Tecnología apropiada para redes comunitarias

Transcripción

1 Tecnología apropiada para redes comunitarias EsLaRed 2008-WALC2008 Ermanno Pietrosemoli Fundación Escuela Latinoamericana de Redes Universidad de los Andes Mérida, Venezuela. Noviembre /9/2008 Pietrosemoli 1

2 Agenda Introducción Tendencias tecnológicas Porqué inalámbrico? Ejemplos de redes inalámbricas Formación de recursos humanos Fundación Escuela Latinoamericana de Redes ICTP (wireless.ictp.it) TRICALCAR (wilac.net) Texto (wndw.net) Portal (WirelessU.org) 11/9/2008 Pietrosemoli 2

3 Motivación Las zonas rurales aisladas de países en vías de desarrollo son el contexto vital de más de la mitad de la población mundial, pese a lo cual es generalizada su casi total carencia de infraestructuras de comunicación y acceso a la información. La mejora de las condiciones de vida pasa por la dotación de un adecuado y accesible sistema de comunicaciones. Los avances de la tecnología permiten hoy en día crear la infraestructura requerida, sin necesariamente depender de grandes empresas de telecomunicaciones, permitiendo el empoderamiento de las comunidades. 11/9/2008 Pietrosemoli 3

4 Aceleración Tecnológica: Ley de Moore Circuitos Integrados: Duplican sus prestaciones cada 18 meses Compresión de datos: Factor de 30:1 en los últimos 5 años Comunicaciones ópticas: Duplican las prestaciones cada 12 meses Almacenamiento: Duplica la densidad cada 3 años Eficiencia en uso del Espectro: Duplica cada 30 meses desde hace un siglo

5 Tendencias Tecnológicas De analógico a digital De conmutación de circuitos a conmutación de paquetes Convergencia de diferentes redes específicas para cada servicio en una sola, basada en IP Computación y Comunicación Ubicua Funcionalidades definidas por software: SDR Democratización y globalización de la producción de contenidos: wikipedia, YouTube, blogs 11/9/2008 Pietrosemoli 5

6 Homo Faber La evolución de las herramientas es el motor del desarrollo humano Aunque el Santo Grial representado por los robots que fabrican robots aún no se ha alcanzado, tenemos algo mucho más importante: la Internet La Internet es la herramienta más poderosa que haya creado la humanidad, porque permite cosechar los frutos del trabajo intelectual de millones de personas en todo el mundo, muchas de las cuales no exigen una compensación económica Newton escribió que sus logros en desentrañar las leyes de la física se debían a que se había parado sobre los hombros de gigantes. Hoy en día tenemos una pirámide sobre la que afianzarnos 11/9/2008 Pietrosemoli 6

7 Antecedentes Los radioaficionados constituyen un ejemplo de la tecnología puesta al servicio de la comunidad, sin fines de lucro No es coincidencia que muchos radioaficionados se volcaran entusiasticamente hacia la Internet en la década de los ochenta, entusiasmo que continúa hoy día La radio es el único medio económicamente viable para comunicar regiones de baja densidad de población y el único que permite movilidad 11/9/2008 Pietrosemoli 7

8 De Circuitos a Paquetes Preponderancia de los datos Datos Tráfico Convergencia Y transición Voz 50 Datos sobre Circuitos Source: Vint Cerf,MCI Tiempo Voz en paquetes

9 Evolución de la tecnología electrónica para telecomunicaciones Tubos de vacío conectados con alambres El circuito impreso El transistor: menos consumo, menor tamaño El circuito integrado El microprocesador: funciones definidas por software Software Defined Radio Radio Cognitivo 11/9/2008 Pietrosemoli 9

10 Evolución de los medios para telecomunicaciones Cables bifilar de cobre Inalámbrico El cable coaxial Los sistemas de microondas La guía de onda metálica Comunicaciones vía satélite Cables de fibras ópticas Sistemas celulares Espectro libre: WiFi, UWB, WiMAX VoIP 11/9/2008 Pietrosemoli 10

11 Tendencias Red Digital: Voz, Video, Datos en una plataforma común VoIP, VoD, WebTelephony Conmutacion de Paquetes Basada en IP Variedad de protolos y velocidades de transmisión en función de los servicios requeridos Inteligencia en la periferia (Equipos terminales) La red de transporte lleva bits de un extremo a otro a gran velocidad Costos casi independientes de la distancia 11/9/2008 Pietrosemoli 11

12 Nuevos servicios: IP TV PTT, POC (PTT over Cellular) Servicios relacionados con la ubicación Mensajes cortos multimedia UMA, Unlicensed Mobile Access, Wi-Fi VoIP sobre celular 11/9/2008 Pietrosemoli 12

13 Redes de Comunicaciones Acceso (Primera Milla) Cable telefónico, XDSL Cable Coaxial Fibra Optica Inalámbrico Radio Terrestre Satelital Infrarrojo Transporte SDH/Sonet POS DWDM Ethernet 11/9/2008 Pietrosemoli 13

14 Componentes de una red de Comunicaciones de banda ancha Red de transporte Suministrada por grandes operadores: Telecom, Empresas Satelitales Fibra óptica, Microndas terrestre o satelital Red de Acceso o Primera Milla Fibra hasta el abonado Infraestructura de televisión por cable XDSL (Bucle de abonado digital ) PLC (transmisión sobre cables de energía) Soluciones Inalámbricas 11/9/2008 Pietrosemoli 14

15 Red de Acceso Tradicionalmente par trenzado de cobre Cable coaxial en las empresas de TV por Cable Muy costosa en fibra óptica, HFC PLC (transmisión sobre cables de energía) Enlaces Satelitales todavía muy costosos para dos vías, sólo se justifican en zonas remotas Radio Terrestre es la solución más económicas (Soluciones Inalámbricas)

16 Transmisión vía Satélite Alcance de miles de kilómetros Retardos de propagación pueden ser altos Anchos de banda variables Flexibilidad de cobertura en cualquier parte del planeta Pueden soportar aplicaciones fijas o móviles Demasiado costosa para acceso individual, pero se combina bien con redes inalámbricas 11/9/2008 Pietrosemoli 16

17 El Venesat-1 ( Simón Bolívar) primer satélite Venezolano Lanzado el 29/10/2008 Ocupará la posición orbital 78º W, Perteneciente a Uruguay, quien usará el 10% 5100 kg con paneles solares de 31x2.3 m Ancho de banda de MHz 12 transponders en Banda C 14 en Banda Ku y Ka 11/9/2008 Pietrosemoli 17

18 Transmisión vía Satélite: O3b 9/9/2008. El empresario Greg Wyler ha creado una compañía que pretende ofrecer a partir de 2010 acceso a Internet a alta velocidad, vía satélite y a bajo costo a varias regiones emergentes del planeta, entre ellas América Latina. La compañía, 03b Networks, informó hoy a través de un comunicado que su proyecto "reducirá los costes de la banda ancha para los operadores de telecomunicaciones y proveedores de servicios de Internet, permitiéndolos dar servicios de voz e internet a velocidades equivalentes a las que se disfrutan en el mundo desarrollado". Cada una de las 12 antenas del satélite ofrece 1.25 Gbps en la banda Ka e ilumina un área de 500 km de diámetro 11/9/2008 Pietrosemoli 18

19 El espectro electromagnético 11/9/2008 Pietrosemoli 19

20 Frecuencias de uso libre Industrial, Científica y Médica (ISM) La asignación difiere por país, en Ve: GHz GHz 11/9/2008 Pietrosemoli 20

21 Evolución del uso del espectro En 1895, la primera transmisión de Marconi ocupó la totalidad del espectro electromagnético En 1901, la primera transmisión transatlántica cubrió millones de km cuadrados con algunos bits por segundo Hoy en día es posible realizar 1 millón de llamadas telefónicas simultáneas en un área dada 11/9/2008 Pietrosemoli 21

22 Estándares IEEE para Tecnología Inalámbrica WWAN <15 km (propuesto) WiMAX MAN <5 km 70 Mbit/s a/e Wi-Fi WLAN <100 m Mbit/s a/b, e, g (Bluetooth) (UWB) * (ZigBee)** 11/9/2008 Pietrosemoli * UWB: 500 Mbit/s 22 Source: International Telecommunications Union, Birth of Broadband, September 2003 PAN <10 m ~1 Mbit/s ** ZigBee: 250 kb/s

23 Ventajas de las soluciones Inalámbricas: No requiere derecho de paso Facilidad para salvar obstáculos naturales Instalación más rápida Gran flexibilidad en velocidades de transmisión Inversión distribuida en el tiempo Rápida recuperación ante desastres y reubicación Potencialmente más económicas Menos sujetas a robo y vandalismo

24 Limitaciones de las soluciones Inalámbricas: Se requiere licencia del órgano regulador (Conatel) En las bandas de uso libre no hay protección contra la interferencia Los obstáculos entre el transmisor y el receptor pueden bloquear la transmisión El ancho de banda disponible es proporcional a la frecuencia de la portadora Más susceptibles a errores de transmisión y a brechas de seguridad

25 Wi-Fi (IEEE ) Red de acceso Inalámbrica Diseñado para distancias muy cortas, no hay garantías de calidad de servicio, la más económica Mesh ofrece soluciones para los problemas de interferencia y de extensión de cobertura Wi-Max Estándar aprobado, actualmente en pruebas de interoperabilidad entre fabricantes Telefonía Celular GSM, GPRS,EDGE,UMTS,HSDPA, LTE CDMA, 1x, EV-DO, UMB 25

26 WiMAX Fijo Basado en d. Tiene buen alcance, puede transmitir aún con la línea de vista obstruida. Las pruebas de interoperabilidad se están haciendo a la frecuencia de 3,5 GHz, pero en el futuro se dispondrá de equipos también en otras bandas No es muy atractivo en países desarrollados donde enfrenta numerosas competidores y un mercado saturado. 11/9/2008 Pietrosemoli 26

27 WiMAX móvil (WiBro) Basado en el estándar e, permite movilidad hasta 80 km/h, pero a distancias muy reducidas del orden de unos 3 km. Inicialmente en las bandas de 2,3 y 2,5 GHz Además de Samsung, que está demostrando la tecnología en Turín en las olimpiadas de invierno, muchas otras empresas están apuntando a un mercado muy interesante en países desarrollados 11/9/2008 Pietrosemoli 27

28 ibro es un estándar coreano alineado con e Demostrado en Octubre permite handoff a alta velocidad Tres operadores de corea pagaron 100 M$ c/u por el uso del espectro en 2,3 GHz durante 7 años. En Venezuela se Instalará a finales de /9/2008 Pietrosemoli 28

29 Cuál es la mejor solución para zonas rurales? Para las zonas rurales, las redes inalámbricas son la solución económicamente viable para conseguir la integración digital WiFi es la tecnología menos costosa disponible, y puede proveer voz y datos La interferencia es menos severa en áreas rurales de poca población. 11/9/2008 Pietrosemoli 29

30 WiFi Larga Distancia: Antecedentes Enlace operacional de 70 km. en Mérida desde el 2001 Agencia espacial suiza, enlace de 300 Km. hacia un globo en la estratosfera Concurso de Defcon en 2004, 125 millas sin amplificadores 11/9/2008 Pietrosemoli 30

31 RETIEM: Red Teleinformática del Estado Mérida. Fundacite Mérida 11/9/2008 Pietrosemoli 31

32 Estación Base, La Aguada 11 sectores, 15 grados, 20 dbi c/u, 10 Mbps Full Duplex, frecuencias protegidas Repetidor en La Trampa, a 40 km Instalada en Octubre 1997 Altura: 3450 m s.n.m 11/9/2008 Pietrosemoli 32

33 Ejemplo de estación de suscritor Spike: Dos antenas Transceptor Fuente de alimentación 11/9/2008 Pietrosemoli 33

34 CMP June 5, 1998 Ermanno Pietrosemoli Director of Engineering FUNDEM Universidad de los Andes Merida, Venezuela Dear SUPERQuest Award Winner: Congratulations! I am pleased and honored to inform you that your company has been cited as a SUPERQuest Winner in the first annual SUPERQuest awards program. The panel of judges has chosen FUNDEM in Category 8 - Remote Access as the best in that particular field of nominees. I speak for the entire panel of judges when I say that your company has made a real contribution to the advancement of communications technology. 11/9/2008 Pietrosemoli 34

35 MARS: enlace desde Pico Espejo m A la Hechicera 1800 m 5.8 GHz, 10 Mbps Mérida Atmospheric Research Station (MARS) Proyecto Conjunto Venezolano-Alemán: 5.8 GHz, 16 km Pico Espejo m hacia La Hechicera 1800 m Instalada en /9/2008 Pietrosemoli 35

36 Vista del Pico Bolívar Se instaló una webcam en Pico Espejo que muestra una imagen del Pico Bolívar (5000 m altura) cada 20 minutos y puede verse en línea en: 11/9/2008 Pietrosemoli 36

37 Los Sub-Programas EHAS-País EHAS - COLOMBIA EHAS - PERÚ Socio tecnológico + Socio médico EHAS - CUBA 11/9/2008 Pietrosemoli 37

38 EHAS: Enlace Hispanoamericano de Salud Objetivo: Interconexión de 12 Puestos/Centros de Salud a través de una red inalámbrica WI-FI que usa 7 repetidores. Servicios de Internet, correo electrónico y VoIP 1. Cusco ciudad 2. Urcos 3. Urpay 4. Ccatcca 5. Kcaury 6. Pomacanchi 7. Acopia 8. Marcaconga 9. Sangarará 10. Acomayo 11. Acos 12. Pillpinto Cusco. Provincias de Quispicachis y Acomayo. 11/9/2008 Pietrosemoli 38 Departamento del Cusco

39 EHAS:Red Wi-Fi de Cusco 11/9/2008 Pietrosemoli 39

40 EHAS:Red Troncal en el Amazonas Peruano 11/9/2008 Pietrosemoli 40

41 Abril 2006: Enlace WiFi Desde Pico del Aguila hasta el Baúl, 280km 11/9/2008 Pietrosemoli 41

42 Abril 2006: Enlace WiFi Desde Pico del Aguila hasta el Baúl, 280km 11/9/2008 Pietrosemoli 42

43 Antenas recicladas para WiFi Pico del Aguila El Baúl Transferncia de archivos a 65kbit/s y video 11/9/2008 Pietrosemoli 43

44 Se puede mejorar el alcance? 11/9/2008 Pietrosemoli 44

45 Abril 2007 Abril Mbit/s bidireccionales 11/9/2008 Pietrosemoli 45

46 Abril 2007, El Aguila-Platillón: 381 km José Torres Javier Triviño Francisco Torres Leonardo González G. Leonardo González V. Alejandro González Ermanno Pietrosemoli 11/9/2008 Pietrosemoli 46

47 Desde el Platillón: 11/9/2008 Pietrosemoli 47

48 RedGala Islas Galápagos, Ecuador Proyecto financiado por UNDP y Cooperación Italiana 11/9/2008 Pietrosemoli 48

49 RedGala Islas Galápagos, Ecuador Enlaces Principales 79 km 85 km Floreana 11/9/2008 Pietrosemoli 49

50 RedGala Islas Galápagos, Ecuador Enlaces de Respaldo 98 km 98 km km 11/9/2008 Pietrosemoli 50

51 Monte Cesen, Febrero 2008 Comparación de prestaciones de diferentes sistemas de Microondas sobre un trayecto de 130 km entre Monte Cesen y Trieste, Italia. 11/9/2008 Pietrosemoli 51

52 Red Inalámbrica en Malawi 11/9/2008 Pietrosemoli 52

53 Objetivo: Instalar una red de comunicaciones moderna para darle conectividad a la facultad de Medicina de la Universidad de Malawi en Blantyre con varios centros hospitalarios en Zomba y en Mangochi. Acceso a Internet, control de enfermedades infecciosas y educación. 11/9/2008 Pietrosemoli 53

54 Material a enviado a Malawi: 26 cajas Equipo: Carlo Fonda Rob Flickenger Marco Zennaro Steve Okay Ermanno Pietrosemoli Proyecto financiado por la Regione Friuli-Venezia Giulia, Italia Ejecutado por Aeronomy and Radio Propagation Laboratory, International Centre for Theorethical Physics Trieste, Italia 11/9/2008 Pietrosemoli 54

55 Instalando en Mangochi y Zomba El izaje de las antenas en Mangochi fue Una labor de equipo Carlo y Ermanno instalando Las antenas en Zomba Peak 11/9/2008 Pietrosemoli 55

56 Dorsal en Malawi Hospitales de Zomba Hospital de Mangochi Acceso Satelital a Internet 11/9/2008 Pietrosemoli 56

57 Fauna de Malawi 11/9/2008 Pietrosemoli 57

58 Repetidor en Mpingwe, Malawi Hacia Zomba Peak Hacia Blantyre 11/9/2008 Pietrosemoli 58

59 Dorsal Blantyre-Mpingwe-Zomba Peak-Mangochi Instalada agosto 2008 Mangochi 100 km Zomba Peak Blantyre 55 km Mpingwe 11/9/2008 Pietrosemoli 59

60 Cobertura de hospitales y centros universitarios en la ciudad de Zomba 11/9/2008 Pietrosemoli 60

61 Formación de recursos humanos: Fundación Escuela Latinoamericana de Redes 1992, Mérida, Primera EsLaRed, 10 países 1993, Lima, Taller Latinoamericano de Redes 1995, Mérida, EsLaRed , Mérida, EsLaRed , Rio de Janeiro, WALC , Mérida, EsLaRed , México, Walc , Mérida, EsLaRed , Santo Domingo, Walc , Mérida, EsLaRed , Cusco, Wlac , Mérida, EsLaRed , Quito, Walc , Coro, Walc , Mérida, EsLaRed2008 (Noviembre del 10 al 14) Patrocinantes: Universidad de los Andes, Fundacite Mérida, Internet Society, LACNIC, NSRC, ICTP, OEA, Infodev -Banco Mundial, Reacciun, IDRC Canada, Fonacyt 11/9/2008 Pietrosemoli 61

62 Abdus Salam International Centre for Theorethical Physics Organización dependiente de la Unesco dedicada a fomentar el desarrollo de la Física y sus aplicaciones en países en desarrollo, ubicada en Trieste, Italia. Desde 1989 realiza talleres de entrenamiento en redes de computadoras y desde 1995 específicamente en redes inalámbricas, con el apoyo de la UIT de Ginebra. Wireless.ictp.it 11/9/2008 Pietrosemoli 62

63 TRICALCAR: Tejiendo Redes Inalámbricas Comunitarias en América Latina y el Caribe Iniciativa financiada por el IDRC (International Development Research Center) de Canadá Difusión de las tecnologías inalámbricas en países de la región, mediante la preparación de material didáctico, investigación sobre tecnologías de bajo costo y realización de talleres e instalación de redes comunitarias piloto. EsLaRed (organización coordinadora) APC (Asociación para el Progreso de las Comunicaciones) CEPES de Perú Colnodo de Colombia Laneta de Mexico Nodo Tau de Argentina IT+66 de Suecia Realización de talleres e instalación de pilotos en Huaral, Perú, Rosario, Argentina (2007) y Tlayacapan, México (2008) Material de estudio disponible gratuitamente en wilac.net y en wirelessu.org 11/9/2008 Pietrosemoli 63

64 3era Edición en español y primera en portugués Disponibles gratuitamente en wndw.net 11/9/2008 Pietrosemoli 64

65 Portal de redes inalámbricas en varios idiomas Patrocinado por Networking the World Contenidos dirigidos específicamente al entrenamiento en tecnología inalámbrica de bajo costo Todos los materiales disponibles gratuitamente en diferentes formatos Numerosas fotos de instalaciones inalámbricas realizadas Listado de expertos capacitadores en el área 11/9/2008 Pietrosemoli 65