Investigacion - Red Inalambrica Comunitaria

UNIVERSIDAD DISTRITALFRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD TECNOLOGICA

“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE LA RED INALAMBRICA COMUNITARIA PARA LA LOCALIDAD DE CIUDAD BOLIVAR”

Investigador PrincipalIngeniero LUIS FERNANDO PEDRAZA MARTINEZ

Docente de planta, Grupo de investigación TELETECNO

CoinvestigadorIngeniero GIOVANI MANCILLA GAONA

Docente de planta, Grupo de investigación GIDENUTAS

GRUPOS DE INVESTIGACION

GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN TELECOMUNICACIONES FACULTAD TECNOLÓGICA (TELETECNO)

GRUPO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE NUEVAS TECNOLOGÍAS DE APLICACIÓN SOCIAL PARA LA REGIÓN AMÉRICAS (GIDENUTAS)

BOGOTA, NOVIEMBRE 1 DE 2008

1. INFORMACION GENERAL DEL PROYECTO:Título: “DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE LA RED INALAMBRICA COMUNITARIA PARA

LA LOCALIDAD DE CIUDAD BOLIVAR”

Investigador Principal: Luis Fernando Pedraza MartinezC.C 79.880.251

Coinvestigador: Giovani Mancilla Gaona

Correo electrónico: [email protected] Teléfono: 2749508 3158669151

Dirección de correspondencia: Cll 146 A No 54 – 40 apto 101Nombre del Grupo de Investigación: TELETECNO Total de Investigadores (2)Línea de Investigación: Herramientas para la Democratización del conocimientoEntidad: Universidad Distrital Francisco José de CaldasNIT:

Representante Legal: Cédula de ciudadanía: de

Dirección: Carrera 7 # 40 - 53 E-mail:Teléfonos: 3239300 Fax: Ciudad: Bogotá Departamento: CundinamarcaTipo de Entidad: Universidad Pública: X Universidad Privada: Entidad o Instituto Público: ONG:Centro de Investigación Privado: Centro de Desarrollo TecnológicoCentro Empresarial o Gremio: Empresa: Tipo de contribuyente No ContribuyenteEntidad Estatal: X Régimen Común: Régimen simplificadoGran contribuyente No Contribuyente Lugar de Ejecución del Proyecto:Ciudad: Bogotá Departamento: CundinamarcaDuración del Proyecto (en meses): 12 Meses.Tipo de Proyecto:

Investigación Básica: Investigación Aplicada: XDesarrollo Tecnológico o Experimental:

Financiación Solicitada en modalidad de Recuperación ContingenteValor Solicitado a Colciencias: $0Valor Contrapartida: $ 10.000.000Valor total (Solicitado + Contrapartida): $ 10.000.000Descriptores / Palabras claves: Red inalámbrica, Red en malla, Wifi, antena omnidireccional.Nombres completos, direcciones electrónicas, teléfono /fax e instituciones de hasta 5 investigadores expertos en el tema de su propuesta y que estén en capacidad de evaluar proyectos en esta temática y que no pertenezcan a las entidades proponentes (esto no significa que necesariamente sean los mismos que evalúen esta propuesta en particular):1 Octavio Salcedo. [email protected] 3002119834. Universidad Distrital2 Cesar Augusto Hernandez. [email protected] 3112186635. Universidad Distrital. 3 Dora Maria Ballesteros [email protected] 3003048600. Universidad Militar

Proyecto: “Diseño E Implementación De La Red Inalámbrica Comunitaria Para La Localidad De Ciudad Bolívar”Ingeniero Luis Fernando Pedraza MartinezUniversidad Distrital Francisco José de Caldas

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mailto:[email protected]




2 RESUMEN EJECUTIVO:

El proyecto “Diseño E Implementación De La Red Inalámbrica Comunitaria Para La Localidad De Ciudad Bolívar” será desarrollado en el término de 12 meses por un docente de planta de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas que pertenece al grupo de investigación TELETECNO. Este proyecto plantea los siguientes problemas de investigación: 1) ¿Cómo se puede potencializar la capacidad de diseño y desarrollo de proyectos tecnológicos de los estudiantes de la Facultad de tecnología de la Universidad Distrital que beneficien a la localidad de Ciudad Bolivar?; 2) ¿Cómo se puede mejorar el acceso a las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) de la comunidad de Ciudad Bolivar, para reducir la brecha digital en este sector?, la moderna reglamentación del uso de bandas libres, la tecnología disponible que usa estas bandas a precios razonables y su uso popular, hace posible pensar que se pueda crear un vehículo de investigación, de expresión, de información, en general de utilidad pública que sea un activo de usuarios, universidades, grupos de investigación, sistemas de socorro, sistema de información de la localidad, etc., que permita el desarrollo de contenidos locales, de sistemas de comunicación personal y en general la construcción de una sociedad de la información.

El objetivo general que persigue este proyecto es: “Diseñar e implementar La Red Inalámbrica Comunitaria Para La Localidad De Ciudad Bolívar”, la cual será usada sobre la banda de 2.4 GHZ liberada mediante la Resolución 689 de 2004 del Ministerio de Comunicaciones de Colombia, a través nodos montados por la comunidad y por estudiantes de la Universidad Distrital, basados en topología malla, la cual permite una buena cobertura y un fácil desarrollo en entornos montañosos como los que presenta la localidad de Ciudad Bolivar

El desarrollo de este proyecto presenta tres enfoques metodológicos: 1) Exploratorio; 2) Descriptivo y 3) Cuasi-experimental, cada uno de estos con tareas bien definidas y pertinentes a cada fase de desarrollo. Los resultados esperados al término de este proyecto son: 1) El despliegue de la red inalámbrica comunitaria de la localidad de Ciudad Bolivar; 2) Dos publicaciones científicas, una relacionada con el desarrollo tecnológico del proyecto y otra donde, se presente la planeación y mantenimiento de la red; 3) Socialización de los resultados a través de seminarios y ponencias a la comunidad; 4) Algunas tesis de grado de estudiantes de la Universidad Distrital; 5) Documentación del proyecto: Manuales correspondientes al desarrollo tecnológico e Informe técnico final; y por último, 6) Un Seminario ofrecido a la comunidad: Como hacer parte de la red comunitaria de Ciudad Bolivar.

3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:

3.1 PLANTEAMIENTO DE LA PREGUNTA O PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Y SU JUSTIFICACIÓN

3.1.1 Descripción del Problema

La experiencia de la Internet Mundial ha transformado la forma en que los seres humanos se relacionan los unos con los otros. Toda la comunicación se puede remontar a una relación humana, como el intercambio de mensajes inmediatos, compartir música, entre otros. Internet nos ha dado la capacidad de comunicarnos más rápidamente y de manera más económica que


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anteriormente a través de paredes, a través de los límites de la propiedad y a través de una comunidad. Muchas comunidades se han formado por todo el mundo para ayudar a organizar estas redes. Están formando la base para el retiro de las redes de telecomunicaciones tradicionales como intermediarias en la comunicación humana.

El futuro (inmediato) es inalámbrico, la movilidad construye una sociedad de la información y la tecnología puede ser revolucionaria cuando es capaz de contribuir a los cambios sociales, culturales y económicos. Las soluciones inalámbricas se convierten en una alternativa para democratizar el acceso a los servicios de comunicación, reduciendo fronteras y ofreciendo diversidad, calidad y costo accesible.

Este es un proyecto orientado a la investigación, estudio y práctica con sistemas inalámbricos WiFi en 2.4 GHz y 5 GHz sin que medie interés comercial ni económico, sino como una organización que ofrezca una Red Inalámbrica Comunitaria para quienes practiquen esta modalidad a modo de estimular el conocimiento, experimentación y desarrollo de esta tecnología entre sus participantes. No practica ni fomenta la distribución de servicios de conectividad inalámbrica de sistemas establecidos como Internet, o comercialización de redes de datos etc.

Sin embargo el carácter abierto y libre que tendría un proyecto que implemente estas posibilidades podría fracasar prontamente si no hay una coordinación técnica que pueda de forma ordenada diseñar, planear, supervisar, expandir, flexibilizar una posible implementación de red que llamaremos Ciudad Bolívar Inalámbrica (BolivarWireless). Esta coordinación y liderazgo técnico no puede estar en manos de entes que de alguna forma tengan intereses privados en el desarrollo de un proyecto de esta envergadura. Por el contrario debe estar bajo la tutela de un ente con vocación social que procure la “democratización del conocimiento”. Esta sensibilidad es una de las características de la Universidad Distrital.

3.1.2 Planteamiento de la Pregunta y su Justificación

Las anteriores descripciones conducen a plantearse el siguiente interrogante:

¿Cómo es posible crear una comunidad de libre acceso a la información que pueda contribuir con el desarrollo de la localidad de Ciudad Bolivar?

El profesional de hoy tiene el compromiso de generar soluciones que contribuyan con el beneficio de su comunidad, por lo tanto se pretende vincular mediante el desarrollo de proyectos de grado a los estudiantes de la Universidad Distrital, en especial a los estudiantes de la Facultad Tecnológica para que implementen nodos de la red inalámbrica, desarrollen aplicaciones e involucren a la comunidad. Esto traerá servicios a la comunidad como:- Disponer de una red de alta velocidad para investigación.- Usar VozIP y teleconferencia para comunicarse gratuitamente a través de esta red, con lo cual se puede capacitar a sectores de la comunidad y prestar servicios de telemedicina. - Uso de cámaras para la transmisión de video en sectores de la localidad para consultarse mediante una pagina web, y lograr aumentar la cobertura en vigilancia.- Servidores para colgar páginas web, utilizar servicios de mensajería instantánea para chatear con los vecinos.- Jugar en red, compartir ficheros.


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- Comunidades locales de usuarios: foros, noticias, etc.

Esto haciendo uso de la banda libre a 2.4 GHZ y de los grupos de investigación de la facultad de tecnología de la universidad Francisco José de Caldas.

3.2 Marco Teórico y Estado del Arte

3.2.1 Wifi

Wi-Fi o Wireless Fidelity es el nombre que se le ha dado a la tecnología de transmisión de datos o acceso a Internet inalámbrico que utiliza el protocolo de comunicación 802.11 (en sus comienzos alrededor de 1.997) y trabaja en la banda de 2,4 GHz de uso libre (en la mayoría de los países). Esto significa que cualquier persona puede utilizar esta banda sin tener que pagar valor alguno por el uso del espectro, sin embargo por tratarse de bandas libres no tienen la protección del Estado, lo que a su vez significa que la misma debe ser compartida con otros usuarios, soportar la interferencia y no interferir con las demás bandas que son de uso exclusivo y/o tienen protección del Estado. En su operación básica sus áreas de cobertura generalmente se restringen a espacios cerrados y grupos privados, tales como empresas, café-Internet, aeropuertos, centros comerciales, etc.

Lo que Wi-Fi pretende es la creación de redes de computadores sin necesidad de cables conocidas como “redes inalámbricas de área local” (WLAN), permitiendo de esta forma que cualquier tipo de terminal, ya sea un computador portátil o un PDA que cuente con una tarjeta Wi-Fi pueda acceder a Internet en cualquier lugar donde exista un “hotspot” o concentrador Wi-Fi. Que la tecnología no requiera autorización del estado y no se cobre por ella ha generado que en países como Estados Unidos se de la proliferación de cafés-Internet como Starbucks (Starbucks es una de las cadenas de cafés y restaurantes más grande de los Estados Unidos), ofreciendo servicios de acceso a Internet inalámbrico, o la creación de “hotspots” en aeropuertos, hospitales, centros comerciales, y empresas que no cuentan con una red alambrada, por ejemplo.

El término “hotspot” es definido como un sitio geográfico específico en el cual un punto de acceso (access point) proporciona servicios públicos de red inalámbrica de banda ancha a visitantes móviles a través de una WLAN. Los hotspots están localizados en sitios densamente habitados como aeropuertos, estaciones de tren, bibliotecas, marinas, centros de convenciones y hoteles. Los hotspots típicamente tienen una cobertura de acceso corta.

Las redes Wi-Fi cubren áreas de hasta 75 metros en interiores y de 300 metros en el exterior, y las bandas libres sobre las cuales pueden operar se plasman en la resolución 689 de 2004 del Ministerio de Comunicaciones, como se muestra en la tabla 1, la cual a su vez fue modificada mediante la resolución 1689 de 12 de junio de 2007 en donde se deroga el articulo 9: “ANTENAS OMNIDIRECCIONALES. La utilización de antenas omnidireccionales solo será permitida en sistemas inalámbricos cuya potencia radiada sea menor o igual a 100 mW. Los sistemas que excedan esta potencia deberán emplear antenas direccionales con un ancho de lóbulo no mayor a 90 grados”, lo cual permite usar potencias de transmisión mayores a 100 mW y lograr así mayores distancias de cobertura con antenas omnidireccionales.


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Tabla 1. Uso de las bandas libres en Colombia.

De esta tabla podemos encontrar que el PIRE máximo (Ptx (dBm) + Ganancia de antena (dBi)) en 2,4 GHz es 36 dBm [2],[3] y [6].

Wi-Fi utiliza diferentes estándares. El primero de ellos, el 802.11b, es el que está más extendido y tiene un índice de transferencia de datos de 11Mbps. Nuevos desarrollos han creado el estándar 802.11a, que tiene una mayor tasa de transferencia de datos, hasta alcanzar los 54Mbps, es decir, cinco veces más rápido que las redes Wi-Fi 802.11b, pero que opera en otra frecuencia de radio, como son los 5Ghz, también de uso libre.

El mas reciente de los estándares desarrollados es el 802.11g, aún más rápido que el 802.11a, que al utilizar la misma frecuencia que el 802.11b, puede ser utilizado por cualquier dispositivo que haya sido preparado para éste último. En la tabla 2 se puede observar la comparación de estándares Wi-Fi.


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Estándares Wireless

Estándar 802.11b 802.11a 802.11g

Aprobado IEEE Julio 1999 Julio 1999 Junio 2003

PopularidadAdoptado masivamente

Nueva tecnología, crecimiento bajo

Nueva tecnología, con un rápido crecimiento

Velocidad Hasta 11 Mbps Hasta 54 Mbps

Coste BajoRelativamente alto

Relativamente bajo

Frecuencia 2.4 - 2.4835 Ghz5.15 - 5.35 Ghz5.425 - 5.675 Ghz5.725 - 5.875 Ghz

2.4 - 2.4835 Ghz

Cobertura

Buena cobertura, unos 300 - 400 metros con buena conectividad con determinados obstáculos

Cobertura baja, unos 150 metros, con mala conectividad con obstáculos

Buena cobertura, unos 300 - 400 metros con buena conectividad con determinados obstáculos

Acceso PúblicoEl número de Hotspots crece exponencialmente

Ninguno en este momento.

Compatible con los HotSpots actuales de 802.11b. El paso a 802.11g no es traumático para los usuarios

Compatibilidad

Compatible con 802.11g, no es compatible con 802.11a

Incompatible con 802.11b y con 802.11g

Compatible con 802.11b, no es compatible con 802.11a

Modos de datos 1, 2, 5.5, 11 Mbps6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps

1, 2, 5.5, 11 Mbps6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps

Modulación CCK OFDM OFDM y CCK


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Tabla 2. Comparación de estándares Wi-Fi

Existen otros estándares que hacen referencia a la seguridad, como es el caso de 802.11i (2004), interoperación (802.11F, 2003) y otros en desarrollo como 802.11s (redes en malla).

3.2.2 Red en malla (Mesh)En una red multipunto a multipunto (malla), no hay una autoridad central. Cada nodo de la red transporta el tráfico de tantos otros como sea necesario, y todos los nodos se comunican directamente entre sí, como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Red en malla

El beneficio de este diseño de red es que aún si ninguno de los nodos es alcanzable desde el punto de acceso central, igual pueden comunicarse entre sí. Las buenas implementaciones de redes mesh son auto-reparables, detectan automáticamente problemas de enrutamiento y los corrigen. Extender una red mesh es tan sencillo como agregar más nodos. Si uno de los nodos en la “nube” tiene acceso a Internet, esa conexión puede ser compartida por todos los clientes.Dos grandes desventajas de esta topología son el aumento de la complejidad y la disminución del rendimiento. La seguridad de esta red también es un tema importante, ya que todos los participantes pueden potencialmente transportar el tráfico de los demás. La resolución de los problemas de las redes multipunto a multipunto tiende a ser complicada, debido al gran número


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de variables que cambian al moverse los nodos. Las redes multipunto a multipunto generalmente no tienen la misma capacidad que las redes punto a punto, o las punto a multipunto, debido a la sobrecarga adicional de administrar el enrutamiento de la red y el uso más intensivo del espectro de radio. Sin embargo, las redes mesh son útiles en muchas circunstancias. Una forma de construir una red mesh multipunto a multipunto es utilizando un protocolo de enrutamiento denominado OLSR (Optimized Link State Routing Daemon) [1], [4] y [7].

Algunos casos de estudio que se pueden resaltar dentro del gran sinnúmero de redes inalámbricas comunitarias son:

3.2.3 Chilesincables.orgChilesincables.org busca promover y organizar redes inalámbricas libres en Chile de forma profesional; educar al respecto, tanto es sus aspectos técnicos como legales y apropiar nuevas tecnologías mediante la investigación, adaptándolas a las necesidades de la comunidad y la sociedad. El fin de esta agrupación es la instauración de una comunidad abierta en torno a las redes inalámbricas libres y su implementación, en la cual el espíritu sea compartir las experiencias y conocimientos adquiridos, siempre bajo las normas legales vigentes y en lo posible poner este conocimiento a disposición de entidades o comunidades de bajos ingresos económicos, con el fin de mejorar su calidad de vida proveyéndoles de acceso a sistemas de conectividad y de paso cooperar con la disminución de la brecha digital en Chile e incentivar la utilización de software libre (Open Source). Un nodo de esta red se muestra en la figura 2.

Figura 2. Nodo inalámbrico instalado en Santiago de Chile

Actualmente se utiliza tecnología asociada con las especificaciones IEEE 802.11 en sus estándares a, b y g más conocida como WiFi, sin descartar la expansión a nuevas innovaciones en el área, como por ejemplo Wimax. Este equipamiento es modificado para ser adaptado a


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antenas externas de manufactura propia, las cuales se encuentran en norma con la legislación de telecomunicaciones vigente en el país.En lo referente a la construcción de la red, se utilizan Sistemas operativos Open Source, especialmente plataformas GNU/Linux u otros sistemas inspirados en Unix, como FreeBSD, OpenBSD, Minix, etc., los cuales se adaptan a nuestras necesidades en el área de enrutamiento e implementación de servicios, como proxis, servidores web, servidores FTP, etc. Además poseen en común la filosofía del proyecto ya que es tecnología libre y de código abierto.Las diversas redes implementadas permiten:- Transferencia de datos mediante servidores FTP o WEB.- Servicios de VoIP.- Streaming (flujo continuo) de audio y video.- Mensajería instantánea.- Investigar e implementar nuevos servicios como LDAP, resolución de nombres, seguridad, mejora de las prestaciones, etc.- Adaptación de la red por parte de los clientes, esto significa que los usuarios pueden utilizar la infraestructura de la red para crear sus propios servicios [1].

3.2.4 Red Microsoft

Los investigadores de Microsoft en Redmond, Cambridge y Silicon Valley están trabajando en la creación de tecnologías inalámbricas que permitan a vecinos interconectar sus redes hogareñas (Figura 3). Existen muchas ventajas en habilitar tal conectividad y formar una comunidad de red en malla. Por ejemplo, cuando suficientes vecinos cooperan y se transmiten paquetes entre sí pueden compartir una conexión de banda ancha a Internet. Los paquetes dinámicamente encuentran una ruta yendo de nodo en nodo hasta alcanzar la conexión a Internet. Otra ventaja es que los vecinos pueden cooperar para implementar una tecnología de respaldo y no tener dolores de cabeza al perder información por una falla de disco. Una tercera ventaja es que esta tecnología permite crear información localmente sin ir a la Internet. Las redes comunitarias de vecinos permiten una diseminación más sencilla y rápida de información que es relevante a la comunidad local.

Las redes inalámbricas comunitarias multisalto modifican el paradigma de acceso a Internet, reemplazando al cable y a DSL para entregas hogareñas. Esto es importante porque permite un flujo libre de información sin ninguna moderación o control de rata selectivo. Tecnologías como cable MODEM o DSL son administradas centralmente mientras que la conectividad en malla es orgánica es decir cada cual en la vecindad contribuye a los recursos de la red y coopera.

Sin embargo, para lograr la meta basada en la comunidad se deben resolver varios problemas incluyendo, mejoras en la capacidad y alcance, privacidad y seguridad, autoestabilización y enrutamiento multisalto multicamino, autoconfiguración e igualdad en el ancho de banda. El éxito también depende del espectro en uso, los modelos de negocios y la economía. Microsoft está investigando algunos problemas técnicos fundamentales que aún subsisten a pesar de varias décadas de investigación en redes de paquetes por radio y ha colocado redes de prueba en sus edificios de oficinas y en un complejo de apartamentos cercano.

Microsoft ha implementado enrutamiento ad-hoc y medición de calidad del enlace en un módulo llamado Mesh Connectivity Layer (MCL). Arquitectónicamente, MCL es un driver cargable en Microsoft Windows. En él se implementa un adaptador de red virtual, de tal forma que la red ad-


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hoc aparece como un enlace de red adicional (virtual). MCL enruta usando una versión modificada de DSR (un protocolo IETF) al que se ha llamado Link Quality Source Routing (LQSR). Se ha modificado DSR extensamente para mejorar su comportamiento, en especial en lo que se refiere al soporte para las métricas de calidad del enlace.

El driver MCL implementa una capa interpuesta entre la capa 2 (capa de enlace) y la capa 3 (capa de red). Para capas de software más altas, MCL aparece como otro enlace Ethernet aunque sea un enlace virtual. Para el software de capas más bajas, MCL aparece como otro protocolo corriendo sobre el enlace físico.

Este diseño tiene varias ventajas significativas. Primero, las capas de software más altas corren sin modificación sobre la red ad-hoc. En las pruebas, se corrió IPv4 e IPv6 sobre la red ad-hoc. No fueron necesarias modificaciones en la pila de protocolos. La funcionalidad de la capa de red (por ejemplo ARP, DHCP y Neighbor Discovery) trabaja. Segundo, el enrutamiento ad-hoc corre sobre capas de enlace heterogéneas. La prueba soporta capas de enlace físico del estilo Ethernet (p.e. 802.11 y 802.3) pero la arquitectura capas de enlaces con convenciones de direccionamiento y tramas arbitrarias. Tercero, el diseño puede soportar otros protocolos de enrutamiento ad-hoc [5] .

Figura 3. Red en Malla de Microsoft

3.3 OBJETIVOS


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3.3.1 Objetivo General

Desarrollar una red inalámbrica libre en la localidad de Ciudad Bolivar para facilitar el acceso a la Información de los habitantes y prestar servicios que permitan mejorar la calidad de vida de la sociedad en este sector.

3.3.2 Objetivos específicos

1. Promover la conectividad inalámbrica en la localidad de Ciudad Bolivar, trabajando con organizaciones públicas y sin ánimo de lucro para lograr una red de banda ancha inalámbrica al servicio de la comunidad.

2. Realizar el diseño de la red inalámbrica para la ubicación de los nodos en los barrios de la localidad de Ciudad Bolivar.

3. Implementar los nodos de la red inalámbrica en los barrios de la localidad de Ciudad Bolivar.4. Crear un sitio en la web donde se informe el estado de la red, la forma de participar en ella y

se realicen foros sobre la misma.5. Promocionar el desarrollo de aplicaciones que sirvan para la investigación, la comunicación

sobre VozIP, la teleconferencia, chats, compartir ficheros, entre otras aplicaciones.6. Capacitar a la comunidad para el correcto y buen uso de la red comunitaria.7. Documentar el desarrollo de la red inalámbrica en la localidad de Ciudad Bolivar.

3.4 METODOLOGÍA PROPUESTA:

El desarrollo del presente proyecto se realizara secuencialmente a través de tres enfoques metodológicos, el primero de tipo exploratorio, el segundo de tipo descriptivo y finalmente uno de tipo cuasi - experimental. La formulación del problema planteado anteriormente, lleva a iniciar el estudio, a través de un tipo de investigación, exploratoria, que permita abordar con mayor pertinencia el objeto de nuestra investigación.

Una vez realizada la investigación exploratoria, se entrara a generar una relación de pertinencia más estrecha con la formulación del problema, a través, de una investigación de tipo descriptivo, que permita especificar detalladamente el diseño del desarrollo tecnológico.

La siguiente parte del proceso hace relación a la investigación cuasi – experimental, donde se realizará la implementación y las pruebas pertinentes para evaluar el desarrollo tecnológico en relación a los objetivos planteados.

A parte de los enfoques metodológicos anteriormente mencionados, se determinaron seis fases necesarias para llevar a feliz término la realización de este proyecto de investigación, descritas a continuación [8] y [9].

Fase I: “Estudio y análisis de redes inalámbricas comunitarias”. En esta fase se desarrollará una recopilación de información, estudio de material académico, libros, artículos especializados para obtener las primeras aproximaciones a la solución del problema.

Fase II: “Diseño de la red inalámbrica para la localidad de Ciudad Bolivar”. En esta fase se desarrollará el diseño para la ubicación de los nodos de la red inalámbrica en la localidad.


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Fase III: “Implementación de la red inalámbrica para la localidad de Ciudad Bolivar”. En esta fase se implementará los nodos de la red inalámbrica en la localidad.

Fase IV: “Pruebas y correcciones de la cobertura de la red”. En esta fase se realizaran pruebas a la cobertura de los nodos así como a la capacidad que presentan estos, con miras a detectar posibles fallas y en caso positivo corregirlas.

Fase V: “Capacitación a la comunidad sobre el uso y participación en la red comunitaria”. En esta fase se realizarán seminarios para incentivar a la comunidad en el uso y la participación en la red. Fase VI: “Documentación del proyecto de investigación”. En esta fase se desarrollaran todos los documentos pertinentes al proyecto como lo son el informe técnico final y los respectivos manuales del desarrollo.

El logro de cada uno de los objetivos específicos que se persiguen en el desarrollo del proyecto, se obtiene a través de la realización de una serie de actividades, las cuales, se describen en la siguiente tabla. El desarrollo de cada una de estas actividades proporciona la realización gradual de la red inalámbrica comunitaria.

Tabla 3.4. Metodología del proyecto.

OBJETIVO ACTIVIDAD METODOLOGIA

Promover la conectividad inalámbrica en la localidad de Ciudad Bolivar, trabajando con organizaciones públicas y sin ánimo de lucro para lograr una red de banda ancha inalámbrica al servicio de la comunidad.

Convocar a estudiantes de la Facultad Tecnológica que se encuentren interesados en la puesta en marcha de nodos inalámbricos como proyecto de grado.

Exploratoria

Invitar a entes gubernamentales como la Alcaldía Local de Ciudad Bolivar para que participe de manera activa en el proyecto.

Exploratoria

Gestionar ante ONGs y colegios distritales de la localidad la posible instauración de los nodos en sus instalaciones

Exploratoria

Convocar a las personas desarrolladores de software libre como Ubuntu, para que participen en la implantación del software de cada uno de los nodos.

Exploratoria

Realizar el diseño de la red inalámbrica para la ubicación de los nodos en los barrios de la localidad de Ciudad Bolivar.

Diseñar un modelo de propagación que permita conocer la cobertura de cada nodo y así planificar el enlace.

Descriptiva

Realizar estadísticas en la Descriptiva


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localidad para determinar el número de usuarios potenciales y la capacidad de la red. Analizar si la topología de la red en malla es la más adecuada.

Descriptiva

Implementar los nodos de la red inalámbrica en los barrios de la localidad de Ciudad Bolivar.

Implementar los nodos para la puesta en marcha de la red BolivarWireless.

Cuasi-Experimental

Realizar Pruebas y correcciones. Cuasi-Experimental

Crear un sitio en la web donde se informe el estado de la red, la forma de participar en ella y se realicen foros sobre la misma.

Desarrollar un sitio web que contenga información sobre la red.

Cuasi-Experimental

Actualizar constantemente el sitio web que muestre el estado de la red y solucione las dudas de los participantes.

Descriptiva yCuasi-Experimental

Promocionar el desarrollo de aplicaciones que sirvan para la investigación, la comunicación sobre VozIP, la teleconferencia, chats, compartir ficheros, entre otras aplicaciones.

Promover el desarrollo de aplicaciones entre la comunidad de software libre para usarlas en la red inalámbrica.

Exploratoria

Colocar las aplicaciones de software libre existentes, en la página web de la red inalámbrica, para el uso de la comunidad.

Cuasi-Experimental

Capacitar a la comunidad para el correcto y buen uso de la red comunitaria.

Convocar a reunirse mediante la página web a la comunidad de ciudad Bolivar interesada en hacer parte de la red inalámbrica.

Exploratoria

Realizar reuniones donde se explique a la comunidad como conectarse a la red, como usarla y como integrarse mediante nodos a ella.

Descriptiva

Documentar el desarrollo de la red inalámbrica en la localidad de Ciudad Bolivar.

Realización del Informe técnico final del proyecto de investigación

Exploratoria y Descriptiva

Realización de los manuales pertinentes al desarrollo tecnológico.


Realización de un artículo y un libro publicables.


Presentación de ponencia sobre el proyecto en un evento nacional o internacional

Descriptiva yCuasi-Experimental

3.5 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES


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Tabla 3.5. Cronograma del Proyecto.

ITEM ACTIVIDADSEMANAS

(PROMEDIO)MESES

1

Convocar a estudiantes de la Facultad Tecnológica que se encuentren interesados en la puesta en marcha de nodos inalámbricos como proyecto de grado.

4 1

2Invitar a entes gubernamentales como la Alcaldía Local de Ciudad Bolivar para que participe de manera activa en el proyecto.

0.4 0.1

3Gestionar ante ONGs y colegios distritales de la localidad la posible instauración de los nodos en sus instalaciones

0.8 0.2

4

Convocar a las personas desarrolladores de software libre como Ubuntu, para que participen en la implantación del software de cada uno de los nodos.

0.4 0.1

5Diseñar un modelo de propagación que permita conocer la cobertura de cada nodo y así planificar el enlace.

1.6 0.4

6Realizar estadísticas en la localidad para determinar el número de usuarios potenciales y la capacidad de la red.

1.6 0.4

7Analizar si la topología de la red en malla es la más adecuada.

0.4 0.1

8Implementar los nodos para la puesta en marcha de la red BolivarWireless.

24 6

9 Realizar Pruebas y correcciones. 1.6 0.4

10Desarrollar un sitio web que contenga información sobre la red.

1.6 0.4

11Actualizar constantemente el sitio web que muestre el estado de la red y solucione las dudas de los participantes.

0.4 0.1

12Promover el desarrollo de aplicaciones entre la comunidad de software libre para usarlas en la red inalámbrica.

0.8 0.2

13Colocar las aplicaciones de software libre existentes, en la página web de la red inalámbrica, para el uso de la comunidad.

0.8 0.2

14

Convocar a reunirse mediante la página web a la comunidad de ciudad Bolivar interesada en hacer parte de la red inalámbrica.

0.4 0.1

15

Realizar reuniones donde se explique a la comunidad como conectarse a la red, como usarla y como integrarse mediante nodos a ella.

1.6 0.4

16 Realización del Informe técnico final del 1.6 0.4


15

proyecto de investigación

17Realización de los manuales pertinentes al desarrollo tecnológico.

1.6 0.4

18Realización de un artículo y un libro publicables.

4.0 1.0

19Presentación de ponencia sobre el proyecto en un evento nacional o internacional

0.4 0.1

TIEMPO TOTAL 48 12

3.6 RESULTADOS/PRODUCTOS ESPERADOS Y POTENCIALES BENEFICIARIOS

Los resultados/productos se clasificaron en tres categorías:

Tabla 3.6.1. Generación de nuevo conocimientoResultado/Producto esperado Indicador BeneficiarioRed inalámbrica comunitaria en la localidad de Ciudad Bolivar.

Montaje del proyectoComunidad de Ciudad

Bolivar.Publicación científica relacionada con el desarrollo tecnológico.

Artículo publicadoComunidad académica y

científica.

Publicación de un libro sobre el diseño y desarrollo de la red.

Libro publicadoComunidad académica y

científica.Creación de un sitio en la web donde se informe el estado, se documente y se solucionen dudas de la red inalámbrica.

Sitio webComunidad de Ciudad

Bolivar.

Realización de seminarios para la capacitación de la comunidad en el uso y desarrollo de la red inalámbrica comunitaria.

SeminariosComunidad de Ciudad

Bolivar.

Tabla 3.6.2. Fortalecimiento de la comunidad científicaResultado/Producto esperado Indicador Beneficiario

Proyectos de estudiantes de pre-grado incluidos en esta

investigación.Tesis de grado

Estudiantes de Tecnología Electrónica, Tecnología

Sistematización de Datos, Ingeniería de

Telecomunicaciones e Ingeniería en Telemática.

Presentación de ponencia en evento nacional o internacional,

sobre el desarrollo de la red inalámbrica comunitaria de

Ciudad Bolivar.

Certificados de ponenciaEstudiantes y profesionales

de Ingeniería.


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Tabla 3.6.3. Apropiación social del conocimientoResultado/Producto esperado Indicador BeneficiarioValidación de la red inalámbrica a través de pruebas de campo, por los estudiantes Ingeniería.

Montaje de la red.Artículo publicado.

Pruebas de validación.

Comunidad de Ciudad Bolivar y estudiantes de Ingeniería.

3.7 IMPACTOS ESPERADOS A PARTIR DEL USO DE LOS RESULTADOS:

Tabla 3.7.1 Impactos esperados

IMPACTO ESPERADO

PLAZO (años) después de finalizado el

proyecto: corto (1-4 ), mediano (5-9), largo (10 o más)

INDICADOR VERIFICABLE

SUPUESTOS*

SocialesAcceso a las

Tecnologías de la Información y las

Comunicaciones por parte de la comunidad

de Ciudad Bolivar.

Corto PlazoÍndice de utilización

de la red

Despliegue de la red inalámbrica comunitaria.

Acceso a Internet.

Mejoramiento de la calidad de vida de las

personas con la reducción de la brecha

digital.

Mediano PlazoÍndice de

crecimiento de la red.

Utilización generalizada de la red.

Desarrollo de aplicaciones.

Económicos

Mercadeo del libro. Mediano plazoÓrdenes de compra

del libro.

Interés en el despliegue teórico practico de redes

comunitarias.Productividad

Producción de libro. Corto plazoFabricación de

libros

Aceptación del proyecto por la comunidad

Financiación del sector empresarial

Competitividad

Nuevas ediciones del libro.

Mediano plazo

Versiones de libro con actualizaciones

hechas a la red comunitaria

Financiación de la investigación.

Demanda del libro.

Científicos y Tecnológicos de la entidadSer modelo de redes comunitarias a nivel

nacional

Mediano plazo Publicaciones en medios de información

Interés en el desarrollo de redes comunitarias

inalámbricas.


17

e internacionalEducación

Uso de la TIC’s por parte de la comunidad de

Ciudad BolivarMediano plazo

Índice de personas que usan las TIC’s

Aumentar el numero de población de la localidad

que usan las TIC’s

Capacitación virtual a la comunidad de Ciudad

BolivarMediano plazo

Desarrollo de programas virtuales

Masificación en el uso de herramientas

virtuales para capacitar a la comunidad

Tabla 3.7.2 Impacto Ambiental del Proyecto.ELEMENTOS

DEL PROTOTIPO

COMPONENTES

BIODEGRADABLE

RECICLA BLE

TIEMPO DE

UTILIDAD

CONTAMI NANTE

Electrónicos

Router inalámbrico

NO SI Relativo al

uso

Computador NO SIRelativo al

usoTarjeta

inalámbricaNO SI

Relativo al uso

Estructura Física

Antenas NO SIRelativo al

uso y fabricante

Mastil NO SIRelativo al

uso y fabricante

Caja hermética

para exteriores

NO SIRelativo al

uso y fabricante

Cables NO SIRelativo al

uso y fabricante

Conectores NO SIRelativo al

uso y fabricante

Tubo PVC NO SIRelativo al

uso

Abrazaderas NO SIRelativo al

uso

Tornillos NO SIRelativo al

uso y fabricante


18

En el impacto ambiental cabe destacar que las antenas se colocaran a distancias recomendadas por el ministerio de comunicaciones para evitar la afectación de las ondas electromagnéticas al ser humano.

3.8 CAPACIDAD DEL EQUIPO DE INVESTIGACIÓNEl grupo esta conformado por docentes que en un gran porcentaje son Magíster y que han realizado proyectos de Investigación como modelos de predicción de series de tiempo, modelos de semaforización, entre otros. El docente coinvestigador del proyecto posee gran relación con el sector empresarial ocupando importantes cargos como Gerente de Control de Fraude de Telefónica Colombia.

3.9 BIBLIOGRAFÍA

[1]. Flickenger R., Redes Inalámbricas en los Países en Desarrollo. Tercera edición, septiembre de 2008. http://wndw.net/

[2]. Resolución Número 689 De 21 Abril De 2004, Ministerio De Comunicaciones Republica De Colombia

[3]. Resolución Número 1689 De 12 De Junio De 2007, Ministerio De Comunicaciones Republica De Colombia

[4]. Acuña M, Roncallo R., Redes Inalámbricas Enmalladas Metropolitanas, Monografía Universidad Tecnológica De Bolivar Facultad De Ingeniería Electrónica, 2007

[5]. http://research.microsoft.com/mesh/

[6]. Cárdenas R., Apuntes clase Redes III, Maestría en Ciencias de la Información y las Comunicaciones, Universidad Distrital, Bogotá, 2006.

[7]. Bruno R., Mesh Networks: Commodity Multihop Ad Hoc Networks, IEEE Communications Magazine, March 2005, pgs. 123-131

[8]. Tamayo M. El proceso de la investigación científica, 2003, pgs. 42-64.

[9]. Hernández R., Metodología de la investigación, 1998, pgs. 58-70.


19

http://research.microsoft.com/mesh/

4.0 PRESUPUESTO

Tabla 4.1 Presupuesto global de la propuesta por fuentes de financiación (en miles de $).

RUBROSFUENTES

TOTALUNIVERSIDAD DISTRITAL

CIDC

PERSONAL $ 4500 $ 0 $ 4500EQUIPOS $ 0 $ 464 $ 464

SOFTWARE $ 0 $ 0 $ 0

MATERIALES $ 0 $ 9.536 $ 9.536SALIDAS DE CAMPO $ 0 $0 $ 0

MATERIAL BIBLIOGRÁFICO $ 0 $ 0 $ 0PUBLICACIONES Y

PATENTES$ 0 $ 0 $ 0

SERVICIOS TÉCNICOS $ 0 $ 0 $ 0VIAJESVIAJES $ 0$ 0 $ 0$ 0 $ 0$ 0

CONSTRUCCIONES No financiable $ 0MANTENIMIENTO No financiable $ 0ADMINISTRACION $ 0 $ 0 $ 0

TOTAL $ 4500 $ 10.000 $ 14.500

Tabla 4.2 Descripción de los gastos de personal (en miles de $).Nombre del

Investigador/ Experto/ Auxiliar

Formación Académica

Función dentro en el proyecto

DEDICACIONHoras/semana

RECURSOS

TOTALUNIVERSIDADDISTRITAL

CIDC

EntidadOtras

FuentesLuis

Fernando Pedraza

MagísterInvestigador

principal6 $ 4500 $ 0 $ 0 $ 4500

TOTAL $ 4500 $ 0 $ 0 $ 4500

Tabla 4.3 Descripción de los equipos que se planea adquirir (en miles de $).

EQUIPO JUSTIFICACIÓNRECURSOS

TOTALUNIVERSIDA

D DISTRITALCIDC

TaladroPara el montaje

de los nodos$ 0 $ 464 $ 464

TOTAL $ 0 $ 0 $ 464

Tabla 4.4 Descripción y cuantificación de los equipos de uso propio (en miles de $)EQUIPO VALOR (CIDC)

TOTAL $ 0

Tabla 4.5 Descripción del software que se planea adquirir (en miles de $)

SOFTWARE JUSTIFICACIÓNRECURSOS

TOTALUNIVERSIDAD

DISTRITALCIDC


20

Sistema operativo LinuxPara el sistema operativo de los

nodos$ 0 $ 0 $0

TOTAL $ 0 $ 0 $ 0

Tabla 4.6 Descripción y justificación de los viajes (en miles de $)Lugar / No. De viajes

JustificaciónPasajes

($)Estadía

($)Total días

Recursos TotalUNIVERSIDAD DISTRITAL

CIDC

TOTAL

Tabla 4.7 Valoración salidas de campo (en miles de $)

DescripciónCosto

unitaria#

RecursosTotalUNIVERSIDAD

DISTRITALCIDC

Tabla 4.8 Materiales y suministros (en miles de $)

Descripción Materiales JustificaciónRecursos

TotalUNIVERSIDAD DISTRITAL

CIDC

Routers inalámbricosElemento objeto del

proyecto$ 0 $1360 $1360

Antenas omnidireccionales 15 dBi

Elemento objeto del proyecto

$ 0 $4960 $4960

Mástiles metálicosElemento objeto del

proyecto$ 0 $960 $960

Cajas herméticas para exteriores

Elemento objeto del proyecto

$ 0 $640 $640

Cables pigtail 50 cmElemento objeto del

proyecto$ 0 $480 $480

Cable UTPElemento objeto del

proyecto$ 0 $720 $720

Tubos PVCElemento objeto del

proyecto$ 0 $64 $64

AbrazaderasElemento objeto del

proyecto$ 0 $144 $144

Cable 2x24Elemento objeto del

proyecto$ 0 $128 $128

Tornillos y chazosElemento objeto del

proyecto$ 0 $80 $80

TOTAL $ 0 $9.536 $9.536

Tabla 4.9 Servicios Técnicos (en miles de $)


21

Descripción Justificación Recursos TotalUNIVERSIDAD

DISTRITALCIDC

Total

Tabla 4.10 Bibliografía (en miles de $)Descripción Justificación Recursos Total

UNIVERSIDAD DISTRITAL

CIDC

Total

ANEXO 1. Formato Hoja de vida Consultores no registrados en CvLAC

HOJA DE VIDA (RESUMEN)

IDENTIFICACIÓN DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL O COINVESTIGADOR:

Apellidos: Pedraza Martínez. Fecha de Nacimiento 120679

Nombre: Luis Fernando Nacionalidad: ColombianoCorreo electrónico: [email protected]

Documento de identidad 79880251

Tel/fax 3158869151

Entidad donde labora Universidad Distrital Francisco José de Caldas Tel/fax 3239300 Cargo o posición actual: Docente de Planta

TÍTULOS ACADÉMICOS OBTENIDOS (área/disciplina, universidad, año)

Pregrado : xTitulo: Ingeniero Electrónico Universidad: DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS Año de obtención: 2003

Postgrado: xTitulo: Magíster en Ciencias de la Información y las Comunicaciones con énfasis en Teleinformática.Universidad: DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDASAño de obtención: 2007

CAMPOS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA EN LOS CUALES ES EXPERTOTelecomunicaciones y Control.


22

CARGOS DESEMPEÑADOS (tipo de posición, institución, fecha) EN LOS ÚLTIMOS 5 AÑOS:

Docente de Planta. Universidad Distrital Francisco José de Caldas.Docente de Planta. Universidad Militar Nueva Granada.Docente de Cátedra. Universidad Cooperativa de Colombia.

PUBLICACIONES RECIENTES (Por lo menos las cinco publicaciones más importantes que haya hecho en los últimos cinco años).

1. Aplicaciones de las series de tiempo en modelos de tráfico para una red de datos (2008), Revista SCIENTIA, Universidad Tecnológica de Pereira.

2. Análisis Comparativo de las técnicas de series de tiempo ARIMA y ANFIS para pronosticar tráfico Wimax (2007), Revista de Ingeniería, Universidad Distrital.

3. Probabilidad de error en el campo de suma de verificación del protocolo IP (2007), Revista de Ingeniería, Universidad Distrital.

4. Modelo de Semaforización Inteligente para la Ciudad de Bogotá (2007), Revista de Ingeniería, Universidad Distrital.

5. OFDM: “Una breve perspectiva” (2008), Revista Visión Electrónica, Universidad Distrital.

PATENTES, PROTOTIPOS U OTRO TIPO DE PRODUCTOS TECNOLÓGICOS O DE INVESTIGACIÓN OBTENIDOS EN LOS ÚLTIMOS 5 AÑOS

1. Prototipo de controlador de tráfico vehicular.

2. Modelo de trafico vehicular para la ciudad de Bogotá.

3. Sistema de Gestión de Salud para el Distrito Capital Fase II. Universidad Distrital, GITEM (Grupo de Investigación en Telemedicina). 2003.


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