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DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA BASADA EN WI-FI Y WiMAX PARA A

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by

María Teresa García Muñoz

on 6 October 2013

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DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA BASADA EN WI-FI Y WiMAX PARA ACCESO A INTERNET
Mª TERESA GARCÍA MUÑOZ
SEPTIEMBRE 2013
ÍNDICE
LÍNEAS FUTURAS
Introducción
Se pretende realizar el diseño y la implementación de una red inalámbrica en un pequeño núcleo rural que permita dotar de Acceso a Internet rural en distintas ubicaciones específicas y centros públicos.
Introducción
Los objetivos que se desean conseguir será dotar de los servicios que se muestran a continuación:

Acceso a Internet a turistas ocasionales.
Acceso a Internet a los residentes de la zona.
Objetivos
Acceso a Internet a los empleados públicos.
Sistema de videovigilancia de paneles solares por medio de cámaras IP.
Voz sobre IP en una ubicación específica para el progreso económico de la población.
Fases del proyecto
Los pasos que se han realizado para el desarrollo del proyecto han sido los siguientes:

Análisis de la zona para las ubicaciones de despliegue de la red.
Diseño de la red con Google Earth y Radio Mobile.
Realización del proyecto técnico donde se detallan los resultados obtenidos.
INTRODUCCIÓN
TECNOLOGÍAS EMPLEADAS
SOLUCIÓN APORTADA
CONCLUSIONES
Tecnologías empleadas
El entorno rural elegido para el diseño e implementación de nuestra red será la pedanía La Costera, perteneciente al término municipal de Alhama de Murcia.

Sin Acceso a Internet
Se desea crear la red para dotar de múltiples servicios
Introducción
Red Híbrida (red cableada e inalámbrica):

Red Cableada.
WiMAX.
Wi-Fi.
Tecnologías empleadas: Wi-Fi
WiFi (Wireless Fidelity) basada en el estándar 802.11 del organismo IEEE.

Posee múltiples especificaciones como 802.11b, 802.11g, 802.11n, etc.

Utiliza mecanismos de monitorización del medio para evitar colisiones.
Tecnologías empleadas: Wi-Fi
Tecnología muy competitiva en costes.

Es la más utilizada a la hora de desplegar redes inalámbricas.

Esta tecnología consume relativamente poca potencia.

El estándar está en continuo desarrollo y actualización.
Tecnologías empleadas: Wi-Fi
Tecnologías empleadas: WiMAX
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) es una tecnología basada en los estándares IEEE 802.16.

Trabaja a distancias de hasta 50 Km.

velocidades de transmisión de hasta 75 Mbps.

Modulaciones OFDM y OFDMA (depende del estándar utilizado).

Acceso seguro, autenticación y encriptación.

Tecnologías empleadas: WiMAX
En primer lugar analizaremos las zonas de interés que queremos dotar de Acceso a Internet.
Solución Aportada
Para poder diseñar la red se ha tenido que hacer un análisis de dispositivos necesarios para el dimensionado.
Solución Aportada
El diseño de la red lógica se ha realizado teniendo en cuenta el dimensionado de la red.
Solución Aportada
Varias VLAN con tres tipos de usuarios: empleados públicos, residentes y visitantes.

El uso de estas VLAN's proporciona flexibilidad en el despliegue de la red.

Cada VLAN tendrá un SSID:

SSID ayto_Alhama para VLAN1, usuarios temporales.

SSID red_aytoAlhama asignada a la VLAN2, usuarios de largo plazo.

SSID gestion_aytoAlhama destinada a la VLAN3, para el departamento e información que se maneja en el emplazamiento "Nave".
Solución Aportada
Portal cautivo que hace restricciones en la velocidad y el tiempo de conexión dependiendo de los usuarios que se conectan:
Los empleados públicos sin restricciones.
Residentes con restricción de velocidad a 256Kbits/s.
Turistas con restricciones de tiempo y de velocidad.

Priorización del ancho de banda a los empleados públicos y a la gestión administrativa.

Uso de certificados X509 para WPA/Enterprise.

Diferenciación entre residentes y visitantes por medio de la autentificación del portal cautivo.
Solución Aportada
Se ha realizado un cálculo de balance de potencias de los radioenlaces cuenta con estos puntos:

Antena de estación base de tipo sectorial con un ángulo de 60º, con una frecuencia de rango entre 5470 y 5950 MHz.
Antenas receptoras directivas que apuntan a la estación base y con frecuencia de entre 5150 y 5875 MHz.
La potencia transmitida tiene un valor de 20.5 dBm para ambos sistemas.
Los cálculos se han realizado para una modulación 16QAM 3/4 con sensibilidad de subida de -85 dBm y de bajada de -87dBm.
Las ganancias de las antenas serán de 16dBi.
Las pérdidas de la línea de transmisión tienen un valor de 0.5dB
Solución Aportada
Para calcular el PIRE, hemos utilizado la siguiente fórmula:
PIRE (dBm) = Ptx (dBm) - Ltx (dB) + Gtx(dB) = 20.5 dBm - 0.5 dB + 16dB = 36dBm

La potencia recibida se calculará con la siguiente ecuación:

Prx (dBm) = Ptx(dBm) - Ltx (dB) + Gtx (dB) - Lp (dB) + Grx (dB) - Lrx (dB)

Donde Lp serán las pérdidas por propagación e irá variando junto con Gtx por el emplazamiento que vayamos a calcular el balance de potencias.
Conclusiones
Con el equipamiento inalámbrico se pueden desplegar redes de datos municipales para dotar de servicios para la administración pública y los ciudadanos.

Los estándares inalámbricos crean la posibilidad del despliegue de las redes en entornos rurales.

Para diseñar una red inalámbrica municipal se realiza un análisis de la zona que queremos implementar la red, el diseño y la realización de la solución aportada.

Con el presente proyecto es posible implementar esta red inalámbrica, siendo sólo necesario ocuparse de la implementación en cada uno de los emplazamientos descritos.
Líneas Futuras
Crecimiento de la red para nuevos centros públicos.

Abastecer de servicios WiMAX como TV interactiva.

ADSL residencial.
GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN
OBJETIVOS
FASES DEL PROYECTO
Tecnologías empleadas:
Wi-Fi y WiMAX
Frecuencia en banda libre de 5.7GHz
Herramientas empleadas:
Google Earth
Radio Mobile
Seguridad:

En una red inalámbrica cualquiera puede capturar las tramas que circulan por ella.
Creación de mecanismos de seguridad como WEP, WPA, WPA2, etc.
Autenticación.
Confiabilidad.
Integridad
Disponibilidad de la red.
Corrección de errores.
Diferenciación de flujos y agrupación en cinco clases de servicios.
El coste de los dispositivos WiMAX no es tan competitivo como Wi-Fi.
Degradación de la calidad de servicio con la conexión de muchos usuarios.
Solución Aportada
Estación base en Alhama de Murcia.
Seis unidades suscriptoras con un módulo wifi.
En "Nave" 4 puntos de acceso interiores.
El resto de emplazamientos utilizará puntos de acceso exteriores.
Switches para multiples VLAN.
Varios teléfonos IP.
Cámaras IP.
Servidor web
Portal cautivo.
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