sistema de telecomunicaciones para ofrecer servicio de
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DR. RAFAEL BELLOSO CHACIN
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE ELECTRÓNICA
SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES PARA OFRECER SERVICIO DE REDES PRIVADAS Y VALOR
AGREGADO EN LA CIUDAD DE MARACAIBO
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA
PRESENTADO POR:
CARLOS GUERRA RIXIO MENDEZ
ASESORADO POR:
ING. PATRICK BOZA
ING. RIXIO MORALES DRA. HERMELINDA CAMACHO
MARACAIBO, ENERO 2001
iii
DEDICATORIA
El realizar una carrera profesional definitivamente es la mejor vía para
alcanzar el crecimiento tanto académico como personal; el mundo del saber
es amplio y profundo y las satisfacciones que en el ser se manifiestan al
momento de alcanzar un logro mas dentro de este campo son invalorables;
este sentir muy arraigado en mi ha sido producto del constante esfuerzo y
ejemplo de mis queridos padres, a los cuales dedico este trabajo de
investigación, el cual espero haga honor a su labor.
Rixio Méndez
iv
DEDICATORIA
El hecho de trazarse metas, tanto desde el punto de vista personal
como profesional es importante en la vida de cualquier persona, más aún
cuando estas van en pro del desarrollo y crecimiento de esta, pero lo que
realmente lo llena de satisfacción es luchar por ello y lograrlo, hay que
reconocer igualmente que no es fácil y que se requiere de mucha fuerza y
tesón para alcanzarlo y que generalmente es sembrado desde el momento
en que se nace, por esto dedico el presente trabajo a la memoria de mis
queridos e inolvidables padres...
Carlos Guerra
v
AGRADECIMIENTO
A ti mi Dios, por haberme dado la vida y mantenerme aun aquí para
poder disfrutar junto a mis familiares de este momento.
A mis padres, por representar la columna vertebral de mi vida y
haberme inculcado con gran esfuerzo y constancia la Motivación al Logro.
A Iskia, por demostrarme que a través de la perseverancia se
alcanzan los éxitos.
A Ise, por inspirarme a superarme cada día mas para poder servirte
como digno ejemplo, sentimiento que siempre debe estar presente en todo
hermano mayor.
A Skarlim, por haber caminado a mi lado durante los momentos más
difíciles de mi carrera y haberme brindado el mas significativo apoyo moral y
sentimental.
A mi compañero de tesis (Carlos), por batallar conmigo en las buenas
y en las malas.
A Genesis Telecom, por haber confiado en mi como persona y
profesional.
A todo el grupo de la Gerencia de Diseño y Soporte de Genesis
Telecom, por su apoyo técnico y bibliográfico.
A la Licenciada Iruma de Castro, por ser la responsable de mi estadía
en Genesis.
Al Ingeniero Rixio Morales, por ser el padre y culpable de esta bonita
idea.
A todas aquellas personas que de una manera u otra pusieron un
granito de arena para que este momento sea una realidad.
Rixio Méndez
vi
AGRADECIMIENTO
A Dios por haberme dado la oportunidad de concretar con éxito esta
etapa de mi vida.
A mi esposa e hijos por haberme brindado a su manera apoyo y
paciencia.
A mis compañeros y amigos de carrera, que siempre compartieron
momentos de esfuerzo y trabajo, pero particularmente a Rixio Méndez por
luchar a mi lado en el logro de este proyecto de investigación.
A la familia Méndez Bravo por su apoyo incondicional a lo largo de
toda esta labor.
A GENESIS TELECOM. por la oportunidad, el respaldo y la confianza
que nos brindaron en el desarrollo de este proyecto representados en la
persona de su gerente de Diseño y Soporte de Red Patrick Boza.
A la Sra. Iruma Castro por su confianza y participación en el inicio y
posterior ejecución de este trabajo.
Al equipo de profesionales de la Gerencia de Diseño y soporte de
Red, quienes nos ayudaron y orientaron con sus conocimientos y
experiencias en el campo de las telecomunicaciones.
A Rixio Morales mi tutor de contenido y responsable de la idea del
desarrollo de este trabajo de grado.
A todas aquellas personas que directa e indirectamente facilitaron el
camino para concluir con éxito el presente trabajo de investigación.
Carlos Guerra
vii
MENDEZ BRAVO, RIXIO. GUERRA, CARLOS. SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES PARA OFRECER SERVICIO DE REDES PRIVADAS Y VALOR AGREGADO EN LA CIUDAD DE MARACAIBO. Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín. Facultad de Ingeniería. Escuela de Electrónica. Maracaibo, Enero de 2.000.
RESUMEN
La presente investigación esta tipificada como un estudio de carácter exploratorio dentro del campo de las telecomunicación, dicha investigación se propone el desarrollo de un sistema de telecomunicaciones para ofrecer servicio de redes privadas y valor agregado en la ciudad de Maracaibo, para esta intención los investigadores dispusieron como herramientas para la búsqueda de información, la visita al sitio donde se encuentra instalada dicha tecnología, y valiéndose de las ventajas de la observación y el respaldo de la misma mediante formato fotográfico, recaban toda la información necesaria a tal fin. Se trata de un estudio con características especiales, debido a que el campo de exploración y tecnología es manejado por una sola empresa la cual esta licenciada para ello por el organismo competente (CONATEL), y en vista de que esta tecnología esta muy poco difundida y aplicada dentro del país, dicha empresa exige la protección y confidencialidad de los resultados por razones de seguridad logística del negocio. Aun bajo estas condiciones los estudios de carácter exploratorio, tienen la posibilidad de ofrecer una información bastante genérica por tratarse de la primera aproximación al fenómeno en estudio que se sucede. El estudio se organiza en ocho etapas que de manera progresiva describen la metodología del desarrollo. Finalmente se evidencio la factibilidad técnica del desarrollo del proyecto dentro del mercado de la ciudad de Maracaibo y que dicha tecnología representa uno de los mas rápidos medios de transmisión de voz, data y video utilizados en los rangos de 24 Ghz.
Palabras claves: Sistemas de Telecomunicaciones, Redes Privadas,LMDS.
viii
Bravo Mendez, Rixio. Guerra, Carlos. “SYSTEM OF TELECOMMUNICATIONS TO OFFER SERVICE OF PRIVATE NETS AND ADDED VALUE IN THE CITY OF MARACAIBO”. University Dr. Rafael Belloso Chacín. Ability of Engineering. School of Electronic. Maracaibo, January of 2.000.
ABSTRACT
The present investigation this classified as a study of exploratory character inside the field of the telecommunication, this investigation intends the development of a system of telecommunications to offer service of private nets and value added in the city of Maracaibo, for this intention the investigators prepared as tools for the search of information, the visit to the place where this technology is installed, and being been worth of the advantages of the observation and the back of the same one by means of photographic format, recaban all the necessary information to such an end. It is a study with characteristic special, because the exploration field and technology is managed by a single company the one which this graduate for it for the competent organism (CONATEL), and in view of the fact that this technology this very little one diffused and applied inside the country, this company demands the protection and confidentiality of the results for reasons of logistical security of the business. I even lower these conditions the studies of exploratory character, they have the possibility to offer a quite generic information to be the first approach to the phenomenon in study that you happens. The study is organized in eight stages that describe the methodology of the development in a progressive way. Finally you evidences the technical feasibility of the development of the project inside the market of the city of Maracaibo and that this technology represents one of those but quick means of voice transmission, it dates and video used in the ranges of 24 Ghz.
Key words: Systems of Telecommunications, Private nets, LMDS.
ix
INDICE GENERAL
VEREDICTO ii DEDICATORIA iii AGRADECIMIENTO v RESUMEN vii ABSTRACT viii INDICE DE FIGURAS xii INDICE DE TABLAS xiv INTRODUCCIÓN
1
CAPITULO I EL PROBLEMA
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 6 2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 11 2.1 OBJETIVO GENERAL 11 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 11 3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACION 12 4. DELIMITACION DE LA INVESTIGACION 14
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
1. ANTECEDENTES 16 2. BASES TEÓRICAS 18 2.1 SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES 18 2.1.1 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO 22 2.1.2 LIMITACIONES DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES
29
2.1.3 MODOS DE TRANSMISIÓN. 34 2.1.4 FRECUENCIAS DE TRANSMISIÓN. 37 3. SERVICIO DE DISTRIBUCIÓN LOCAL MULTIPUNTO (LMDS)
41
3.1 ARQUITECTURA DE LA RED 42 3.1.1 ESTRUCTURA PRINCIPAL DE LA RED (BACKBONE) 45 3.1.1.1 CONSIDERACIONES DE TRÁFICO PARA UNA RED ATM
54
3.1.2 TECNOLOGÍA DE TRANSPORTE (SDH) 60 3.2 MÉTODOS DE ACCESO. 66 3.3 MODULACIÓN. 68 3.4 CAPACIDAD DEL SISTEMA. 73
x
3.4.1 CAPACIDAD DE RATA DE DATOS PARA ACCESO FDMA.
74
3.4.2 CAPACIDAD DE RATA DE DATOS PARA ACCESO TDMA.
75
3.5 PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS DE MICROONDAS. 75 3.5.1 MULTITRAYECTORIA 87 3.5.2 GASES 89 3.5.3 DIFRACCIÓN PRODUCTO DE ÁRBOLES Y EDIFICIOS
89
3.5.4 ZONA DE FRESNEL Y TRAYECTORIA DESPEJADA. 90
3.6 PLANEACIÓN DE LA RED. 91 3.7 EQUIPAMIENTO DE LOS NODOS QUE CONFORMAN LA RED.
94
3.8 EQUIPOS DE RADIO FRECUENCIA. 95 4. SERVICIO DE REDES PRIVADAS Y VALOR AGREGADO 96 5. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS. 99 6. SISTEMA DE VARIABLES 100
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
1. TIPO DE INVESTIGACION 104 2. DISEÑO DE LA INVESTIGACION 105 3. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN.
106
4. PROCEDIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN 107
CAPITULO IV RESULTADOS
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 112 CONCLUSIÓN
143
RECOMENDACIÓN BIBLIOGRAFÍA 148 ANEXOS ANEXO A-1: VALORES COEFICIENTES DE REGRESIÓN
PARA ESTIMACIONES ESPECIFICAS DE ATENUACIÓN.
ANEXO A-2: FOTOGRAFÍAS DE LOS EQUIPOS QUE
CONFORMAN EL SISTEMA LMDS INSTALADO EN LA
CIUDAD DE CARACAS.
xi
CIUDAD DE CARACAS.
ANEXO A-3 : FORMATO DE REGISTRO DEL ENLACE
HACIA EL CLIENTE (DOWNSTREAM).
ANEXO A-4 : FORMATO DE REGISTRO DESDE EL
CLIENTE (UPSTREAM).
ANEXO A-5 : SISTEMA LMDS GENÉRICO.
ANEXO A-6: DISTRIBUCIÓN TÍPICA DE MÚLTIPLES
CLIENTES EN UNA SOLA EDIFICACIÓN.
ANEXO A-7: LINKBUDGET .
GLOSARIO.
xii
INDICE DE FIGURAS
Figura TITULO Pagina
1 Elementos de un Sistema de Comunicaciones 22
2 Espectro Electromagnético 25
3
Efectos del Ruido sobre una señal
A: Señal sin ruido B: Señal con ruido
27
30
A Sistema de Comunicación simple 36
B Sistema de comunicación half-duplex 36
C Sistema de comunicación Full- duplex 36
4 Modos de transmisión 36
5 Elementos de una red LMDS 44
6 Estructura de la celda ATM 48
7 Grafica conceptual de FDMA 66
8 Acceso a la red utilizando FDMA 67
9 Acceso a la red utilizando TDMA 68
10 Modulados QPSK1 en fase Q, en cuadratura 72
11 Diagramas de estado de la señal para 4,8,16,32, y 64 QAM 73
12 Propagación de ondas de radio 76
13 Modos de propagación de ondas de radio 76
14 Trayectoria de radio de Microondas y sus perturbaciones 77
xiii
15 Sistema simple de radio de Microondas 79
16 Regiones lluviosas para América Latina 84
17 Regiones lluviosas para Europa y África. 85
18 Regiones lluviosas para Asia, Oceanía y Australia. 86
19 Configuración de sectores utilizando polarización 87
20 Arquitectura de una red de nodos. 94
21 Flujograma de Proceso para SITE SURVEY 120
22 Asignación de Frecuencias para LMDS a 24 GHz 123
23 Distribución de los Bloques de Frecuencias por Celda 124
24 Configuración Tipo Espejo para Reuso de Frecuencias 125
25 Topología de una Red ATM 136
26 Arquitectura de una Red LMDS basada en un Backbone 137
27 Diagrama de interconexión de abonados con servicios de
acceso a internet VBR.
139
28 Servicio de interconexión de redes mediante canales
CBR/VBR
140
xiv
INDICE DE TABLAS
TABLA Nª DESCRIPCIÓN PAGINA
1 Regiones ionizadas dominantes 26
2 Recomendaciones de la UIT para bandas de
frecuencias 39
3 Tipos de trafico de servicio ATM 52
4 Horas de Congestionamiento de Tráfico 57
5 Recomendaciones de la UIT para SDH 62
6 Zonas climáticas 83
7 Operacionalización de las variables 102
8 Frecuencias Licenciadas para LMDS en Venezuela. 114
9 Parámetros de diseño. 116
10 Radios de cobertura y anillos de búsqueda. 118
11 Arreglo de frecuencias en grupos para evitar
interferencia 122
12 Bandas de frecuencia para enlaces de microondas 126
13 Plan de Frecuencias para la banda de 13 Ghz. 127
INTRODUCCIÓN
Los adelantos tecnológicos que se suscitan en el área de las
telecomunicaciones, producto de la búsqueda constante en la simplificación y
por ende en la optimización de todo proceso de comunicación, han
fomentado la eliminación de los enlaces alámbricos y a la creación de un
gran número de tecnologías de radio que operan en vastos rangos de
espectros que van desde los 400 MHz hasta los 40 GHz. Al comienzo, el
concepto que se manejaba de acceso inalámbrico involucraba únicamente
la distribución de servicios de voz, ya sea análogo o digital utilizando técnicas
de modulación. Posteriormente, nuevos servicios y productos como la
Internet por ejemplo, se convirtieron en elementos de importante
consideración que condujeron a la explotación de este mercado que
comenzaba a nacer, puesto que definitivamente revolucionó a la sociedad,
convirtiéndose en una herramienta útil tanto en los negocios como en lo
personal, ya que permite acceso a información con propósito de negocios de
mercadeo, toma de decisiones en la adquisición de productos, ventas entre
muchos otros beneficios.
El problema que se presenta ante la creciente demanda de
información se refleja en el congestionamiento de los servicios producto de
las limitaciones que presenta el uso de cable de cobre como medio de
2
transmisión, que era lo disponible como medio de comunicación de cualquier
sistema.
Se han considerado y/o desarrollado gran número de plataformas
tecnológicas, las cuales de un modo u otro buscan solventar las deficiencias
de ancho de banda, necesarios para dar paso a los flujos de información
requeridos por una sociedad cada vez más exigente.
Una de las opciones tecnológicas que se ajusta a este tipo de
requerimiento de acceso de banda ancha se conoce como Local multipoint
Distribution System (LMDS). Este sistema no solo ofrece servicios de
distribución de voz, sino también, transmisión de datos a muy alta velocidad,
debido a esto, es capaz de suministrar un paquete completo de funciones y
servicios. Hay que resaltar que este tipo de sistema ofrece características y
funciones de gran utilidad para sus clientes, a costos realmente atractivos.
Por tal razón, esta investigación pretende generar los elementos
necesarios a fin de lograr diseñar un sistema de telecomunicaciones para
ofrecer servicios de redes privadas y valor agregado en la ciudad de
Maracaibo.
Se ha considerado necesario incluir en esta sección de la
investigación una serie de consideraciones vitales a los intereses del objeto
de estudio, que destacan y diferencian en forma significativa este trabajo y
que llevan a sus autores a cumplir con algunas regulaciones en cuanto a la
información.
3
Los investigadores asumen su intención inicial de plantear su estudio
dentro del tema de las telecomunicaciones, siendo específicamente la
tecnología denominada LMDS, cuando se dirigen a las fuentes de
información existentes, evidencian la carencia de información y solo
encuentran aspectos muy puntuales y de promoción comercial de dicha
tecnología. El uso de Internet tampoco facilitó elementos a esta necesidad,
pero permitió la adquisición de un texto desarrollado en agosto 2000, y que
según su editorial estaría en Venezuela dentro de un par de años.
Posterior a esto, encuentran que en la ciudad de Caracas existía un
desarrollo de dicha tecnología y al establecer contacto con la empresa que
provee dicho servicio, esta ofrece la posibilidad del suministro de
información a nivel de campo, dentro de la confidencialidad del método, ya
que a nivel nacional, es el único desarrollo instalado y en operación, es decir,
la empresa hace énfasis desde el punto de vista legal, de sus derechos de
autor y propietario.
Es por ello que aun originando información nueva y útil, la
arquitectura real de dicha tecnología no puede ser especificada para su
instalación en Maracaibo, ya que la seguridad estratégica y comercial de la
empresa podría verse comprometida al difundir una tecnología de la cual es
propietaria la organización en cuestión.
Este trabajo se estructura en cuatro capítulos, cada uno de los cuales
involucran aspectos importantes para alcanzar la meta trazada, siendo
entonces el número uno donde se especifica el problema de la investigación
4
y su propósito, así como los objetivos del estudio, su justificación y
delimitación.
En el número dos, titulado marco teórico, se establecen las bases que
sustentaran el funcionamiento de dicha tecnología, al igual que todo lo
referente a estudios anteriores al respecto, así como el análisis profundo de
todas y cada una de las variables que involucra el proyecto.
Es en él capitulo número tres donde se destacan todas y cada una de
las fases que se ejecutaran para alcanzar el propósito, también se describirá
el tipo de investigación que se realizará, así como la metodología a emplear.
En este capitulo se evidencia nuevamente que los investigadores
obedeciendo a las definiciones de las modalidades de investigación
planteadas por U.R.B.E., generan la estructura necesaria a tal fin.
Por último es en el número cuatro donde se mostrarán los resultados
producto de la ejecución de la investigación, del mismo modo se reseñarán
las recomendaciones a que tenga lugar y los conclusiones pertinentes. Este
capitulo permitirá concentrar todos los elementos que conforman la
arquitectura de la tecnología estudiada para su instalación en Maracaibo,
siendo un modelo típico de implantación que obedece a la necesidad de
investigación y conserva las condiciones de confidencialidad y seguridad del
ente autor y propietario.