
superior, un para rayos, luces de obstrucción y escalera para el mantenimiento
de forma fácil y segura.
173
� Panel solar
Figura 81 Panel Solar
Fuente. www.apertonet.com El Panel Solar de SunPower cuenta con 96 células solares de contacto
posterior de última generación y un diseño del panel optimizado, el panel de
SunPower proporciona una eficiencia de conversión total del 18,4%. El
reducido coeficiente voltaje-temperatura del panel, y su excepcional
rendimiento en condiciones de baja intensidad de radiación solar, suministran
una mayor cantidad de energía por Wp.
4.5.15 Costos WiMAX
Conforme a los equipos descritos anteriormente y que son necesarios para
interfuncionar a través de una red WiMAX y basados en los precios suministrados
por la empresa Andes Wireless encargada de desarrollar la Fase 1 del programa
Compartel; así como las premisas que se establecieron en las condiciones
generales del presente documento se determinaron los siguientes costos para
esta alternativa:
� Los criterios de los precios a tener en cuenta para hallar el total de costos
WiMAX son:
174
Tabla 31 Criterios de costos WiMAX
Costo Costo Bogotá Costo Bogotá
FOB CIF PESOS
CPE $ 900 $ 1.215 $ 2.906.280
Estación Base $14.900 $ 20.115 $ 48.115.080
Monopolo $ 15.000 $ 20.250 $ 48.438.000
Switch 8 Puertos $ 1.600 $ 2.160 $ 5.166.720
UPS $ 2.500 $ 3.375 $ 8.073.000
PC $ 420 $ 567 $ 1.356.264
Panel Solar (80 W) $ 3.800 $ 5.130 $ 12.270.960
Panel Solar (300 W) $ 10.000 $ 13.500 $ 32.292.000
Alquiler Mensual - $ 80 $ 191.360
Antena Repetidora $ 6.500 $ 8.775 $ 20.989.800
Software Gestión Bogotá $ 100.000 $ 135.000 $ 322.920.000
Arriendo Ubicación estación remota - $ 12,54 $ 30.000
Arriendo Ubicacón nodo Bogotá - $ 209,03 $ 500.000
Mantenimiento (30%) - 30% -
Administración (10%) - 10% -
175
� Los precios de forma consolidada se encuentran en la siguiente tabla. Pare ver de forma detallada el total de los
costos dirigirse al archivo COSTO TOTAL WiMAX en el CD adjunto con este documento.
Tabla 32 Costo Total WiMAX
Departamento Estación Base
CPE Alquiler (BW)
Nodo Bogotá Arriendo Antena Repetidora
Otros Infraestructura
Instalación Costo Total Departamento
USD USD USD USD USD USD USD USD USD
ATLÁNTICO $ 100.575 $ 6.075 $ 24.000 - $ 3.010 - $ 146.124
$ 3.717.679
$ 279.784
BOLÍVAR $ 1.227.015 $ 217.182 $ 859.200 - $ 26.337 $ 70.200 $ 2.499.688 $ 4.899.622
CUNDINAMARCA $ 2.252.880 $ 329.265 $ 1.300.800 - $ 51.170 $ 17.550 $ 3.172.299 $ 7.123.964
NARIÑO $ 2.695.410 $ 533.385 $ 2.107.200 - $ 51.170 $ 140.400 $ 5.261.579 $ 10.789.144
BOGOTÁ - - - $ 909.459 $ 12.542 - - $ 922.001
COSTO TOTAL EQUIPOS,
ARRIENDO E INSTALACIÓN
$ 28.071.102
MANTENIMIEN
TO (30%) $ 5.975.398
ADMINISTRAC
IÓN (10%)
$ 1.991.799
COSTO TOTAL
$ 36.038.299
Nota1: Se tomó la tasa representativa del dólar a $ 2392 suministrada por Portafolio el día 4 de Noviembre de 2008.
176
4.6 COMPARATIVA DE COSTOS
A continuación se muestra un cuadro comparativo de los costos finales de las dos tecnologías estudiadas. Tabla 33 Comparativa de Costos
COMPARACIÓN DE LOS COSTOS DE LAS ALTERNATIVAS
Criterios WiMAX VSAT
Eq
uip
os
e in
stal
ació
n
CPE/Estación Usuario $ 1.085.907 $ 1.694.520
Instalación $ 3.717.679 $ 627.600
Switch 8 Puertos (Industrial) $ 382.800 -
Switch - $ 148.670
UPS $ 590.625 -
PC $ 4.692.492 $ 4.692.492
Panel Solar 80 Wattios $ 1.303.020 $ 1.303.020
Panel Solar 300 Wattios $ 567.000 -
Antena Repetidora $ 228.150 -
Estación Base $ 6.275.880 -
Monopolo $ 3.543.750 -
Nodo Bogotá $ 1.248.369 $ 1.620.000
Total Equipos e instalación $ 23.635.671 $ 10.086.302
Alq
uile
r y
Arr
ien
do
s
Alquiler Mensual (Capacidad BW) $ 4.291.200 $ 40.794.000
Arriendo Ubicación monopolo $ 131.689 $ 393.562
Arriendo Ubicacón antena Bogotá - $ 2.508
Arriendo Ubicacón HUB Bogotá $ 12.542 $ 12.542
Total Arriendo $ 4.435.431 $ 41.202.612
O M & A
Mantenimiento (30%) $ 5.975.398 $ 2.837.611
Administración (10%) $ 1.991.799 $ 945.870
Total Alternativas USD $ 36.038.299 $ 55.072.395
Total Alternativas Pesos $ 86.203.611.565 $ 131.733.168.362
177
5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Como se pudo ver en el desarrollo ingenieril con la tecnología VSAT se logró
cubrir la totalidad de los sitios; mientras que con la tecnología WiMAX solo se
alcanza a cubrir el 85,5% de los sitios propuestos, equivalentes a 894 sitios de
1046; El 14,5% restante equivalente al 152 sitios, no se pudo cubrir por no tener
línea de vista con las antenas más cercanas. De este 14,5%, el 1,2% equivalente
a 12 sitios corresponde al departamento de Bolívar, el 2,40% equivalente a 25
sitios corresponde al departamento de Cundinamarca y el 10,9% restante
equivalente a 115 sitios corresponde al departamento de Nariño.
Adicionalmente se encuentran 127 sitios que corresponde al 12,14% que están
cubiertos por una antena de un municipio anexo por superar el rango de cobertura
de las antenas instaladas en el municipio al que pertenecen o por no tener línea
de vista con este. Este porcentaje se encuentra detallado por departamento de la
siguiente manera:
� En el departamento de Bolívar se encuentran 38 sitios que
corresponden al 3,65% en esta situación, de los cuales 0 sitios no
tenían línea de vista con la antena instalada en el municipio al que
pertenecen, 14 sitios porque excedían el límite de cobertura y los 24
restantes simplemente porque una torre tenía el alcance para cubrir
los dos municipios.
� Para el caso de Cundinamarca se encentran un total de 36 sitios
correspondientes al 3,44% en esta situación. de los cuales 7 sitios no
tenían línea de vista con la antena instalada en el municipio al que
pertenecen, 5 sitios porque excedían el límite de cobertura y los 24
178
restantes simplemente porque una torre tenía el alcance para cubrir
los dos municipios.
� Para el caso de Nariño se encentran un total de 53 sitios
correspondientes al 5,05% en esta situación. de los cuales 27 sitios
no tenían línea de vista con la antena instalada en el municipio al que
pertenecen, 8 sitios porque excedían el límite de cobertura y los 18
restantes simplemente porque una torre tenía el alcance para cubrir
los dos municipios.
También se encuentran 140 sitios que corresponde al 13,38% la cual para darle
cubrimiento se necesito de 26 antenas repetidoras por superar el rango de
cobertura de las antenas instaladas en el municipio al que pertenecen. Este
porcentaje se encuentra detallado por departamento de la siguiente manera:
� En el departamento de Bolívar se encuentran 8 antenas repetidoras
cubriendo 18 sitios que corresponden al 1,72% en esta situación.
� En el departamento de Cundinamarca se encuentran 2 antenas
repetidoras cubriendo 8 sitios que corresponden al 0,76% en esta
situación.
� En el departamento de Nariño se encuentran 16 antenas repetidoras
cubriendo 114 sitios que corresponden al 10,9% en esta situación.
Durante el desarrollo de la alternativa, se determinó que el caso más crítico que
se encontró fue el escenario selvático, en donde los sitios son muy lejanos de las
cabeceras municipales a donde pertenecen y es de difícil acceso ya que no existe
la posibilidad de instalar antenas repetidoras por la misma naturaleza de la región.
179
Otro escenario crítico encontrado fue el montañoso por consecuencia de la gran
variación de las alturas que impide tener línea de vista.
La cobertura que ofrece VSAT contrasta con los datos anteriores, ya que esta
puede atender el 100 % de los 1046 sitios, la cual permite tener acceso fácil
prácticamente a cualquier lugar con la única condición de tener visibilidad con el
satélite. Pero con la característica de que la prestación del servicio se realiza en
un telecentro fijo; lo cual hace que la población para beneficiarse del servicio tenga
que desplazarse hacia estos sitios. Mientras que la tecnología WiMAX puede
prestar el servicio en un 85,5% equivalente a 894 sitios con características de
movilidad y escalabilidad.
Utilizando la tecnología WiMAX y una vez se implemente una facilidad para pagar
el servicio, la población podría beneficiarse del mismo sin salir de su residencia o
trabajo. En un futuro se podría facilitar que la utilización del mismo fuera a través
de tarjetas prepago o un método similar que facilitara el acceso o la movilidad que
ofrece el cubrimiento total en un rango de cobertura determinado, permitiendo de
esta manera movilidad de los usuarios lo cual en un futuro permitirá prescindir de
telecentros por esta característica.
En términos de costos la tecnología WiMAX requiere de una mayor inversión
inicial con un costo total de $ 56.713.351.590 pesos, esto debido a la
infraestructura (torres de gran altura, ver zonas de cubrimiento, antenas
repetidoras, y otros elementos necesarios) que se requeriría instalar para poder
implementar esta tecnología. Mientras que la tecnología VSAT tiene un costo total
de $ 28.788.153.671 pesos. Sin embargo realizando una proyección de costos a 5
años, los costos para la tecnología WiMAX son más económicos con un costo total
$ 86.203.611.565 pesos, mientras que la tecnología VSAT sobrepasa estos costos
notablemente alcanzando un costo total de $135.959.920.340 pesos. Este
resultado se obtiene por la gran diferencia en el costo del arrendamiento mensual
180
entre las dos tecnologías, mientras que el arrendamiento mensual con un
operador de banda ancha terrestre con la tecnología WiMAX tiene un costo de $
191.360 pesos, el arrendamiento mensual del canal del satélite con la tecnología
VSAT tiene un costo de $ 1.554.800 pesos.
Los costos de los equipos necesarios en el usuario final son de un costo más
representativo en la tecnología VSAT ($ 3.875.040 pesos), comparado con los de
la tecnología WiMAX ($ 2.906.280 pesos).
181
6. CONCLUSIONES
Conforme a los análisis del desarrollado para ambas tecnologías se pueden
determinar las siguientes conclusiones:
De acuerdo a las estadísticas analizadas del programa Compartel se puede
concluir que este presenta problemas en la disponibilidad del servicio de Internet
debido a las interferencias espaciales y climatológicas que tiene la tecnología que
está prestando el servicio actualmente, por lo tanto WIMAX si sería una buena
opción para mejorar este inconveniente ya que no presentaría interferencias de
este tipo.
De la comparación técnica de las dos tecnologías da como resultado que WiMAX
sobresale en la mayoría de los aspectos comparados, como la tasa de
transmisión, cubrimiento total en un rango determinado, movilidad, retardo, sin
embargo siendo superado en el alcance por la tecnología VSAT.
La solución de la tecnología WiMAX para cubrir todos los sitios del territorio
nacional no es procedente por las limitaciones de falta de línea de vista y
cubrimiento para distancias mayores de 10 km donde no se puedan alcanzar
aquellos sitios con las antenas más cercanas.
Los costos que generan la tecnología WiMAX a un término de 5 años son
inferiores a los generados por la tecnología VSAT, por el alto costo del alquiler
mensual de la capacidad del canal satelital que requiere VSAT.
El servicio para el acceso a Internet a través de la tecnología WiMAX permite la
movilidad en el rango de cobertura de las antenas ofreciendo de esta manera
182
mayor comodidad y calidad de vida de la población que en el caso de la VSAT
donde los habitantes tendrán que desplazarse (a veces más de 7 km) a dichos
sitios, para obtener los beneficios que brinda este servicio.
Las dos tecnologías presentan diferencias en cuanto a la implementación que
cada una de estas requiere para prestar el servicio, ya que sus características
técnicas son diferentes.
Teniendo en cuenta, la relación costos Vs servicios se llega a la conclusión que la
mejor solución para cubrir la totalidad de los sitios en el territorio colombiano es la
utilización de una combinación de las dos tecnologías donde a través del satélite
se utilizaría para brindar el servicio VSAT en aquellas poblaciones de difícil acceso
y/o que no permiten línea de vista entre el usuario y la estación base.
183
7. RECOMENDACIONES Después de los análisis realizados en el presente documento a continuación se
relacionan las siguientes recomendaciones:
Se recomienda que para los proyectos sociales que desarrolle el Gobierno
Nacional incluya la posibilidad de realizarlos con la tecnología WiMAX, a fin de que
la población más vulnerable pueda disfrutar del acceso a Internet con la
característica de la movilidad, o que permitirá escalabilidad, disminución de
centros de atención y acceso instantáneo a los beneficios que conlleva Internet,
sin ningún tipo de desplazamiento.
Se considera que en los sitios que puedan ser cubiertos por WiMAX debería de
propender Compartel por fomentar dicha tecnología debido a los beneficios
presentados en cuanto a costos se refiere para periodos superiores o iguales a 5
años.
Con el fin de brindar la posibilidad de tener computadores los habitantes de las
zonas rurales el Gobierno Nacional y el Senado de la República se recomienda
elaborar leyes y programas que les permita adquirir los computadores personales
a unos muy bajos costos (sino gratuitos) a intereses bajos en una financiación.
Para disfrutar los beneficios que genera la sociedad de la información en los
habitantes de las zonas rurales se recomienda que el Gobierno Nacional propenda
a volver muy competitivas las tarifas de acceso a Internet en esas poblaciones
suministrando mayor aporte a las tarifas vigentes.
184
BIBLIOGRAFÍA
INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI. Diccionario geográfico de
Colombia. Tomo 2. Santafé de Bogotá D.C.: Corcovada-Lynval and cove.
ROEDER, Ohrtman. Wi-Fi Handbook. Estados Unidos: Mc Graw-Hill, 2003. 200p.
BATES Jr, Regis J. Comunicaciones inalámbricas de banda ancha. Aravaca
Madrid: Mc Graw-Hill, 2003. 345 p.
HUIDOBRO, José M y ROLDAN, David. Redes y servicios de banda ancha
tecnología y aplicaciones. Aravaca Madrid: Mc Graw-Hill, 2004. 309p.
Smith, Clint, 3G Wireless with Wimax and Wifi 802.16 and 802.11 8° edición.
185
CIBERGRAFÍA
¿Por qué WiMAX?: Un manual crítico sobre la realidad inalámbrica
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BlogWiMAX http://blogWiMAX.com/que-es-WiMAX/ (29-09-08.14:30).
Tecnología WiMAX http://www.ordenadores-y-portatiles.com/WiMAX.html (30-09-
08.15:00).
Todo sobre WiMAX http://enter.com.co/enter2/ente2_inte/ente_inte/ARTICULO-WEB-
NOTA_INTERIOR_2-3514133.html (30-09-08.15:30).
Noticias sobre WiMAX http://www.channelplanet.com/?idcategoria=17477 (02-10-
08.14:00).
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http://www.elpais.com.co/paisonline/notas/Noviembre132006/cableunion.html (02-10-
08.14:30).
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http://www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_WiMAX_2007.pdf (17-
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WiMAX Forum http://www.atdi.es/ (02-10-08.15:00).
Diseño e implementación con DSP de un modulador Wimax
http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/4507/1/sanchez.pdf (02-10-08.15:30).
WiMAX Industry http://www.wimax-industry.com/sp/wcm/axc/emap.htm (02-10-08.16:00).
186
GLOSARIO
BACKHAUL (red de retorno): Conexión de baja, media o alta velocidad que
conecta a computadoras u otros equipos de telecomunicaciones encargados de
hacer circular la información. Los backhaul conectan redes de datos, redes de
telefonía celular y constituyen una estructura fundamental de las redes de
comunicación.
Calidad de Servicio (QoS): Califica la operación NLOS sin que la señal se
distorsione severamente por la existencia de edificios, por las condiciones
climáticas ni el movimiento vehicular.
FDM (Frequency Division Multiplexing) y TDM (Time Division Multiplexing):
Tipos de multiplexaje que soporta para propiciar la interoperabilidad con sistemas
celulares (FDM) e inalámbricos (TDM).
MIMO: Es una tecnología de proceso avanzada de la antena y del espacio-tiempo.
Modulación OFDM (OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing): Permite la
transmisión simultánea de múltiples señales a través de cable o aire en diversas
frecuencias; usa espaciamiento ortogonal de las frecuencias para prevenir
interferencias.
Seguridad: Incluye medidas de privacidad y criptografía inherentes en el
protocolo. El estándar 802.16 agrega autenticación de instrumentos con
certificados x.509 usando DES en modo CBC (CipherBlockChaining).
187
VPN: En inglés Virtual Private Network (VPN), es una tecnología de red que
permite una extensión de la red local sobre una red pública o no controlada, como
por ejemplo Internet.
WIMAX: Basado en el estándar IEEE 802.16 o WiMAX (Worldwide Interoperability
for Microwave Access), es una potente solución a las necesidades de redes de
acceso inalámbricas de banda ancha, de amplia cobertura y elevadas
prestaciones. Ofrece una gran capacidad (hasta 75 Mbps por cada canal de 20
MHz), e incorpora mecanismos para la gestión de la calidad de servicio (QoS).
WISP: Es un acrónimo para Wireless Internet Service Provider. Pueden ser
hotspots WiFi o un operador con una infraestructura WiFi. Frecuentemente ofrecen
servicios adicionales, como contenido basado en localización, Virtual Private
Networking y Voz sobre IP. Los WISP's son predominantes en entornos rurales,
mientras que el cable y ADSLs no estén disponibles para estos.
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