fecha diciembre 08 de 2008 nÚmero rae...

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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.

9

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

11

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.

17

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)

18

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

19

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)

20

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


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


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


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



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


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,


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



cita en el manejo de

El contenido en el que se prepara la población son páginas de


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


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.


, 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


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


� 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


� 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


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


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.


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


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


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


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

��∑ �� ∑ � �� ∑ �� ∑ ��


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


• 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


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


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


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


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


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


� 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




� 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




� 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


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


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.



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



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



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


4.5.14.1 CPE PacketMax

� PacketMAX 400 puerta de enlace exterior

Figura 73 CPE PacketMAX 400.


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


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


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


178


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



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

http://www.ahciet.net/comun/portales/1000/10002/10007/10617/docs/006.pdf.

(29-09-08.14:00).

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).

Noticias sobre WiMAX

http://www.elpais.com.co/paisonline/notas/Noviembre132006/cableunion.html (02-10-

08.14:30).

Planeación de redes WiMAX

http://www.unitecnologica.edu.co/ieee_utb/IJET/Planeacion_redes_WiMAX_2007.pdf (17-

09-08.14:00)

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.

fecha diciembre 08 de 2008 nÚmero rae...

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