sergio berardo murillo bravo sergio esteban chiquiza garzón
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ESTUDIO DE VIABILIDAD PARA CONECTIVIDAD SATELITAL NO
GUIADA DE DOBLE BANDA CON TECNOLOGÍA DE ANTENAS VSAT,
PARA PROVEER EL SERVICIO INTERNET A SALAS DE CÓMPUTO
ESTUDIANTILES EN ÁREAS DE DIFÍCIL ACCESO.
Sergio Berardo Murillo Bravo
Sergio Esteban Chiquiza Garzón
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES
SECCIONAL BOGOTÁ D.C
DICIEMBRE 12 2020
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ESTUDIO DE VIABILIDAD PARA CONECTIVIDAD SATELITAL NO
GUIADA DE DOBLE BANDA CON TECNOLOGÍA DE ANTENAS VSAT,
PARA PROVEER EL SERVICIO INTERNET A SALAS DE CÓMPUTO
ESTUDIANTILES EN ÁREAS DE DIFÍCIL ACCESO.
Sergio Berardo Murillo Bravo
Sergio Esteban Chiquiza Garzón
ESPECIALIZACIÓN EN REDES DE TELECOMUNICACIONES
Asesor: Oscar Fabián Corredor Camargo
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES
SECCIONAL BOGOTÁ D.C
DICIEMBRE 12 2020
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AGRADECIMIENTOS
Primeramente, nos permitimos agradecer a nuestras familias quienes nos
brindaron el apoyo y acompañamiento en el trascurso de este proceso
educativo, lo cual fue de gran importancia y motivación para realizar de la
mejor manera esta etapa de fortalecimiento académico y profesional.
En segunda instancia nos permitimos manifestarle nuestro agradecimiento
a la Universidad Cooperativa de Colombia junto con su personal
administrativo y cuerpo de docentes, los cuales contribuyeron con sus
conocimientos y compromiso a lo largo de nuestra formación académica.
En tercera instancia le manifestamos nuestros agradecimientos al ingeniero
Oscar Fabián Corredor Camargo por brindarnos su apoyo, haciendo uso
de sus conocimientos, experiencia y demás cualidades, las cuales fueron
de bastante apoyo para el desarrollo de este estudio de viabilidad.
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NOTA DE ACEPTACIÓN
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Primer jurado.
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Segundo jurado.
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OBSERVACIONES
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Contenido
RESUMEN 8
INTRODUCCIÓN 9
1. Capítulo I: Esquematización del tema. 10
1.1 Justificación 10
1.2 Objetivos 10
Objetivo general. 10
Objetivos Específicos. 10
2. Capitulo II: Marco teórico. 12
2.1 Antecedentes. 12
2.2 Elementos estación satelital terrestre. 13
2.2.1 Condiciones eléctricas. 13
2.2.2 Respaldo fluido eléctrico 15
2.2.3 Antena VSAT 1.2Mts Tipo clase 1 16
2.2.4 Modem satelital-SEII IP 16
2.2.5 Router AP 18
2.2.6 Mástil antena VSAT 18
2.2.7 LNB multi band y BUC 3W 19
2.2.8 Canister de 1.20m rx/tx multi-band class i 21
2.2.9 Feed de 1.20m rx/tx multi-band 21
2.2.10 Cable coaxial RG-6 22
2.2.11 Fuente 24v ac/dc buc insrt kit 23
2.3 Herramientas y elementos pasivos para el despliegue de
infraestructura. 24
2.4 Recomendaciones distancias en metros de cables coaxiales entre
modem y antena: 27
3. Costos solución de conectividad 29
7
3.1 Costos elementos activos 29
3.2 Costos elementos pasivos 29
3.3 Costos ISP 30
3.4 Costos mano de obra 31
3.5 Costo total de la solución. 33
4. Criterios de diseño 35
4.1 Arquitectura 35
4.2 Topología 36
CONCLUSIONES 38
RECOMENDACIONES 40
BIBLIOGRAFÍA. 41
8
RESUMEN
Se estructura por medio del siguiente documento un estudio de viabilidad,
que tiene como finalidad evaluar los aspectos necesarios de infraestructura
y diseño ingenieril, los cuales determinaran si es factible una proyección de
una solución de conectividad estructurada a partir de una conexión satelital
no guiada de doble banda con tecnología de antenas VSAT, con el objetivo
de proveer el servicio de internet a salas de cómputo estudiantiles en áreas
de difícil acceso. El planteamiento del estudio se realiza buscando proponer
una solución a futuro, la cual genere oportunidad de acceder a la
información y herramientas tecnológicas para los estudiantes y docentes
en las salas de cómputo que se encuentran bajo condiciones de limitación
de acceso a las redes de telecomunicaciones.
Los aspectos que evaluará este estudio se fundamentan en analizar qué
condiciones de infraestructura y costos son necesarios para la conectividad
satelital no guiada de doble banda con antenas VSAT, igual que los costos
correspondientes al IPS (INTERNET SERVICE PROVIDER). Todos estos
criterios se analizarán para determinar si los beneficios proporcionados por
medio de herramientas tecnológicas promueven y contribuyen con la
alfabetización de personas que por sus condiciones cuentan con gran
cantidad de limitaciones que afectan su desarrollo educativo.
9
INTRODUCCIÓN
Las conexiones satelitales no guiadas surgieron principalmente con base
en la necesidad de suministrar conectividad y acceso a la información en
lugares en los cuales no se tiene una infraestructura de conectividad o que
tenga limitaciones en cuanto al tema de proveedores de comunicaciones
por medios alámbricos. Estas conexiones se han venido implementado de
una manera eficiente y su infraestructura facilita considerablemente que se
establezca el acceso a la red de internet.
Teniendo en cuenta la distribución geográfica que tiene Colombia en la que
se evidencia que existe una población numerosa ubicada en zonas rurales,
las cuales por sus características no cuentan con la infraestructura
correspondiente al área de las telecomunicaciones, este factor afecta en
primera instancia a la población estudiantil y pedagógica a la hora de
realizar actividades tecnológicas y acceder a la información en el desarrollo
de su entorno educativo, generando una limitación en los procesos de
aprendizaje para la población que se encuentra bajo esta situación. Con
base en este escenario surge la necesidad de evaluar la viabilidad de una
solución de conectividad satelital no guiada con antenas VSAT de doble
banda, la cual permitiese el acceso a la red de internet a este tipo de
escenarios donde su bajo costo y despliegue de infraestructura sea de fácil
ejecución.
10
1. Capítulo I: Esquematización del tema.
1.1 Justificación
Ante la evidente problemática que se presenta con gran impacto en países
subdesarrollados y sitios de difícil acceso, se han evidenciado situaciones
en las instalaciones educativas que ocasionan una serie de limitaciones en
cuanto a conectividad y acceso a la red de internet; lo cual genera
dificultades a la población que asiste a dichas instalaciones a realizar sus
actividades como estudiantes y docentes. Al evidenciar dicha problemática
se propone el desarrollo de un estudio de viabilidad el cual evaluará una
solución basada en una conexión satelital no guiada de doble banda con
tecnología de antenas VSAT para proveer el servicio internet a salas de
cómputo estudiantiles en áreas de difícil acceso.
1.2 Objetivos
Objetivo general.
● Desarrollar un estudio de viabilidad para conectividad satelital no
guiada de doble banda con tecnología de antenas VSAT, para
proveer el servicio internet a salas de cómputo estudiantiles en áreas
de difícil acceso.
Objetivos Específicos.
● Verificar el avance de la tecnología de antenas VSAT, además de
las soluciones que ya se encuentran implementadas basadas en
soluciones de características similares.
● Establecer los criterios necesarios en cuanto a la infraestructura
física y tecnológica que requiere una conexión no guiada satelital de
doble banda por medio de antenas de tecnología VSAT.
● Fijar los costos correspondientes a los elementos activos, pasivos y
proveedor ISP que requiere el diseño de la solución expuesta en el
estudio de viabilidad.
● Estructurar los criterios fundamentales de la arquitectura y topología
de una conexión satelital no guiada de doble banda con tecnología
11
de antenas VSAT para proveer el servicio internet a salas de
cómputo estudiantiles en áreas de difícil acceso.
12
2. Capitulo II: Marco teórico.
2.1 Antecedentes.
● Debido a la catástrofe natural causada por un terremoto en Haití
ocurrida en el año 2010, en la cual hubo una gran afectación y
destrucción de la infraestructura de los sistemas de IPS (INTERNET
SERVICE PROVIDER) y por ende perdida de conectividad, se
generaron grandes dificultades para la comunicación de ese país en
dicha situación de emergencia. Allí se propuso una alternativa de
solución a esta incidencia, en la cual se incluyó una implementación
de antenas de tecnología VSAT con el fin de restablecer la
conectividad y que su puesta en marcha fuera eficaz y rápida.
(Goldstein, H, 2010).
● El gobierno de la Guaina Francesa basándose en la necesidad de
conectividad a la red para las comunidades y grupos de personas
que residen en aldeas las cuales se encuentran en zonas aisladas y
sin acceso a herramientas tecnológicas, propuso como solución la
implementación de 50 estaciones fundamentadas con tecnología de
antenas VSAT en la banda Ku. (Peswire, C, 2019).
● En Londres, Grecia y Chipre se han implementado desde el año
2009 no solo la comunicación Vsat, sino tecnologías adicionales
para proveer conectividad a comunidades de zonas rurales de
Grecia y Chipre, sino que también implementó para la comunicación
en las comunidades marítimas con antenas “Intellian autotraking”
obteniendo una serie de resultados exitosos. Se ejecutó realizando
capacitaciones a los marinos en learning por medio de profesores a
largas distancias. (Serif, T., Ghinea, G., Stergioulas, L., Chen, S. Y.,
Tiropanis, T., & Tsekeridou, S. 2009).
● En el año 2013 miembros de la Unesco catalogados como
profesores con unas excelentes habilidades en pedagogía,
brindaron enseñanza especialmente a las comunidades apartadas
alrededor del mundo, por medio de enlaces Vsat banda Ku. Los
resultados obtenidos fueron bastante prometedores generando que
gobiernos como Nigeria y África realizaran inversiones en el área de
13
las TIC, con el objetivo de alfabetizar los estudiantes que se
encontraban en las zonas apartadas del país. (Olusola, M., Yinka,
A., Bridget, M., & Onwodi, G. 2013).
● En Mongolia, un país de aproximadamente 2.5 millones de
habitantes localizado en la frontera entre Rusia y China, para el año
2014 el gobierno aplicó esta solución diseñando un programa
nacional para la educación en el cual se instalaron aproximadamente
23 antenas Vsat, como beneficio se logró incorporar la informática
como materia en la secundaria concluyendo que es fundamental
integrar las TIC con el contenido programático de cada materia, con
el fin de poder obtener beneficios de todas las herramientas
tecnológicas. (Uyanga, S. 2014).
2.2 Elementos estación satelital terrestre.
El estudio de viabilidad se fundamenta en el análisis de los criterios técnicos
y funcionales que se deben disponer para una conectividad satelital no
guiada de doble banda con tecnología de antenas VSAT, para proveer el
servicio internet a salas de cómputo estudiantiles en áreas de difícil acceso,
con el fin de realizar el estudio se deben tener en cuenta las siguientes
condiciones:
2.2.1 Condiciones eléctricas.
Debido a que la estación satelital requiere energizar una serie de elementos
activos, se deberá asegurar por parte del cliente que se cuente con algunas
condiciones eléctricas que garanticen el funcionamiento adecuado de los
equipos y que cumpla con la disponibilidad del servicio. Teniendo en cuenta
el estudio de viabilidad que se está realizando para brindar la solución de
conectividad dentro del territorio colombiano se tomarán los criterios
expuestos en el segundo ítem de la siguiente imagen.
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Imagen 1. Condiciones eléctricas países latinoamericanos Fuente: Elaboración propia.
Imagen 2. Distribución de tomacorriente regulada Fuente: Elaboración propia.
● Se debe realizar la verificación de los valores F-N y N-T usados para
cualquier país con distribución de fluido eléctrico de 110VAC el cual
comprende las condiciones eléctricas para el territorio colombiano.
● Validar la conexión a tierra en caso de ser necesario hacer la tierra
y su valor optimo deberá ser menor a 10ohmnios, dicha medición
debe ser realizada con un telurómetro.
● Se debe tener en cuenta que dentro de los elementos necesarios
para el aprovisionamiento de la estación satelital terrestre deberá
estar incluida una fuente de VAc a VDc la cual será la encargada de
proporcionar la alimentación de energía al modem que compone la
estación satelital terrestre, las características correspondientes de la
fuente son las siguientes:
Imagen 3. Características fuente DC/alimentación modem satelital Fuente: Elaboración propia.
15
2.2.2 Respaldo fluido eléctrico
Con el fin de salvaguardar la operatividad del enlace satelital y el correcto
funcionamiento de los elementos activos que componen la infraestructura
de la estación satelital, se requiere un sistema de alimentación
ininterrumpido el cual garantice la continuidad de fluido eléctrico y evite que
valores de voltaje altos o bajos y alteración en la frecuencia del fluido
eléctrico genere daños en los elementos de la estación satelital, por tal
razón se tiene en cuenta la utilización de una 1 UPS con una capacidad de
1KVA la cual cuanta con las siguientes características:
Imagen 4. Powes,T .Powest Titan 1-2-3 Kva. Fuente:(POWEST, 2014). [Imagen]. Recuperado de
http://powest.com/campustraining/producto/powest-titan-1-2-3-kva/
Teniendo en cuenta la serie de elementos activos que conformarán el
circuito eléctrico se establece que, en cuanto a factores de respaldo y
protección de los equipos alimentados a esta se realiza como elección la
UPS de 1KVA la cual cumple con el respaldo suficiente para garantizar que
16
en primera instancia los equipos no reciban sobretensiones de voltaje o
desfases en la frecuencia correspondientes al fluido eléctrico.
2.2.3 Antena VSAT 1.2Mts Tipo clase 1
La antena VSAT la cual cuenta con un diámetro de 1.2 metros en su plato,
cumple con los criterios para la operatividad de la banda KA y KU le
permitiría realizar la recepción de comunicación de las bandas
mencionadas anteriormente. Este tipo de antenas parabólicas se han
venido diseñando para ser utilizadas en transmisión satelital DTH (Direct to
home) para la televisión satelital, dentro de sus principales características
mecánicas y eléctricas está el proporcionar confiabilidad y rendimiento para
brindar soluciones de tipo residenciales y comerciales, manejando una
frecuencia de operación que se encuentra en cualquiera de las siguientes
bandas:
Ka: 26,5 GHz y 40 GHz
Ku: 12–18 GHz
Imagen 5. IK Tech corporation. (2007). Skyware type 122 1.2m Ku-Band Offset Antenna. Fuente: (Ik tech corporation, 2010). [Imagen]. Recuperado de https://www.iktechcorp.com/es/vsat-satellite-
products/type-122-1-2m-ku-band-offset-antenna.html
2.2.4 Modem satelital-SEII IP
Un modem satelital es un equipo activo el cual se encarga de realizar la
modulación y demodulación de las señales de ondas utilizadas para la
transferencia de datos el cual establece la comunicación por medio de un
17
satélite. La modulación ACM a diferencia de otras tecnologías del mercado
cuenta con gran ventaja ya que auto ajusta la modulación y la potencia para
mantener la Vsat operativa ante condiciones climáticas.
Imagen 6. Gilat. High performance broadband router VSAT. Fuente:(Sky Edge IP, 2014). [Imagen].
Recuperado de: https://gilat.com/wp-content/uploads/2017/04/Gilat-Product-Sheet-SkyEdge-II-IP.pdf
A continuación, se expondrán los criterios de operación y funcionamiento
del modem satelital los cuales son suministrados por la ficha técnica del
fabricante:
18
Imagen 7. Gilat. High performance broadband router VSAT. Fuente: (Sky Edge IP, 2014). [Imagen]. Recuperado de: https://gilat.com/wp-content/uploads/2017/04/Gilat-Product-Sheet-SkyEdge-II-
IP.pdf
2.2.5 Router AP
Consiste en un elemento activo el cual realiza las funciones de enrutador y
permite ampliar la capacidad de conexión de la red por conexión guiada o
por medio de wifi. Bajo los criterios técnicos requeridos para esta solución
y teniendo en cuenta el factor de presupuesto se propone la utilización del
siguiente dispositivo Mikrotik RB951Ui-2HnD, el cual cuenta con las
siguientes características:
● Permite ejecutar restricciones y bloqueo de páginas web.
● Ap SOHO inalámbrico 802.11b/g/n y 2.4 Ghz.
● Priorización de QoS.
● 5 puertos ethernet.
● 1 puerto usb 2.0.
● CPU Atheros.
Imagen 8. Mikrotik RB951Ui-2HnD. Fuente: (Mikro Tik, 2013). [Imagen]. Recuperado de:
https://mikrotik.com/product/RB951Ui-2HnD#fndtn-gallery
2.2.6 Mástil antena VSAT
Consiste en una estructura que se encarga de soportar los elementos que
conforman la antena VSAT y realizar su instalación o fijación a una
estructura física, edificio, casa o en esta situación puntual la estructura de
un plantel educativo. Existen diferentes tipos de mástil los cuales requieren
adaptaciones o afectaciones de obra civil, por lo cual cabe resaltar que,
19
para optimizar temas de presupuesto en el estudio de viabilidad, se realiza
la elección del siguiente modelo de mástil el cual podrá ser ubicado en un
plantel educativo sin tener que disponer o ejecutar una obra civil.
Imagen 9. Mástil multifuncional 1.2M. Fuente: (Semi Ingeniería, 2015). [Imagen]. Recuperado de
https://semingenieria.com.co/
Dentro de los criterios técnicos y estructurales del mástil se caracterizan los
siguientes:
● Tubo estructural de 2.5”
● Tubo estructural de 1.25”
● Ángulos en Hot-rolle
● Tornillería galvanizada
● Ángulos y platinas ASTM A-36
● Tubería: ASTM A-500
● Galvanizado tubería: NTC 3320
● Galvanizado tortillería: NTC 2076
● Procedimientos de soldadura calificados
2.2.7 LNB multi band y BUC 3W
El BUC, al ser un dispositivo de conversión ascendente de frecuencias de
banda L a banda KU y KA, generalmente utilizado para el proceso de
trasmisión. Constituye el lado de transmisión del sistema, mientras que el
LNB es el dispositivo que se encarga de la conversión descendente del
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dispositivo y constituye el lado de recepción. El sistema VSAT utiliza tanto
un BUC como un LNB, utilizándolos para realizar una conexión
bidireccional de acceso a internet vía satélite.
Imagen 10. LNB pll 11.70-12.20ghz njr 2535. Fuente: (New Japan Radio CO, 2003). [Imagen].
Recuperado de http://www.snxp.com/pdfs/lnb_ku003.pdf
Imagen 11. BUC 3W. Fuente: (NT Vsat, 2018). [Imagen]. Recuperado de https://www.nt-
vsat.com/es/bucs/
El elemento mencionado anteriormente cumple con las siguientes
características de operación:
● Entrada de energía DC: 24V (15–30V) @ 15W / 22W máximo a
través de la entrada.
● Potencia de salida @ P1dB: 31.0 / 34.0 dBm min. sobre la
temperatura.
● Rango de frecuencia de salida: 13,75 a 14,5 GHz.
● Frecuencia de entrada de IF: 950 a 1.700 MHz.
● Conector de entrada: Tipo F, Femenino.
● Frecuencia LO: 12.80 GHz.
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● Peso 0.77 Lbs. (350g).
2.2.8 Canister de 1.20m rx/tx multi-band class i
El elemento de la antena llamado CANISTER corresponde al perno de
sujeción de Elevación en Azimut. Se encarga de soportar la antena VSAT
en su pedestal (estructura metálica), este también permite generar el
posicionamiento en cuanto a inclinación y dirección de la antena con el fin
de poder realizar la recepción de la señal proveniente del satélite.
Imagen 12. Canister antena VSAT. Fuente: (Ministerio de Educación, 2017). [Imagen]. Recuperado
de http://www.ugellaconvencion.gob.pe/lc/documentos2017/guc3ada-para-el-uso-cuidado-y-mantenimiento-de-las-estaciones-remotas-vsat-del-minedu-en-las-iiee-a-nivel-nacional.pdf
2.2.9 Feed de 1.20m rx/tx multi-band
Una FEED, es una extensión o continuación de una guía de onda
rectangular que se ajusta realizando movimientos a la electrónica.
Componente de la antena VSAT, se encarga de conducir las señales
recibidas del satélite hacia el LNB y de las señales que son transmitidas
desde el BUC hacia el satélite.
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Imagen 13. Feeder antena VSAT. Fuente: (Ministerio de Educación, 2017). [Imagen]. Recuperado
de http://www.ugellaconvencion.gob.pe/lc/documentos2017/guc3ada-para-el-uso-cuidado-y-mantenimiento-de-las-estaciones-remotas-vsat-del-minedu-en-las-iiee-a-nivel-nacional.pdf
2.2.10 Cable coaxial RG-6
El RG6 A/U-Calibre 18AWG, es un medio de trasmisión guiado el cual
consiste en un cable coaxial con las siguientes características:
● Flexible con blindaje doble y de bajo costo para muchas aplicaciones
con 75 Ω.
● Cumple la normativa MIL C 17a UL.
● Transmite señales RF, MATV, CATV, CCTV, Red de Área Local
(LAN), cable de conexión, difusión FM.
● Conductor de cobre por ASTM B-3, y acero revestido de cobre por
ASTM B-869.
● Tiene recubrimiento en PVC.
● El aislamiento es con polietileno celular.
● Con protección de 100% de Flexfoil y 60% de malla de aluminio.
● Impedancia nominal 75Ω.
● Capacitancia nominal 53.15pF/m.
23
Imagen 14. Cable coaxial RG-6. Fuente: (Ministerio de Educación, 2017). [Imagen]. Recuperado de
http://www.ugellaconvencion.gob.pe/lc/documentos2017/guc3ada-para-el-uso-cuidado-y-mantenimiento-de-las-estaciones-remotas-vsat-del-minedu-en-las-iiee-a-nivel-nacional.pdf
2.2.11 Fuente 24v ac/dc buc insrt kit
Fuente de alimentación la cual será empleada para realizar la energización
del BUC de la antena VSAT y cuenta con las siguientes características:
● Entrada de 100-240 VAC.
● Salida de 24VDC-2,5A.
● Su potencia nominal es 60 W.
● Tiene un voltaje de riple inferior a 150 mVpp.
● Regulación de carga del 1%.
Imagen 15. Fuente 24v ac/dc buc insrt kit. Fuente: (Alibaba.com, 2019). [Imagen]. Recuperado de https://spanish.alibaba.com/product-detail/switching-mode-12-volt-5-amp-power-transformer-12v-
5a-power-adapter-60w-ac-dc-adapter-62046977533.html?spm=a2700.8699010.normalList.2.b8f11c59ApZrfO
24
2.3 Herramientas y elementos pasivos para el despliegue de
infraestructura.
Teniendo en cuenta que el aprovisionamiento de una estación satelital
requiere de una maniobra de instalación de infraestructura la cual para su
buena práctica requiere una serie de elementos los cuales se clasificarían
como herramientas y elementos pasivos, para ejecutar dichas actividades.
A continuación, se relacionan dichos elementos:
Imagen 16. Elementos pasivos y herramientas para aprovisionar estación satelital terrestre.
Fuente: Elaboración propia.
25
Imagen 17. Elementos pasivos y herramientas para aprovisionar estación satelital terrestre.
Fuente: Elaboración propia.
26
Imagen 18. Elementos pasivos y herramientas para aprovisionar estación satelital terrestre.
Fuente: Elaboración propia.
27
Imagen 19. Elementos pasivos y herramientas para aprovisionar estación satelital terrestre.
Fuente: Elaboración propia.
2.4 Recomendaciones distancias en metros de cables coaxiales entre
modem y antena:
El objetivo es establecer la distancia máxima y tipo de cableado que se
debe utilizar en las instalaciones de acuerdo con el tipo de tecnología y
transmisor. El cuadro que se muestra a continuación establece las
distancias máximas permitidas en el cableado, acorde al tipo de transmisor
y a la plataforma satelital.
28
La tabla indica la distancia máxima que deberá ser implementada según la
tecnología instalada. Se ha construido acorde a las recomendaciones de
los fabricantes y experiencias en campo.
Toda instalación que requiera operar con Buc de 8 Watt NJT, deberá
alimentarse con DC Insert en el extremo de la antena, por lo cual requiere
caja intemperie y cable de corriente encauchado 2x12 o 3x12. La distancia
del cable eléctrico va acorde con la distancia máxima permitida en el
coaxial.
Imagen 20. Distancia máxima cableado según tecnología de antena. [Imagen]. Recuperado de
https://drive.google.com/file/d/0B3GUN6yzY19TQVNyTHpMNGFBV28/view
29
3. Costos solución de conectividad
3.1 Costos elementos activos
Se realiza la cotización con dos proveedores distintos con el fin de
encontrar la mejor alternativa en cuanto a costo y calidad dentro de los
equipos activos que conforman el estudio de viabilidad.
Costos elementos activos
Elemento Cantidad Referencia Proveedor
1 Proveedor
2
Modem Satelital 1 Modem sky edre II IP $2.310.549 $2147300
Ups 1 Powers-Titan 1Kva $378.000 $412.000
Routerboard Mikrotik 1
Rb951ui-2hnd 600mhz Cpu, 128mb Ram $369.000 $348.500
Total $3.057.549 $2.907.800 Tabla 1. Valor elementos activos. Fuente: Elaboración propia.
3.2 Costos elementos pasivos
Teniendo en cuenta que el despliegue de la infraestructura requiere una
serie de elementos pasivos los cuales conforman una estación satelital, a
continuación, se realizará un cuadro para establecer la cantidad
aproximada y su respectivo valor que se requiere para dicha solución que
se está evaluando, teniendo en cuenta la lista de precios de dos
proveedores.
Elementos pasivos proveedor 1
Ítem Descripción Cantidad Valor
Unitario Valor Total
1 Cable RG-6, RG-6 75 ohm,
RG6U128345) metro 38 $2.405 $91.390
2 Patch cord certificado de 7 pies
de largo 1 $10.933 $10.933
3 Conector Tipo, para cable RG6 4 $3.134 $12.536
4 Pernos Expansión, para anclaje
de 1/2 *2 1/2 c/tuerca 8 $1.129 $9.032
5 Mástil básico antena 1.2 mts 1 $109.332 $109.332
6 Base auto soportada 1.2 mts 1 $838.212 $838.212
7 Canaleta decorativa DEXON
20*12 mm S/A BL/CR 38 $10.094 $383.572
8 Tornillos de elevación/AZIMUT 4 $72.888 $291.552
30
9 FEED 1 $156.709 $156.709
10 TRIADAS 1.2 M 1 $109.332 $109.332
11 CANISTER 1 $404.528 $404.528
12 ODU (1W - 4W) 1 $1.457.760 $1.457.760
13 LNB PLL 1 $167.642 $167.642
14 PLATO 1.2 M 1 $1.822.200 $1.822.200
15 Rack metálico 49x52x40 1 $212.000 $212.000
TOTAL: $5.378.298 $6.076.730 Tabla 2. Valor elementos pasivos proveedor 1. Fuente: Elaboración propia.
Elementos pasivos proveedor 2
Ítem Descripción Cantidad Valor Unitario Valor Total
1 Cable RG-6, RG-6 75 ohm,
RG6U128345) metro 38 $2.220 $84.360
2 Patch cord certificado de 7 pies
de largo 1 $13.200 $13.200
3 Conector Tipo, para cable RG6 4 $2.840 $11.360
4 Pernos Expansión, para
anclaje de 1/2 *2 1/2 c/tuerca 8 $1.050 $8.400
5 Mástil básico antena 1.2 mts 1 $103.400 $103.400
6 Base auto soportada 1.2 mts 1 $792.500 $792.500
7 Canaleta decorativa DEXON
20*12 mm S/A BL/CR 38 $8.400 $319.200
8 Tornillos de elevación/AZIMUT 4 $68.500 $274.000
9 FEED 1 $164.000 $164.000
10 TRIADAS 1.2 M 1 $121.999 $121.999
11 CANISTER 1 $395.000 $395.000
12 ODU (1W - 4W) 1 $1.397.000 $1.397.000
13 LNB PLL 1 $172.400 $172.400
14 PLATO 1.2 M 1 $1.798.200 $1.798.200
15 Rack metálico 49x52x40 1 $212.000 $212.000
TOTAL: $5.252.709 $5.867.019 Tabla 3. Valor elementos pasivos proveedor 1. Fuente: Elaboración propia.
3.3 Costos ISP
En cuanto al proveedor del ISP se realiza una tabla en la que se establece
el valor correspondiente al servicio del proveedor satelital con sus
correspondientes velocidades de carga y descarga. Se recomienda para
este estudio de viabilidad las alternativas subrayadas por el color de celda
verde.
31
Características proveedor ISP-1
Subida Bajada Valor mensual Disponibilidad
128kbps 128kbps $113.500 97,3
256kbps 256kbps $321.000 97,3
256kbps 512kbps $648.000 97,3
512kbps 512kbps $842.000 97,3
512kbps 1 M $953.000 97,3
1 M 1 M $1.295.000 97,3
1 M 2 M $1.543.000 97,3 Tabla 4. Valor estimado mensual proveedor ISP-1. Fuente: Elaboración propia.
Características proveedor ISP-2
Subida Bajada Valor mensual Disponibilidad
128kbps 128kbps $116.000 96,7
256kbps 256kbps $343.000 96,7
256kbps 512kbps $664.000 96,7
512kbps 512kbps $878.000 96,7
512kbps 1 M $986.000 96,7
1 M 1 M $1.337.000 96,7
1 M 2 M $1.631.000 96,7 Tabla 5. Valor estimado mensual proveedor ISP-2. Fuente: Elaboración propia.
3.4 Costos mano de obra
Tomando en cuenta que el estudio de viabilidad está comprendido para el
territorio colombiano, se realiza una proyección en cuanto a los costos de
desplazamiento del técnico junto con los elementos que se requieren para
el aprovisionamiento de la estación satelital para los 32 departamentos del
territorio nacional. Adicionalmente, se realiza una proyección para el tiempo
aproximado que tomaría esta actividad.
Departamento Técnico Flete de Equipos
Consumibles Adicionales Total
Duración instalación
Horas Días
AMAZONAS $380.000 $524.000 $281.000 $256.000 $1.441.000 100 4,4
ANTIOQUIA $380.000 $45.000 $281.000 $56.000 $762.000 52 2,4
ARAUCA $450.000 $524.000 $281.000 $736.000 $1.991.000 100 4,4
ATLANTICO $380.000 $70.000 $281.000 $256.000 $987.000 76 3,4
BOGOTA D.C. $380.000 $51.000 $281.000 $55.000 $767.000 36 1,7
BOLIVAR $380.000 $91.000 $281.000 $255.000 $1.007.000 76 3,4
BOYACA $380.000 $47.000 $281.000 $55.000 $763.000 52 2,4
CALDAS $450.000 $59.000 $281.000 $56.000 $846.000 52 2,4
CAQUETA $450.000 $113.000 $281.000 $536.000 $1.380.000 76 3,8
32
CASANARE $380.000 $99.000 $281.000 $56.000 $816.000 52 2,4
CAUCA $450.000 $87.000 $281.000 $56.000 $874.000 52 2,4
CESAR $380.000 $126.000 $281.000 $255.000 $1.042.000 76 3,4
CHOCO $450.000 $524.000 $281.000 $876.000 $2.131.000 100 4,4
CORDOBA $380.000 $114.000 $281.000 $256.000 $1.031.000 76 3,4
CUNDINAMARCA $380.000 $51.000 $281.000 $55.000 $767.000 36 1,7
GUAINIA $380.000 $524.000 $281.000 $256.000 $1.441.000 148 6,4
GUAJIRA $450.000 $126.000 $281.000 $255.000 $1.112.000 76 3,4
GUAVIARE $450.000 $524.000 $281.000 $876.000 $2.131.000 100 4,4
HUILA $380.000 $48.000 $281.000 $55.000 $764.000 52 2,4
MAGDALENA $450.000 $107.000 $281.000 $656.000 $1.494.000 76 3,4
META $380.000 $47.000 $281.000 $56.000 $764.000 52 2,4
NARIÑO $380.000 $92.000 $281.000 $256.000 $1.009.000 76 3,4
NORTE DE SANTANDER
$450.000 $80.000 $281.000
$1.216.000 $2.027.000 76 3,4
PUTUMAYO $450.000 $524.000 $281.000 $736.000 $1.991.000 76 3,8
QUINDIO $380.000 $126.000 $281.000 $55.000 $842.000 52 2,4
RISARALDA $450.000 $45.000 $281.000 $56.000 $832.000 52 2,4
SAN ANDRES $450.000 $524.000 $281.000 $1.066.000 $2.321.000 100 4,4
SANTANDER $380.000 $45.000 $281.000 $56.000 $762.000 52 2,4
SUCRE $450.000 $105.000 $281.000 $876.000 $1.712.000 76 3,4
TOLIMA $380.000 $46.000 $281.000 $56.000 $763.000 52 2,4
VALLE DEL CAUCA
$380.000 $45.000 $281.000
$56.000 $762.000 52 2,4
VAUPES $380.000 $524.000 $281.000 $256.000 $1.441.000 100 4,4
VICHADA $380.000 $524.000 $281.000 $256.000 $1.441.000 148 6,4
Tabla 6. Costos desplazamiento y duración de las instalaciones. Fuente: Elaboración propia.
Se realiza la proyección sobre el tema correspondiente a la instalación de
la solución basada en un enlace satelital teniendo en cuenta un tiempo para
realizar su programación con una antelación de 48 horas a la fecha que se
pretenda realizar el aprovisionamiento de la estación satelital terrestre.
Para el acondicionamiento en una nueva ubicación, se aplican los
procedimientos y requerimientos del proceso de instalación, se realiza la
distribución de los departamentos del territorio nacional teniendo en cuenta
como factor fundamental que los costos mencionados anteriormente
dependerán de que la ubicación de la bodega se encuentre en la ciudad de
Tunja-Boyacá y con base en ellos se realiza la clasificación de accesibilidad
a los demás departamentos del territorio nacional tomando en cuenta sus
condiciones geográficas y temas correspondientes al transporte.
Catalogando de la siguiente manera:
33
● Zona 1dificil acceso-Naranja.
● Zona 2 fácil acceso-Verde.
● Zona 3 Acceso medio-Rojo.
● Zona 4 Acceso Normal-Amarillo.
Imagen 21. Clasificación por zonas en base a su accesibilidad. Fuente: Elaboración propia.
3.5 Costo total de la solución.
A continuación, se realiza una proyección sobre el costo total de la solución
de un aprovisionamiento de una estación satelital y todos los elementos
que la componen con un criterio de costo correspondiente a la distribución
geográfica del territorio colombiano.
Departamento Costos
elementos pasivos
Costos elementos
activos Costos ISP
Valor instalación
Banda KU
Doble banda
AMAZONAS $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.441.000 $10.569.098 $21.138.196
ANTIOQUIA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $762.000 $9.890.098 $19.780.196
ARAUCA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.991.000 $11.119.098 $22.238.196
ATLANTICO $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $987.000 $10.115.098 $20.230.196
BOGOTA D.C. $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $767.000 $9.895.098 $19.790.196
BOLIVAR $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.007.000 $10.135.098 $20.270.196
BOYACA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $763.000 $9.891.098 $19.782.196
CALDAS $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $846.000 $9.974.098 $19.948.196
CAQUETA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.380.000 $10.508.098 $21.016.196
CASANARE $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $816.000 $9.944.098 $19.888.196
CAUCA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $874.000 $10.002.098 $20.004.196
CESAR $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.042.000 $10.170.098 $20.340.196
CHOCO $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $2.131.000 $11.259.098 $22.518.196
34
CORDOBA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.031.000 $10.159.098 $20.318.196
CUNDINAMARCA
$5.378.298 $2.907.800 $842.000
$767.000 $9.895.098 $19.790.196
GUAINIA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.441.000 $10.569.098 $21.138.196
GUAJIRA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.112.000 $10.240.098 $20.480.196
GUAVIARE $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $2.131.000 $11.259.098 $22.518.196
HUILA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $764.000 $9.892.098 $19.784.196
MAGDALENA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.494.000 $10.622.098 $21.244,196
META $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $764.000 $9.892.098 $19.784.196
NARIÑO $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.009.000 $10.137.098 $20.274.196
NORTE DE SANTANDER
$5.378.298 $2.907.800
$842.000 $2.027.000 $11.155.098
$22.310.196
PUTUMAYO $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.991.000 $11.119.098 $22.238.196
QUINDIO $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $842.000 $9.970.098 $19.940.196
RISARALDA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $832.000 $9.960.098 $19.920.196
SAN ANDRES $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $2.321.000 $11.449.098 $22.898.196
SANTANDER $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $762.000 $9.890.098 $19.780.196
SUCRE $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.712.000 $10.840.098 $21.680.196
TOLIMA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $763.000 $9.891.098 $19.782.196
VALLE DEL CAUCA
$5.378.298 $2.907.800
$842.000 $762.000 $9.890.098
$19.780.196
VAUPES $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.441.000 $10.569.098 $21.138.196
VICHADA $5.378.298 $2.907.800 $842.000 $1.441.000 $10.569.098 $21.138.196
Tabla 7. Costo total de la solución. Fuente: Elaboración propia.
35
4. Criterios de diseño
4.1 Arquitectura
En cuanto a la arquitectura que se establece para una solución de
conectividad satelital, la cual se evalúa en el contenido de este documento
y mediante los conceptos mencionados anteriormente, los elementos
requeridos para que su implementación sea óptima, se fundamentan y
reflejan con base en los criterios que se muestran en la siguiente imagen:
Imagen 22. Arquitectura conexión satelital con antena VSAT. Fuente: Elaboración propia.
El ISP cuenta con una estación terrestre encargada de trasmitir el servicio
correspondiente al internet, el cual es modulado y direccionado al satélite
de cobertura para que este realice el procesamiento de los datos enviados,
lo anterior, teniendo en cuenta que la conectividad particular de esta
solución parte del ISP. La antena receptora VSAT con un diámetro de 1.2
metros y los hardware que la conforman, serán los encargados de realizar
el proceso de trasmitir la señal obtenida por el receptor que después se
enviará por un medio de trasmisión guiada, en este caso será el cable
coaxial RG6, con el fin de direccionar la antena, más adelante, el trabajo
del modem satelital será ser el encargado de demodular y distribuir la
comunicación al router, permitiendo la conexión alámbrica e inalámbrica
para los usuarios finales, que en este caso correspondería a los estudiantes
36
y docentes de las instalaciones educativas en los cuales se realice el
despliegue de dicha infraestructura.
4.2 Topología
Se fundamenta el criterio de la topología de la red en la que se está
evaluando la viabilidad y se determinaron los siguientes aspectos que
fundamentan el diseño ingenieril y la conectividad física de los elementos
de la siguiente manera. Se realiza un diseño en el cual los equipos se
encuentran alojados en un rack metálico de pared el cual será fijado a la
estructura civil con pernos de expansión lo cual permitirá realizar la
adecuación sin realizar trabajos de obra civil. La distribución de los equipos
se realizará ubicando el modem satelital en la parte superior, luego el
Router y por último la UPS de respaldo eléctrico. Adicionalmente. Con base
a eso esta distribución se representa por medio de la siguiente imagen.
Imagen 23. Distribución de equipos en el rack. Fuente: Elaboración propia.
Tomando en consideración que las infraestructuras físicas de las
instalaciones del territorio colombiano no son homogéneas ni tienen la
misma distribución se realiza un bosquejo de una sala de informática
ubicando el rack mencionado anteriormente con sus respectivos equipos.
Además, se realiza una distribución de la canaleta que será la encargada
de fijar el cable coaxial RG6 entre el rack y la antena VSAT, la cual estará
fijada en el exterior de la estructura física de la sala de informática, dicha
prolongación del cableado se hace con base en los criterios de longitud
donde se indica que no será superior a 38 metros lineales por el tipo de
cable. Como factor adicional se tiene en cuenta la alimentación o
energización de la UPS alojada en el interior del rack, por tal razón se
realiza una prolongación desde una parte central de la sala de informática
37
con el fin de documentar la importancia de este criterio a la hora de la
ejecución, instalación y aprovisionamiento del servicio de internet satelital.
Imagen 24. Distribución de cableado y elementos en instalaciones educativas. Fuente: Elaboración
propia.
38
CONCLUSIONES
Teniendo como fundamento el estudio de viabilidad realizado para una
conectividad satelital no guiada de doble banda con tecnología de antenas
VSAT, para proveer el servicio internet a salas de cómputo estudiantiles en
áreas de difícil acceso se obtienen las siguientes conclusiones:
● La tecnología de antenas VSAT presenta una alta eficiencia en la
utilización del ancho de banda, siendo una solución a la medida en
cuanto a soluciones de conectividad satelital.
● La infraestructura para la conexión por medio de antenas de
tecnología VSAT requiere una coordinación exhaustiva en cuanto a
logística e instalación del equipamiento, donde se incluyen
elementos activos y pasivos. Los cuales principalmente tienen
grandes respaldos y diversidad en cuanto al tema de adquisición,
soporte y valor de estos mismos, que garanticen servicios eficientes
y confiables de conectividad en los sectores de difícil acceso que así
lo requieran.
● Los costos que corresponden a la solución de conectividad
propuesta en este documento incluido la mano de obra, diseño y una
mensualidad correspondiente al ISP, pueden ser una gran
alternativa para zonas de difícil acceso por su bajo costo y facilidad
de implementación.
● El resultado de este estudio se presenta como una herramienta de
gran utilidad para la toma de decisiones de conectividad de las sedes
remotas de entidades privadas y públicas como lo es en este caso
el ministerio de educación.
● La arquitectura y topología que corresponde al diseño de una
solución de conectividad satelital con antenas VSAT, no requieren
una mayor afectación en términos de obras civiles o adecuaciones a
las instalaciones en donde se quiera realizar el despliegue de la
solución, proporcionando facilidades en la ejecución de
mantenimientos al sistema de conexión satelital.
39
● Las características técnicas de los enlaces que operan en doble
banda tales como la utilización de dos bandas de frecuencia
portadoras diferentes permiten una mejora sustancial en la
disponibilidad del enlace, ante condiciones climáticas adversas que
generan degradación de nivel de energía de la señal.
40
RECOMENDACIONES
Se establece una serie de recomendaciones para tener en cuenta al
evaluar la viabilidad de una solución de conectividad satelital con antenas
de tecnología VSAT:
● Se recomienda tener en cuenta los criterios técnicos y de operación
de los elementos activos, en cuanto a sus parámetros de
alimentación de energía eléctrica establecidos en el presente
documento.
● Diseñar la topología y arquitectura de la solución bajo los criterios y
parámetros máximos relacionados con la distribución del cableado y
distancias máximas en los medios de trasmisión guiados que
comunican la antena con los equipos alojados en el rack.
● Tener en cuenta la disponibilidad del servicio suministrada por el ISP
sea mayor al 96% mensual, preferiblemente que sea cercana al
99%.
41
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