Nombre: Luis Eduardo Márquez

Materia: Seminario

Sección: Saia “E”

Capítulo III

Marco Metodológico

Tipo de investigación:

Los tipos de investigación están claramente definidos, debido a que se

determinan según el enfoque que lleve el planteamiento del problema, por lo que

deben ser analizados basados en un conocimiento científico mediante los métodos

de observación, explicación y/o descripción, de acuerdo con el contexto elegido

por el tema para poder lograr obtener el alcance de la propuesta, esto implica

señalar los tipos de información que se debe manejar, así como el nivel de análisis

que se deberá realizar para el desarrollo de la propuesta antes mencionada.

Por lo tanto el tipo de investigación a realizar en este proyecto va a estar

definida como una investigación proyectiva, debido a que la orientación del

proyecto está enfocada como propuesta para solucionar una situación

determinada, específicamente en los enlaces de última milla. Por lo que se

requerirá un análisis detallado de la tecnología para determinar su aplicabilidad,

para ello se utilizaran fuentes de información relevantes tanto a nivel profesional

como de expertos en el campo.

Fase 1: Diagnostico

La última milla es definida en materia de telecomunicaciones como el tramo

final de una línea de comunicación, ya sea telefónica o un cable óptico, que da

servicio al usuario. Este es quizá el mayor problema al que se enfrenta una

empresa de telecomunicaciones en incluso un país cuando pretende extender los

servicios de este tipo. Hoy son muy importantes los avances a nivel de las redes

de comunicaciones, y estas son mucho más consistentes, tienen alta capacidad

de tráfico y un excelente nivel de confiabilidad, lo cual les permite ofrecer servicios

de transmisión de voz, video y datos. Sin embargo, llegar al usuario final es mucho

más complicado.

Si bien se requieren grandes inversiones para concretar los trazados de

fibra óptica que conecten con el exterior, y los que enlacen internamente los

centros de comunicaciones, en la última milla aparentemente la inversión de un

solo cable es menor, pero en cambio es mucho mayor la cantidad de lugares a los

que se debe llegar y por ende se multiplica varias veces su costo lo cual no sería

muy viable para las empresas de comunicación. Esto significa que si, por ejemplo,

para tender la red nacional de fibra óptica hubo que perforar cientos de kilómetros,

instalar repetidores, llegar a cada centro de servicio entre otros, llevar fibra óptica

a cada hogar representaría muchísimos inconvenientes.

A eso hay que sumarle que en países menos desarrollados en este tema,

las redes de telecomunicaciones se han ido estructurando sobre otras ya

existentes, lo que implica que se produzca un salto en calidad y velocidad de la

conexión cuando se pasa desde un sistema de transmisión de fibra óptica a uno

de cable de cobre, mucho menos potente como el caso de la tecnología xDSL.

Incluso en no pocas ocasiones la densidad de este cableado es tal, que dificulta o

impide tender otros nuevos, así como el equipamiento y accesorios inherentes a

ellos.

Fase II: Estudio de Factibilidad

Factibilidad Técnica:

Según especialistas de Magenta Inc y Lightpoint Inc, esta tecnología tiene un

auge muy amplio en los mercados mundiales; los componentes de hardware,

software y conocimiento se encuentran con facilidad de acceso y la

implementación de la tecnología va creciendo de manera rápida y eficaz.

Los sistemas ópticos libres es una tecnología que posee características muy

propias dentro de la gama de las tecnologías inalámbricas, utilizada para transmitir

datos, voz y video a través de la atmosfera a la velocidad de la luz utilizando rayos

laser como medio transmisor y receptor, la misma requiere que exista línea de

vista entre ellos para tener un buen desempeño.

Esta línea de tecnologías tiene como objetivo proveer conexiones con ancho

de banda óptico, capaz de transmitir hasta 2.5 Gps permitiendo conectividad sin

requerir cables de fibra óptica o licencias de seguridad para el espectro

electromagnético.

FSO viene a competir contra la tecnología de cable de fibra óptica, ya que es la

primera opción que toman las empresas al realizar proyectos de intercomunicación

entre edificios, empresas o instituciones con distancias considerables. Otras

tecnologías inalámbricas como Wimax y Bluetooth no tienen la ventaja de poder

transmitir mediante rayo laser, estas utilizan frecuencias del espectro que son

afectadas por el ruido térmico y poseen un medio saturado.

En términos de disponibilidad y rendimiento en los enlaces ópticos

inalámbricos, se encuentran definida en un 99.99%. Sin embargo su disponibilidad

puede ser alterada por factores ambientales dependiendo de las características de

la zona meteorológica donde se encuentre ubicado el enlace. Para que los

sistemas ópticos libres puedan crecer, es necesario utilizar equipos de

comunicaciones que sean escalables, es decir, que puedan hacer cambios de red

con tecnología nueva, de una manera fácil y sin tomar demasiado tiempo. Al

trabajar en la capa física del modelo OSI, no necesitan de routers o switches,

brindando la gran ventaja de ser totalmente independiente del protocolo a ocupar,

bien sea IP, ATM, SDH entre otros.

Para poder controlar las diferentes velocidades y distancias que requieren este

tipo de redes, se necesita de una gran cantidad de equipamiento. Según algunos

fabricantes se encuentran productos en rangos de distancia desde 50m hasta los

4km, soportando una tasa de datos básica de 10 Mbps hasta los 2.5 Gbps. Esta

tecnología puede convertirse en una gran aliada para los proveedores de servicios

debido a que no se encuentra afectada por el ruido térmico o saturación del

espectro, que son muy comunes en otros medios de transmisión.

En lo que se refiere a seguridad del enlace sobre intercambio de información,

se consideran muy seguros ya que al ser una tecnología de línea de vista directa,

la única forma en que se podría interceptar la información seria colocándose en el

camino de la línea de visión del transmisor, solo en ese caso el interesado se

daría cuenta enseguida interrumpiendo la trasmisión de información, cabe

destacar que la información esta encriptado para cada usuario.

Factibilidad operacional y económica:

Un técnico especializado en informática, estará encargado de la

administración, mantenimiento e implementación de la plataforma de la red,

solucionando o atendiendo cualquier inconveniente que pueda suceder en el

futuro. Los productos de esta tecnología son muy rentables y de fácil

administración debido a que su soporte es muy sencillo, solo se requiere que el

operador tenga conocimiento basto sobre redes de computadoras tanto alambicas

como inalámbricas, para que pueda tener una adecuada interacción con el

producto.

Como se ha mencionado anteriormente los sistemas ópticos libres no

requieren licencia de espectro lo cual disminuye considerablemente los costos de

uso para el enlace, por otra parte su tiempo de instalación es menor así como

también un bajo costo por bit comparados con los otros sistemas inalámbricos,

descartando la fibra óptica convencional. Cuando se trata de distancias cortas los

ahorros producidos colocando esta tecnología en lugar de otro inalámbrico llegan

a ser de más del 40%.

Tabla de comparación de costos para distintas tecnologías

Tecnología Costo por conexión de 155 Mbps

Observaciones

Fso $8000-$12000 Rango de 2-4Km

LMDS $25000-$45000 Sin incluir licencia del espectro

Fibra $70000-$150000

Fase III: Diseño del proyecto:

El principio de funcionamiento de los sistemas ópticos inalámbricos es el

siguiente:

Se colocan los transmisores que envían una señal modulada hacia los

receptores de forma segura y confiable en los respectivos lugares de

interés y se transmiten entre ellos el haz del laser infrarrojo que pueden

transportar video, voz y datos a una velocidad que varía de los 100

Mbps y los 2.5 Gbps.

Las ondas de información se transmiten en formato eléctrico para

posteriormente ser convertidas en señales ópticas en el receptor. Se

emplea una modulación en potencia ya que se cambia la potencia de la

señal óptica para que al enviar un pulso lógico (1 o 0) la intensidad de

la señal sea mayor que al transmitir un 0 lógico.

Para que pueda funcionar de manera correcta esta tecnología requiere

contar con línea de vista directa, debido a que se emplea luz para la

transmisión y esta es susceptible a pasar por obstáculos sólidos como

arboles o paredes. Como modo de transmisión puede adaptarse en full

dúplex, es decir, que cada enlace debe tener un transceptor para ejecutar

esa operación.

Fuente:

http://www.lightpointe.com/images/334_Illustration_Free_Space_Optics_1.jpg

Criterio de selección de receptores para sistemas ópticos de espacio

libre:

Seleccionar un modelo determinado de detector, es función de la

aplicación. Es importante que características importantes como la longitud

de onda y la sensibilidad se encuentren equilibradas. En usos de longitudes

de onda corta de 850nm se debe emplear detectores de silicio. Los

detectores PIN son suficientes para dichas distancias.

Para distancias de mayor recorrido se recomienda los detectores APD,

por su alta sensibilidad de dicho diodo se logra un mayor rango del enlace.

Sin embargo requieren una tensión alta pero especialmente estable, cabe

destacar que son más costosos que los diodos PIN al ser más sensibles y

sofisticados. Los dispositivos de silicio no son aptos para trabajar con

grandes longitudes de onda.

Topologías

Un aspecto importante a tomar en cuenta al diseñar sistemas ópticos

libres es la topología a emplear. Dicha tecnología puede trabajar en todas

las topologías de red (punto-punto, punto-multipunto, malla, anillo y anillo

con estribaciones), esto de acuerdo a la demanda permite que la red sea

flexible, es decir, que permita extender la red y operar a velocidades como

si se tratase de fibra óptica.

Topología en forma de malla:

Está fundamentada por una serie de nodos que se encuentran dispersos

en lazados con alguna redundancia. La red de este tipo se encuentra

totalmente interconectada, permitiendo que si algún nodo de la red cayera

no afectaría la comunicación del enlace.

Fuente: http://www.espectracom.com.mx/soluciones/enlaces-via-rayo-

laser/

Topología en forma de anillo:

Permite implementar anillos con mayor velocidad en representación del

núcleo, mediante el sistema óptico libre. Así los enlaces sub-anillos son

posibles de alcanzar mediante un router que modela en la capa 3 del

modelo OSI.

Fuente: http://la-red6e8.blogspot.com/2010/03/tecnologias-de-

microondas-y-laser-para.html

Topología en forma de estrella:

Un nodo es el responsable de la formación de múltiples conexiones. Hay

diversas formas para implementar dicha topología, pero el más común es la

conexión de cada sistema óptico libre con un terminal de switch o router

que se encuentre ubicado a una edificación cercana. Se ubican en

posiciones de manera arbitraria, bien sea en el techo del inmueble o en una

oficina.

Esta topología presenta la ventaja de que en cada puerto del dispositivo de

capa 2 o 3 se puede asignar una velocidad determinada de acuerdo al tipo

de aplicación del usuario final. Este diseño representa la forma más flexible

de intercambiar información de un solo punto a múltiples destinos.

Fuente: http://la-red6e8.blogspot.com/2010/03/tecnologias-de-microondas-

y-laser-para.html

Diseño óptico inalámbrico:

Luego de haber explicado los aspectos fundamentales de los sistemas

ópticos inalámbricos, ahora se podrá sustentar el diseño del enlace. Para la

realización del diseño general de la red inalámbrica, se requiere conocer en

primera instancia la distancia en metros existente entre los distintos enlaces,

con la finalidad de determinar el tipo de equipo laser que cubre las

necesidades del diseño a realizar.

Si se realiza un acercamiento, en cuanto a la estructura de conexión de los

equipos, se podrá visualizar que cada equipo óptico se conecta a través de

fibra óptica, con un convertidor a RJ45 y viceversa. Luego con un cable de red

se conecta hacia un router que está en la parte interior del edificio. En el

siguiente esquema se muestra la conexión utilizando los equipos ópticos.

Fuente: (Marcillo, León & vaca, 2008)

Para seleccionar el equipo óptico a utilizar en el funcionamiento de este

enlace, además de conocer su distancia, hay que tomar en cuenta otros

aspectos importantes como, la velocidad de transmisión de los datos y evaluar

además el precio con el que se comercializa esta tecnología en el mercado por

sus principales empresas productoras. En la siguiente tabla se especifican los

precios según el proveedor.

Fuente: (Marcillo, León & vaca, 2008)

Nota: En los precios demostrados por la tabla anterior, se encuentran

incluidos el kit de los equipos, es decir, soportes, bases, conectores, entre

otros.

Instalación:

Para la instalación de los equipos seleccionados se recomienda seguir las

siguientes etapas:

1. Observación del escenario del despliegue.

2. Instalación de la infraestructura.

3. Montaje del equipo.

4. Direccionar el lente.

La observación del escenario quiere decir que esa etapa consiste en visitar

el sitio donde se procedería la instalación del equipo, con la finalidad de descubrir

obstáculos o dificultades para la colocación de los equipos y por ende tener las

condiciones iniciales para una conexión fiable.

Fuente: http://tamax.com.ar/blog/?p=517

Instalación de la infraestructura:

Una vez colocados los equipos, se procede a hacer la conexión tanto en lo

que se refiere a cableado eléctrico como de red, es decir, alimentar la fuente de

poder del equipo y la conexión de la fibra óptica hacia el enrutador, el mismo que

dará servicio a la red LAN, cabe destacar que la fibra deberá tener apta una

interfaz Gigabit Ethernet.

Montaje del equipo:

Cada equipo transmisor viene con su kit de accesorios de montaje, los que

permiten realizar el montaje vertical y horizontal. El kit de accesorios consta de:

1. El plato de montaje, que es usado como base sobre cualquier

superficie firme.

2. Dispositivo de alineamiento, se usa para alinear la cámara de

transmisión, tanto de manera horizontal como vertical, mediante una

escala gradual de alineación.

3. Kit de herramientas, es utilizado para el ajuste de tuercas y tornillos

del dispositivo de alineamiento, se recomienda utilizar las

herramientas originales para evitar aislamiento.

Direccionamiento el lente:

Como lo explicado anteriormente, este tipo de sistemas requiere una

conexión punto a punto entre el emisor y el receptor, lo que hace que el

enlace tenga posición simétrica lo más precisa posible hacia el receptor

remoto.

El procedimiento de alineamiento del transmisor se implementa en dos

etapas:

1. Alineamiento preliminar: Se refiera a los ajustes previos de todo el

transmisor en cuanto a tornillos y tuercas, fijando a trabes del

telescopio la dirección hacia el equipo receptor, esto aplica tanto

para el emisor como para el receptor.

2. Alineamiento final: En esta etapa se requiere una persona en cada

sitio, lo cual implica proveer un dispositivo móvil de comunicación a

cada persona que les permita informar la posición del equipo.