Diseño de una red inalámbrica de apoyo al control vulcanólgico en Isla Decepción: REGID-W

Transcripción

1 1 Introducción Isla Decepción es una de las islas más increíbles del planeta. El 60% de esta isla volcánica antártica está cubierto por glaciares que no son visibles en su mayoría porque están cubiertos de cenizas. Quienes han estado allí comentan que se tiene una extraña sensación al saber que se camina por una masa de hielo que, sin embargo, parece una inofensiva ladera de alguna isla canaria. Figura 1.1: Vista aérea de Isla Decepción Cada año, en el verano austral, se extienden por ella una serie de redes para el control vulcanológico y de los fenómenos sísmicos desarrollados en este lugar. Fruto de estos trabajos, la Base Antártica Española Gabriel de Castilla tiene la categoría de observatorio antártico vulcanológico y forma parte de la Organización Mundial de Observatorios desde Virgilio Rey Lorenzana 13

2 La idea que persiguen parte de los proyectos que se desarrollan en la isla es conseguir profundizar en el conocimiento de los volcanes y extrapolar sus resultados a otros volcanes similares, así como poder prevenir nuevos procesos eruptivos en la isla. Figura 1.2: Base Antártica Española Gabriel de Castilla en Isla Decepción El Laboratorio de Astronomía y Geodesia del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Cádiz se encarga de una red diseñada para el control de las deformaciones vulcanológicas, compuesta por 12 vértices geodésicos en los que se alternativamente se instalan equipos GPS 1. No todos estos vértices son de fácil acceso, existiendo algunos para los que es necesario realizar grandes desplazamientos a pie por la nieve o cruzar en embarcaciones la Bahía de Foster. Esto, unido a la posibilidad de que los equipos GPS o los paneles solares que los alimentan fallen, hace necesario contar con un sistema que permita gestionarlos de manera remota. Por todo esto, se plantea la posibilidad de crear una red inalámbrica que facilite sus actividades en la isla, y a la misma vez ofrecer la posibilidad de disponer de datos en tiempo real en caso de emergencias por alertas sísmicas o eventuales erupciones volcánicas. 1 Global Positioning System Virgilio Rey Lorenzana 14

3 1.2 Objetivo del Proyecto 1.2 Objetivo del Proyecto El objetivo de este proyecto es facilitar el control y la descarga de datos de los equipos GPS pertenecientes a la Red Geodésica de Isla Decepción (REGID) establecida por el Laboratorio de Astronomía y Geodesia (LAG) de la Universidad de Cádiz (UCA). Dado que todos los equipos GPS utilizados por el LAG en Isla Decepción presentan una interfaz serie del tipo RS-232 a través de la cual se puede interactuar con ellos, la intención es acercar esos puertos serie a cualquier ordenador presente en la isla. Para ello, se desplegará una red de área local mediante tecnología inalámbrica IEEE b que se denominará REGID-W. Esta red trabajará en modo infraestructura, con un Punto de Acceso principal en las inmediaciones del vértice geodésico BEGC en la Base Española Gabriel de Castilla, y para conectar los receptores GPS a esta red se utilizarán servidores de puerto serie con interfaz inalámbrica. Si por cuestiones de cobertura fuese necesario, se utilizarán equipos repetidores mediante tecnología WDS 3 que podrán ser instalados bien junto a los vértices geodésicos de la REGID, facilitando así la instalación y mantenimiento de los mismos, o bien en emplazamientos independientes a los mismos, de modo que minimicen el número de equipos necesarios para completar la red. Una vez conectados los equipos GPS a la red, sus interfaces seriales serán accesibles desde cualquier ordenador conectado a esta red, pero será necesario disponer de las herramientas apropiadas para interactuar con ellos. 2 Institute of Electrical and Electronics Engineers 3 Wireless Distribution System Virgilio Rey Lorenzana 15

4 El contenido de este proyecto puede dividirse en tres bloques: la primera parte es una introducción a la Isla Decepción y a las redes inalámbricas; la segunda parte describe el diseño de la red inalámbrica y la elección y configuración de los equipos, así como algunas de las opciones disponibles para el control remoto de los equipos GPS; y la tercera relata las pruebas realizadas y los resultados obtenidos y concluye con una reflexión sobre las conclusiones obtenidas y algunas líneas de futuro. Para completar el documento, se adjunta cartografía de Isla Decepción así como las hojas de especificaciones de los equipos de comunicaciones descritos Isla Decepción Este capítulo es una breve introducción a Isla Decepción y a las actividades científica que en ella se llevan a cabo, así como una presentación de la REGID Redes Inalámbricas En este capítulo se introducen las distintas tecnologías inalámbricas existentes, profundizando en la familia de protocolos IEEE , y se detalla el espectro radioeléctrico utilizado por esta norma y el significado de la marca registrada Wi-Fi. También se incluye una descripción de los principales dispositivos que intervienen en las redes IEEE , así como las dos arquitecturas de red existentes y los protocolos de autenticación y encriptación definidos en el estándar. Virgilio Rey Lorenzana 16

5 1.3.3 Diseño de la REGID-W Este capítulo abarca el tema del diseño de la REGID-W teniendo en cuenta la orografía de la isla y la distribución de los vértices de la REGID. Se realiza un estudio de visibilidad con la ayuda de un modelo digital del terreno y las herramientas de un Sistemas de Información Geográfica (SIG), y el cálculo de los radioenlaces resultantes. También se discute la necesidad y la ubicación de nodos repetidores que garanticen y/o aumenten las áreas de cobertura en la isla Equipos de comunicaciones En este capítulo se enumeran los requisitos mínimos de los equipos de comunicaciones, se describen los equipos seleccionados para el despliegue de la REGID-W y se detallan los pasos necesarios para la configuración de los mismos Interacción con los GPS En este capítulo se afronta la problemática del control remoto de los equipos GPS a través de la REGID-W. Se describen las opciones disponibles y sus requerimientos para los receptores Leica GX1200 y Trimble 5700, que son los utilizados actualmente por la UCA en Isla Decepción Pruebas Es este capítulo se detallan las distintas pruebas realizadas con los equipos de comunicaciones y los resultados obtenidos Conclusiones y líneas de futuro En este último capítulo se recapitulan las conclusiones obtenidas tras el desarrollo de este proyecto y se exponen las posibles líneas de futuro que se pueden abarcar tras el despliegue de la REGID-W. Virgilio Rey Lorenzana 17