ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

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1 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL ESCUELA DE INGENIERIA DISEÑO DE UNA RED INALAMBRICA PARA INTERCONECTAR LA MATRIZ DE LA CADENA DE FARMACIAS PHARMACY S CON SUS DIFERENTES SUCURSALES UBICADAS EN LA CIUDAD DE QUITO PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELÉCTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES JUAN PABLO QUINAPALLO MORALES DIRECTOR: ING. ERWIN BARRIGA Quito, 02 Agosto del 2006

2 DECLARACIÓN Yo, Juan Pablo Quinapallo Morales, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente. Juan Pablo Quinapallo Morales

3 CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Juan Pablo Quinapallo Morales, bajo mi supervisión. ING. Erwin Barriga DIRECTOR DEL PROYECTO

4 AGRADECIMIENTO Agradezco a mi familia por su apoyo incondicional en los momentos de mi vida que más los necesite, agradezco a mi hermano Fernando por la ayuda prestada para la culminación de este proyecto, a la empresa PHARMACY` S por abrirme las puertas en el desarrollo del proyecto, a mis amigos Los Tristes y Bieléctricos ya que fue importante su apoyo en el día a día, y en especial a mi director de tesis Ing. Erwin Barriga y a la Escuela Politécnica Nacional por permitir cristalizar con éxito mis anhelos. Juan Pablo Quinapallo Morales

5 DEDICATORIA Dedico este trabajo a Dios que siempre esta conmigo, me protege y me ilumina, a mis hermanos Homero, Janeth, Fernando y Verónica por su constante apoyo y compañía en todo el transcurso de mi vida, a mis sobrinos y sobrinas Kimy, M José, Saraí, Carlitos, Cristian y Samel por hacer de mi vida diaria una constante felicidad, a mi padre Luís Alberto por el apoyo para que mis ideales se cumplan, y muy especialmente a mi madre M Beatriz y a mi hermana Sandy por el amor que me han sabido entregar, por su ejemplo de trabajo y enseñanza para hacer de mi una persona de bien. Juan Pablo Quinapallo Morales

6 i INDICE CAPÍTULO 1: ANÁLISIS DE TRÁFICO REQUERIMIENTOS DE COMUNICACIÓN DE LA CADENA DE FARMACIAS PHARMACY S DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL DE COMUNICACIONES DE LA CADENA DE FARMACIAS PHARMACY S DESCRIPCIÓN GENERAL DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES DE LA MATRIZ DESCRIPCIÓN DE LA RED DE DATOS TECNOLOGÍA DE TRANSMISIÓN EQUIPOS EXISTENTES EN LA RED APLICACIONES DESCRIPCIÓN DE LA RED DE VOZ COSTOS DE OPERACIÓN DE LA RED DE VOZ INFRAESTRUCTURA ACTUAL DE LAS FARMACIAS CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS EXISTENTES EN UNA FARMACIA TIPO TOTAL EQUIPOS DE COMUNICACIÓN EXISTENTES EN LAS FARMACIAS TIPO ANÁLISIS DE TRÁFICO CARACTERIZACIÓN DEL TRÁFICO CÁLCULO DE LOS REQUERIMIENTOS DE ANCHO DE BANDA REQUERIMIENTOS DE ANCHO DE BANDA PARA DATOS REQUERIMIENTOS DE ANCHO DE BANDA PARA VOZ SOBRE IP MÉTODOS DE CODIFICACIÓN DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE CANALES DE VOZ REQUERIMIENTOS DE ANCHO DE BANDA PARA VIDEOVIGILANCIA TRANSMISIÓN DE VIDEO TÉCNICAS DE COMPRESIÓN VIDEOVIGILANCIA SOBRE IP ESTIMACIÓN DEL ANCHO DE BANDA REQUERIDO PARA EL SISTEMA DE VIDEO VIGILANCIA IP RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE TRÁFICO PROYECCIÓN DE TRÁFICO A 10 AÑOS

7 ii CAPÍTULO 2: CONCEPTOS GENERALES SOBRE LA TECNOLOGÍA WIMAX Y SUS ASPECTOS REGULATORIOS EN EL ECUADOR INTRODUCCIÓN ESTANDARES DE WiMAX CARACTERÍSTICAS GENERALES DE WiMAX BANDAS DE FRECUENCIA PROPAGACIÓN PROPAGACIÓN NLOS VS. LOS TECNOLOGÍA OFDM SUBCANALIZACIÓN ANTENAS PARA APLICACIONES INALÁMBRICAS FIJAS DIVERSIDAD DE TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN MODULACIÓN ADAPTIVA TÉCNICAS DE CORRECCIÓN DE ERRORES CONTROL DE POTENCIA ARQUITECTURA DEL PROTOCOLO CAPA MAC SUBCAPA DE CONVERGENCIA CS ATM CS PACKET SUBCAPA DE PARTE COMÚN TOPOLOGÍA PUNTO MULTIPUNTO TOPOLOGÍA EN MALLA (MESH) FORMATO DEL PDU MAC TRANSMISIÓN DE MAC PDUs SUBCAPA DE SEGURIDAD CAPA FÍSICA PHY WIRELESSMAN-SC PHY WIRELESSMAN-SCA PHY WIRELESSMAN-OFDM PHY DESCRIPCIÓN DE SÍMBOLOS OFDM PARÁMETROS DE OFDM

8 iii WIRELESSMAN-OFDMA PHY PARÁMETROS DE OFDMA TÉCNICAS DE DUPLEXACIÓN FDD Y TDD ESTRUCTURA DE TRAMA CALIDAD DE SERVICIO (QOS) APLICACIONES BACKHAUL BANDA ANCHA POR DEMANDA BANDA ANCHA EMPRESARIAL CONEXIONES EN ÁREAS NO URBANAS WIPS ASPECTOS REGULATORIOS NORMA PARA LA IMPLEMENTACION Y OPERACION DE SISTEMAS DE MODULACION DIGITAL DE BANDA ANCHA CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS SISTEMAS DE MODULACIÓN DIGITAL DE BANDA ANCHA FORMULARIOS NECESARIOS PARA SISTEMAS DE MODULACIÓN DIGITAL DE BANDA ANCHA PLAN NACIONAL DE FRECUENCIAS PARA SISTEMAS DE MODULACIÓN DIGITAL DE BANDA ANCHA...84 CAPITULO 3: DISEÑO DE LA RED DE COMUNICACIONES DISEÑO DE LAS REDES DE AREA LOCAL CON TECNOLOGIA FAST ETHERNET DISEÑO DE LA RED DE LA MATRIZ DISEÑO DEL CABLEADO ESTRUCTURADO DISEÑO DE LA PARTE ACTIVA DISEÑO DE LA RED DE UNA FARMACIA TIPO DISEÑO DEL CABLEADO ESTRUCTURADO DISEÑO DE LA PARTE ACTIVA DISEÑO DE LOS ENLACES INALÁMBRICOS PARAMETROS A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE LOS ENLACES INALÁMBRICOS PERFIL TOPOGRÁFICO FACTOR K: RADIO EQUIVALENTE DE LA TIERRA PRIMERA ZONA DE FRESNEL

9 iv PÉRDIDAS POR ESPACIO LIBRE PÉRDIDAS POR HIDROMETEOROS DESEMPEÑO DEL SISTEMA UMBRAL DEL RECEPTOR MARGEN DE DESVANECIMIENTO CONFIABILIDAD DEL SISTEMA DISEÑO DE LA RED INALÁMBRICA PROPUESTA PARA LA CADENA DE FARMACIAS PHARMACY S UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LOS PUNTOS A ENLAZAR GRÁFICOS DEL PERFIL TOPOGRÁFICO CÁLCULO DE LA PRIMERA ZONA DE FRESNEL REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE LOS EQUIPOS OPCIONES DE EQUIPOS CÁLCULO DE LA CONFIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD DE LOS ENLACES CAPITULO 4: ANALISIS DE COSTOS INTRODUCCIÓN COSTOS DE LOS EQUIPOS Y MATERIALES NECESARIO COSTOS DE LAS REDES DE ÁREA LOCAL COSTOS DE LOS ENLACES INALAMBRICOS COSTOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS RADIOENLACES CON EQUIPOS AS.MAX DE AIRSPAN COSTOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS RADIOENLACES CON EQUIPOS TERAMAX DE PROXIM COSTO POR LA CONCESIÓN DEL TÍTULO HABILITANTE Y POR EL USO DE FRECUENCIAS DEL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO ELECCIÓN DE LA MEJOR OPCIÓN PARA LA EMPRESA BENEFICIOS DE LA IMPLEMENTACION EVALUACION DEL PROYECTO

10 v CAPITULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS ANEXO A: GRAFICA DE TRÁFICO GRAFICA DEL TRÁFICO DE DATOS ANEXO B: REGULACION FORMULARIOS NECESARIOS PARA SISTEMAS DE MODULACIÓN DIGITAL DE BANDA ANCHA ANEXO C: PLANOS PLANOS DE CABLEADO ESTRUCTURADO ANEXO D: EQUIPOS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS ANEXO E: PERFILES TOPOGRAFICOS GRÁFICAS DE LA PRIMERA ZONA DE FRESNEL DE LOS ENLACES INALÁMBRICOS

11 vi INDICE DE TABLAS CAPÍTULO 1 TABLA 1.1: ASIGNACIÓN DE ETIQUETAS O CÓDIGOS A LAS FARMACIAS...3 TABLA 1.2: PARÁMETROS DE LA TECNOLOGÍA 100BASE-TX...6 TABLA 1.3: INVENTARIO DE SERVIDORES UBICADOS EN LA MATRIZ...6 TABLA 1.4: CARACTERÍSTICAS DE LOS TERMINALES DE RED EN LA MATRIZ...8 TABLA 1.5: COSTOS DE OPERACIÓN DE LA RED DE VOZ...12 TABLA 1.6: CARACTERÍSTICAS DEL SERVIDOR DE SUCURSAL...14 TABLA 1.7: CARACTERÍSTICAS DE CAJAS DE FACTURACIÓN...14 TABLA 1.8: CARACTERÍSTICAS DEL SWITCH DE SUCURSAL...14 TABLA 1.9: EQUIPOS DE COMUNICACIÓN EXISTENTES EN LAS FARMACIAS...15 TABLA 1.10: ANCHO DE BANDA NECESARIO PARA LA TRANSMISIÓN DE LAS TRANSACCIONES O VENTAS...19 TABLA 1.11: ANCHO DE BANDA NECESARIO PARA LA TRANSMISIÓN DE DATOS...20 TABLA 1.12: CARACTERÍSTICAS DE LOS ALGORITMOS DE COMPRESIÓN DE VOZ...24 TABLA 1.13: REQUERIMIENTOS DE ANCHO DE BANDA PARA EL LOS ALGORITMOS DE COMPRESIÓN DE VOZ G.729A...25 TABLA 1.14: DATOS DEL SERVICIO TELEFÓNICO EN LA HORA PICO...26 TABLA 1.15: TABLA DE ERLANG B...27 TABLA 1.16: NÚMERO DE CANALES DE VOZ...28 TABLA 1.17: ANCHO DE BANDA NECESARIO PARA VOIP...29 TABLA 1.18: NÚMERO DE CÁMARAS NECESARIAS PARA CADA FARMACIA...36 TABLA 1.19: CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA CÁMARA AXIS TABLA 1.20: ANCHO DE BANDA NECESARIO PARA VIDEOVIGILANCIA...39 TABLA 1.21: ANCHO DE BANDA PARA TRANSMISIÓN DE VOZ, DATOS Y VIDEO VIGILANCIA...40 TABLA 1.22: TRÁFICO DE VENTAS PARA LA FARMACIA Q TABLA 1.23: PROYECCIÓN DEL TRÁFICO TOTAL PARA LA FARMACIA Q TABLA 1.24: PROYECCION A 10 AÑOS DEL TRAFICO REQUERIDO...44 CAPÍTULO 2 TABLA 2.1: BANDAS ASIGNADAS PARA SISTEMAS DE MODULACIÓN DIGITAL DE BANDA ANCHA...81 TABLA 2.2: CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE MODULACIÓN DIGITAL DE BANDA ANCHA...82 TABLA 2.3: REGLAMENTO DE RADIOCOMUNICACIONES PARA EQUIPOS QUE EMPLEAN MODULACIÓN DIGITAL DE BANDA ANCHA...83 CAPÍTULO 3 TABLA 3.1: DISTRIBUCIÓN DE LOS TERMINALES EN LA MATRIZ...87 TABLA 3.2: ELEMENTOS DE CABLEADO PARA EL ÁREA DE TRABAJO...88 TABLA 3.3: CARACTERÍSTICAS DE LAS CANALETAS...90 TABLA 3.4: CANTIDAD DE CANALETAS QUE SE UTILIZARÁN EN LA MATRIZ...91 TABLA 3.5 MATERIALES DE CABLEADO ESTRUCTURADO NECESARIOS PARA LA MATRIZ...92 TABLA 3.6 CARACTERÍSTICAS RECOMENDADAS PARA NUEVAS PCS...93

12 vii TABLA 3.7 NÚMERO DE TERMINALES EN LA FARMACIA Q TABLA3.8 ELEMENTOS DE CABLEADO PARA EL ÁREA DE TRABAJO...98 TABLA 3.9 CANTIDAD DE CANALETAS, CABLE UTP Y MANGUERA QUE SE UTILIZARÁN EN LA FARMACIA Q TABLA 3.10 MATERIALES NECESARIOS PARA CABLEADO ESTRUCTURADO DE LA FARMACIA Q TABLA 3.11 EQUIPOS DE CONECTIVIDAD NECESARIOS PARA LAS FARMACIAS TABLA 3.12 COEFICIENTES K Y Α PARA DISTINTOS VALORES DE FRECUENCIA TABLA 3.13 VALORES DE LOS FACTORES A Y B TABLA 3.14 UBICACIÓN DE LOS PUNTOS A ENLAZAR. LATITUD, LONGITUD Y ALTURA TABLA 3.15 ALTURA DE LAS ANTENAS Y DISTANCIAS DE LOS ENLACES TABLA 3.16 CÁLCULOS DE LA ZONA DE FRESNEL DEL ENLACE ANTENAS DEL PICHINCHA - Q TABLA 3.17 RESULTADOS DE LOS REQUERIMIENTOS MÍNIMOS DE LOS EQUIPOS TABLA 3.18 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA BSR MICROMAX TABLA 3.19 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL CPE PROST TABLA 3.20 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LA ANTENA HYPERLINK HG5817P TABLA 3.21 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE TERAMAX P2MP Y P2M TABLA 3.22 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL EQUIPO TERAMAX 5.8 GHZ CLIENT TABLA 3.23 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS DOS OPCIONES DE EQUIPOS TABLA 3.24 ATENUACIONES Y POTENCIAS DE RECEPCIÓN DE LOS ENLACES UTILIZANDO LOS EQUIPOS AS.MAX TABLA 3.25 DESEMPEÑO Y DISPONIBILIDAD DE LOS ENLACES UTILIZANDO LOS EQUIPOS AS.MAX TABLA 3.26 ATENUACIONES Y POTENCIAS DE RECEPCIÓN DE LOS ENLACES UTILIZANDO LOS EQUIPOS TERAMAX TABLA 3.27 DESEMPEÑO Y DISPONIBILIDAD DE LOS ENLACES UTILIZANDO LOS EQUIPOS TERAMAX CAPÍTULO 4 TABLA 4.1: INVENTARIO DE EQUIPOS QUE SERÁN REUTILIZADOS TABLA 4.2: COSTOS DE LOS EQUIPOS NECESARIOS PARA LAS REDES LAN TABLA 4.3: COSTOS DEL MATERIAL DE CABLEADO ESTRUCTURADO MATRIZ TABLA 4.4: COSTOS DEL MATERIAL DE CABLEADO ESTRUCTURADO PARA LAS FARMACIAS TABLA 4.5: COSTO TOTAL PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LAS REDES LAN TABLA 4.6: COSTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS RADIOENLACES CON EQUIPOS AS.MAX DE AIRSPAN TABLA 4.7: COSTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS RADIOENLACES CON EQUIPOS TERAMAX DE PROXIM TABLA 4.8: THROUGHPUT TÍPICO PARA DIFERENTES ANCHOS DE CANAL TABLA 4.9: (A) COSTOS POR EL USO DE FRECUENCIA CON EQUIPOS AS.MAX (B) COSTOS POR EL USO DE FRECUENCIA CON EQUIPOS TERAMAX TABLA 4.10:(A) COSTO TOTAL DE LOS ENLACES INALÁMBRICOS CON EQUIPOS AS.MAX POR UN PERIODO DE 1 Y 3 AÑOS (B) COSTO TOTAL DE LOS ENLACES INALÁMBRICOS CON EQUIPOS TERAMAX POR UN PERIODO DE 1Y 3 AÑOS TABLA 4.11: COSTOS MENSUALES POR EL ARRIENDO DE LOS ENLACES Y SU INSTALACIÓN TABLA 4.12: CÁLCULO DEL FLUJO NETO...158

13 viii INDICE DE FIGURAS CAPÍTULO 1 FIGURA 1.1: SISTEMA PARA INTERCONECTAR LA CADENA DE FARMACIAS PHARMACY S...1 FIGURA 1.2: ESTÁNDAR DE RED DEFINIDO POR EL COMITÉ IEEE FIGURA 1.3: DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN DE LOS EQUIPOS DE COMUNICACIÓN EN LA MATRIZ QUITO...9 FIGURA 1.4: DIAGRAMA DE LA RED DE VOZ...11 FIGURA 1.5: TRÁFICO TELEFÓNICO EN EL CALL CENTER...12 FIGURA 1.6: DIAGRAMA DE LA RED LAN DE UNA FARMACIA TIPO...13 FIGURA 1.7: ENCAPSULAMIENTO PARA TRANSMISIÓN DE DATOS...17 FIGURA 1.8: COMPONENTES DEL PAQUETE IP...22 FIGURA 1.9: MODELO DE CAPAS PARA VIDEO SOBRE IP...34 FIGURA 1.10: DIAGRAMA DE UN EQUIPO DE VIDEOVIGILANCIA IP EN RED...35 FIGURA 1.11: ENCAPSULAMIENTO PARA TRANSMISIÓN DE VIDEOVIGILANCIA...37 CAPÍTULO 2 FIGURA 2.1: PROPAGACIÓN CON LÍNEA DE VISTA...50 FIGURA 2.2: PROPAGACIÓN SIN LÍNEA DE VISTA...50 FIGURA 2.3: SEÑALES RECIBIDAS OFDM Y PORTADORA SIMPLE O ÚNICA...51 FIGURA 2.4 OFDM VS. PORTADORA SIMPLE O ÚNICA...52 FIGURA 2.5: EFECTO DE LA SUBCANALIZACIÓN...53 FIGURA 2.6: RADIO DE CELDA RELATIVO PARA LA MODULACIÓN ADAPTIVA...54 FIGURA 2.7: CAPAS DEL ESTÁNDAR IEEE FIGURA 2.8: FORMATO DEL PDU CS ATM...58 FIGURA 2.9: PDU CS PARA CONEXIONES ATM VP CONMUTADA FIGURA 2.10: PDU CS PARA CONEXIONES ATM VC CONMUTADA...59 FIGURA 2.11: FORMATO DEL SDU MAC...60 FIGURA 2.12: PDU CS PARA 802.3/ETHERNET, 802.1Q/VLAN, IP. PHSI= 0 SIN SUPRESIÓN DE CABECERA, PHSI 0 CON SUPRESIÓN DE CABECERA...60 FIGURA 2.13: TOPOLOGÍA PUNTO MULTIPUNTO...61 FIGURA 2.14: TOPOLOGÍA EN MALLA...63 FIGURA 2.15: FORMATO PDU MAC...64 FIGURA 2.16: (A) FORMATO DE CABECERA GENÉRICA MAC, (B) FORMATO DE CABECERA DE PETICIÓN DE ANCHO DE BANDA...65 FIGURA 2.17: ESTRUCTURA DE TIEMPO DE SÍMBOLOS OFDM...69 FIGURA 2.18: DESCRIPCIÓN DE FRECUENCIA OFDM...70 FIGURA 2.19: DESCRIPCIÓN DE FRECUENCIA OFDMA (EJEMPLO DE 3 CANALES)...71 FIGURA 2.20: TRANSMISIÓN DE TRAMAS UTILIZANDO TÉCNICAS DE DUPLEXACIÓN TDD Y FDD...72 FIGURA 2.21: ESTRUCTURA DE TRAMA CON TDD...73 FIGURA 2.22: APLICACIONES DE WIMAX...77 FIGURA 2.23: BACKHAUL WIMAX PARA LA TECNOLOGÍA WIFI...78

14 ix CAPÍTULO 3 FIGURA 3.1: DIAGRAMA DE LA RED LAN DE LA FARMACIA Q FIGURA 3.2: DIAGRAMA DE LA RED LAN DE LA FARMACIA Q10 Y CALL CENTER FIGURA 3.3: SISTEMA DE RADIOENLACE FIGURA 3.4: CORRECCIÓN DEL PERFIL TOPOGRÁFICO FIGURA 3.5: PRIMERA ZONA DE FRESNEL FIGURA 3.6: PERFIL TOPOGRÁFICO FIGURA 3.7: CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA INALÁMBRICO FIGURA 3.8: PERFIL TOPOGRÁFICO Y ZONA DE FRESNEL DEL ENLACE ANTENAS DEL PICHINCHA Q FIGURA 3.9: ARQUITECTURA DEL SISTEMA MICROMAX FIGURA 3.10: ADAPTADOR DE DATOS DEL ABONADO FIGURA 3.11: BSR MICROMAX FIGURA 3.12: CPE PROST FIGURA 3.13: DIAGRAMA DE LOS ENLACES INALÁMBRICOS CON EQUIPOS AIRSPAN FIGURA 3.14: TERAMAX P2MP Y P2M CON ANTENA INCLUIDA FIGURA 3.15: TERAMAX 5.8 GHZ CLIENT FIGURA 3.16: DIAGRAMA DE LOS ENLACES INALÁMBRICOS CON EQUIPOS PROXIM CAPÍTULO 4 FIGURA 4.1: PERIODO DE RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN...159

15 RESUMEN En el presente proyecto inicialmente se realizó un análisis de la situación actual del sistema de comunicaciones que posee la empresa; posteriormente se realizó un análisis de tráfico de los diferentes servicios que se requieren como son voz, datos y video vigilancia, con la descripción de los distintos métodos de compresión aplicables. Una vez analizado el tipo y la cantidad de tráfico que se genera, se cálculo el ancho de banda resultante para cada uno de los enlaces con una proyección de 10 años. En el capitulo 2 se realizó un análisis de la tecnología inalámbrica de banda ancha WiMAX y sus aspectos regulatorios en el país; este análisis incluye características de la arquitectura del estándar como Capa Física y Capa MAC, aplicaciones de la tecnología, calidad de servicio, bandas de frecuencias asignadas y un estudio de la NORMA PARA LA IMPLEMENTACION Y OPERACION DE SISTEMAS DE MODULACION DIGITAL DE BANDA ANCHA que controla su funcionamiento en el país. Después de haber realizado el análisis de la tecnología inalámbrica propuesta para el presente proyecto, en el capitulo 3 se realizó los cálculos necesarios para obtener las características mínimas que deben cumplir los equipos WiMAX, de tal manera que permitan alcanzar enlaces inalámbricos óptimos. Se estudio y se realizo el diseño de los enlaces inalámbricos para dos alternativas de equipos de reconocidas marcas pertenecientes al Foro WiMAX, como son la familia AS.MAX de Airspan y TeraMAX de Proxim. En este capitulo también se realizo el diseño de las redes de área local de la matriz y farmacias tanto en su parte activa como en su parte pasiva, tomando en cuenta los equipos con los que actualmente cuenta la empresa y que podrían ser reutilizados por el presente proyecto. Un punto importante del proyecto es el análisis de costos, ya que fue un factor al cual se le presto mucha importancia al momento de realizar el diseño, con el objeto de economizar los recursos; se partió de los costos de los equipos y

16 materiales necesarios tanto de la red inalámbrica como de las redes de área local, se analizó los costos que tendría que cancelar la empresa por motivos de derechos por concesión del titulo habilitante y tarifas por el uso de frecuencias del espectro radioeléctrico, se realizó un análisis de la mejor opción de equipos WiMAX para la empresa y se comparó con los costos que representaría el alquiler de los enlaces a una empresa prestadora de servicios de telecomunicaciones. Una vez que se identifico la solución que cubre mejor los requerimientos del proyecto, se procedió a realizar un análisis económico de los beneficios que tendría la empresa por la implementación del presente proyecto. Para terminar, se incluye una serie de conclusiones y recomendaciones que se obtuvieron al término del presente proyecto.

17 PRESENTACIÓN La cadena de farmacias PHARMACY S hoy en día se ha constituido como una de las empresas mas importantes en la comercialización de productos farmacéuticos. Su principal necesidad de comunicaciones, es contar con un sistema que se encargue de interconectar las sucursales con su matriz en Quito, si fuera posible satisfacer esta necesidad con enlaces permanentes y seguros se tendría grandes beneficios para la empresa. El proyecto tiene como objetivo principal el realizar el diseño de una red inalámbrica con tecnología WiMAX, que permita integrar las dependencias de la empresa garantizando los servicios de comunicación de voz, datos y video con rapidez, eficiencia y confiabilidad en la transmisión. Debido a que WiMAX es una de las tecnologías de acceso inalámbrico más atractiva para brindar soluciones de banda ancha y bajos costos a empresas que tienen varias dependencias en una misma área metropolitana; hace que el presente proyecto sea una solución valida para las metas de comunicación que tienen la empresa.

18 CAPITULO 1 1 CAPITULO 1 ANÁLISIS DE TRÁFICO 1.1 REQUERIMIENTOS DE COMUNICACIÓN DE LA CADENA DE FARMACIAS PHARMACY S. La cadena de farmacias PHARMACY S se dedica a la comercialización de medicamentos, cosméticos, perfumes, bebidas, snacks y regalos, por medio de sus sucursales o farmacias ubicadas en la cuidad de Quito. Su principal necesidad de comunicaciones en la actualidad, es contar con un sistema que se encargue de interconectar las sucursales con su matriz en Quito. Si fuera posible satisfacer esta necesidad con enlaces permanentes y seguros, se podría tener los siguientes beneficios para la empresa: Figura 1.1: Sistema para interconectar la cadena de farmacias PHARMACY S

19 CAPITULO 1 2 En la matriz se podría tener acceso de forma instantánea a todas las transacciones financieras que se llevan a cabo en las farmacias y así los datos estarían actualizados permanentemente. Además cada farmacia estaría al tanto de la lista de precios, créditos, promociones y stock de productos. De agotarse algún producto se podría hacer el pedido de forma inmediata a otra farmacia o a la matriz según convenga. En el futuro tener un ahorro económico, pues al no contar con una infraestructura de comunicación propia para cada una de sus farmacias, la empresa debe efectuar la comunicación telefónica entre una farmacia y la matriz, o entre farmacias a través de la PSTN 1 ; lo cual implica pagar los costos de tarifación fijados por el proveedor de servicio telefónico local. Para evitar esto, se propone canalizar internamente la transmisión de voz sobre IP 2. Utilizar el servicio de videovigilancia en tiempo real dentro de la misma estructura de red, para mantener a las farmacias más seguras de la delincuencia. Además le permitiría a la empresa un ahorro económico en la contratación de menos guardias privados. Para facilitar el manejo de la nomenclatura, a cada sucursal se le asignado una etiqueta o código que le identifica tal como se indica en la tabla 1.1: 1 PSTN: Red Telefónica Pública Conmutada 2 IP: Protocolo Internet

20 CAPITULO 1 3 CÓDIGO FARMACIA 3 DENOMINACIÓN DIRECCIÓN Q01 Oficina Matriz/Pharmacy s El Inca Av. 6 de Diciembre N47-98 y Samuel Fritz Q02 Pharmacy s América Av. América N34-54 y Rumipamba Q03 Pharmacy s El Batán Bajo Av. 6 de Diciembre N e Irlanda Q05 Pharmacy s C.C. Olímpico Av. 6 de Diciembre entre Portete y M. A. Carrillo Q07 Pharmacy s La Florida Av. de la Prensa 3139 y Gonzalo Gallo Q08 Pharmacy s C.C. Atahualpa Av. Mariscal Sucre y Canelos Q10 Pharmacy s Naciones Unidas Av. América y Naciones Unidas Q11 Pharmacy s Shyris Av. Shyris N y Pasteur Q12 Pharmacy s Los Chillos Av. Ilaló y General Enríquez, C.C. El Triángulo Q14 Pharmacy s Colón Av. Colón 1310 y Foch, Edif. Villagómez Yépez Q15 Pharmacy s El Condado Centro Comercial el Condado Local No. 18 Q16 Pharmacy s Plaza de Toros Av. Amazonas 4070 y Gaspar de Villaroel Q18 Pharmacy s Eloy Alfaro Av. Eloy Alfaro y Las Higueras, Lote 46 Q19 Pharmacy s Tumbaco Av. Interocéanica y Calle Eloy Alfaro Esq. Q20 Pharmacy s Labrador Av. 10 de Agosto y Retamas Esquina Q21 Pharmacy s Clínica Pichincha Av. 9 de Octubre y Veintimilla Tabla 1.1: Asignación de etiquetas o códigos a las farmacias 1.2 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL DE COMUNICACIONES DE LA CADENA DE FARMACIAS PHARMACY S DESCRIPCIÓN GENERAL En la actualidad la cadena de farmacias PHARMACY S no cuenta con una red para la transmisión de voz, datos y video vigilancia, que interconecte la matriz con sus diferentes sucursales ubicadas en la ciudad de Quito. Por lo que se ve en la obligación de transferir su información en horario nocturno, usando la red de telefonía pública dotada por Andinatel y un programa computacional Symantec PCAnywhere, el cual dispone de todo un conjunto de características que optimizan las sesiones de acceso remoto. 3 Para mayor facilidad se le ha asignado los mismos códigos que la empresa utiliza para identificar a las farmacias.

21 CAPITULO 1 4 La matriz actualmente posee un sistema separado de comunicaciones, tanto para el servicio telefónico, como para el de datos. El servicio telefónico se establece a través de una PBX 4 de marca Panasonic, que permiten manejar cierto número de extensiones y se interconecta con las sucursales por medio de líneas telefónicas suministradas por Andinatel. El sistema de datos se lo realiza a través de una red LAN 5 de alta velocidad DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES DE LA MATRIZ Como ya se indico anteriormente la matriz de la cadena de farmacias PHARMACY S, cuenta con una moderna infraestructura de comunicaciones, que brinda los servicios de telefonía y datos; estos servicios se manejan de manera independiente, y no presentan posibilidad directa para su convergencia. La red de datos esta basada en tecnología LAN de alta velocidad y la comunicación telefónica se establece a través de una PBX Panasonic Descripción de la red de datos Para compartir los recursos de información entre todos los departamentos existentes en la Matriz, se lo realiza por medio de una red de datos LAN, que utiliza tecnología Fast Ethernet 100BASE-TX 6. A continuación se realiza una breve descripción de las principales características de esta red de datos. 4 PBX: Central Telefónica Privada 5 LAN: Red de Area Local 6 Estándar de red definido por el comité IEEE que permite una velocidad de 100 Mbps

22 CAPITULO Tecnología de Transmisión Fast Ethernet 100BASE-TX es una tecnología LAN, que permite multiplicar por diez veces la velocidad de las redes Ethernet, y al igual que 10Base-T, puede emplear cableados de par trenzado no apantallado (UTP) y apantallado (STP); con longitudes de hasta 100 metros en topología de estrella, partiendo de un concentrador o repetidor central. Al igual que las diferentes versiones de la tecnología Ethernet, 100Base-TX cumple la especificación IEEE (Ethernet), que define un protocolo de comunicación conceptualmente dividido en dos partes como se puede ver en la figura 1.2. La primera de ellas es la capa MAC 8, que se ocupa de formatear la información para su transmisión y de arbitrar la forma en que los participantes de la red obtienen acceso a la misma. En el caso de Ethernet, la capa MAC emplea el mecanismo de acceso múltiple mediante detección de portadora y detección de colisión CSMA/CD 9. La segunda parte del protocolo Ethernet es la Capa Física o Physical Layer, que se ocupa de la comunicación entre la capa MAC y el cableado. Es responsable tanto de obtener los datos (bits) del medio, como de situarlos en el mismo, incluyendo las funciones de codificación y decodificación, detección de la portadora, detección de colisiones, e interfaz eléctrica y mecánica con el medio. Figura 1.2: Estándar de red definido por el comité IEEE IEEE: Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos 8 MAC: Control de Acceso al Medio 9 CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

23 CAPITULO BASE-TX usa codificación 4B/5B, que luego es mezclada y convertida a 3 niveles de transmisión multinivel o MLT Puede transportar 100 Mbps de tráfico en modo half-duplex y en modo full-duplex puede intercambiar 200 Mbps de tráfico. A continuación se presenta algunos de los principales parámetros de 100Base- TX. PARÁMETROS Velocidad Sistema de Comunicación Longitud máxima por segmento Cable Método de Acceso Tamaño de Trama VALORES 100 Mbps half o full-duplex 100m UTP Categoría 5 o superior. STP tipo 1 y 2 CSMA/CD 64 a 1518 bytes Tabla 1.2: Parámetros de la tecnología 100BASE-TX Equipos existentes en la red La red de datos cuenta con los siguientes equipos activos: Servidores SERVIDORES HP COMPAQ d200mt HP COMPAQ d220mt HP COMPAQ d220mt HP PROLIANT ML370 APLICACIÓN CARACTERISTICAS PROCESADOR DISCO DURO RAM DNS INTEL PIV 2,66Ghz 40 GB 128 MB Correo Electrónico y Proxy INTEL PIV 2,66Ghz 40 GB 256 MB Firewall INTEL PIV 2,66Ghz 40 GB 256 MB LOLFAR INTEL XEON 3,4Ghz 80 GB 1GB Tabla 1.3: Inventario de servidores ubicados en la Matriz 10 MLT: Multi Level Transmit, construido por Cisco

24 CAPITULO 1 7 Cada servidor posee una interfaz de red Fast Ethernet autosensing, que le permite transmitir y recibir información a velocidades de 10 o 100 Mbps sobre par trenzado. Todos los servidores emplean como plataforma de red el Sistema Operativo Windows 2k Server a excepción del Servidor de Consolidación de Datos LOLFAR, que trabaja con Windows 2003 Server. El servidor HP COMPAQ d200mt, es el servidor de Sistema de Nombres de Dominio (DNS), el cual es un sistema utilizado en Internet para convertir los nombres de los dominios y de sus nodos de red publicados abiertamente en direcciones IP. El servidor HP COMPAQ d220mt, es el Servidor de Correo Electrónico. Para la empresa es de fundamental importancia, tener el servicio de correo electrónico disponible 24 horas al día, para enviar, recibir y almacenar temporalmente los correos, que luego son leídos desde los equipos personales. Además este equipo es el servidor de Proxy, y se encarga de solicitar información como por ejemplo páginas Web a nombre de las estaciones de trabajo internas. Una de sus funciones es la seguridad, ya que las máquinas internas no son visibles desde Internet, de ésta manera se evitan intrusiones desde Internet en ellas. Otro beneficio es un mayor rendimiento, pues el Proxy mantiene su propia cache, de forma tal que si cualquier máquina interna solicita una página web que ya ha sido solicitad antes por otra máquina, el Proxy la entrega inmediatamente y no sale a Internet a buscarla. El Firewall o cortafuegos es una herramienta trascendental para la empresa, ya que su intención es mantener a los miembros de la red LAN seguros, denegando los accesos no permitidos a aquellas personas que intentan entrar en ella. Para cumplir la gestión administrativa la cadena de farmacias PHARMACY S emplea el sistema LOLFAR versión 5.3; el cual es un programa orientado a realizar tareas de ventas, prescripciones, costos, compras, inventarios, clientes, proveedores, contabilidad y gestión. Estas tareas son realizadas y almacenadas