UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS.      FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS.             INGENIERÍA EN TELEMÁTICA.         ...
ABREVIATURAS.F.I.C.: Facultad de Ingeniería y Ciencias.WLAN: Wireless Local Area Network.AP: Access Point .GHz: Giga Hertz...
1ÍNDICE.I.-INTRODUCCIÓN. ............................................................................ 2II.- PLANTEAMIENTO ...
2I.-INTRODUCCIÓN.Las necesidades de la sociedad hoy en día, requieren el uso de las tecnologíaspara llevar a cabo sus acti...
3II.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.La Facultad de Ingeniería y Ciencias (F.I.C.) de la Universidad Autónoma deTamaulipas (U....
4III.-ANTECEDENTES.3.1 Componentes Físicos.La Facultad de Ingeniería y Ciencias ubicada en ciudad victoria, cuenta con 9ac...
5presencia de interferencia proveniente de otros orígenes (microondas, teléfonosinalámbricos) que pueden degradar el perfo...
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9Debido a que el escenario que se analiza no entra en clasificación de ciudad y que lasfórmulas anteriores son para entorn...
10de 5 GHz. Además, las frecuencias más altas permiten la utilización de antenasmás pequeñas.Existen algunas desventajas i...
115.3 Canales.El estándar IEEE 802.11 establece el esquema de canalización para el uso de lasbandas ISM RF no licenciadas ...
12             Figura 2 .- Patrón de radiación sin interferencias entre canales.La figura nos muestra de manera gráfica, c...
13    LUGAR DE                CANTIDAD DE                CANAL                CANAL    UBICACIÓN.                  AP.    ...
14                           Figura 3 .- Explanada de la F.I.C.Es de suma importancia al realizar un análisis de sitio o s...
15Las instalaciones o construcciones (figuras 4, 5 y 6) tienen mucho que ver con elhecho de que la señal se altere o no, c...
16          Metales                                              30 dB          Arbustos (2-4 m.)                         ...
17acumulación de polvo que llegue a perjudicar, representa causas del posiblementemal funcionamiento. Otra causa a conside...
18VI.- RESULTADOS.6.1 Aplicación del Modelo Okumura-Hata.Dadas las fórmulas anteriores y recolectando los datos necesarios...
19         Figura 12.- Captura de potencia de transmisión mediante WiFi Analyzer.Por otro lado, a la misma distancia (20 m...
20       Figura 13.- Gráfica de la tasa de transferencia del AP de control de cámaras.VII.- CONCLUSIONES.En base al estudi...
21VIII.-BIBLIOGRAFÍA.Álvarez, G. y Pérez, P. Seguridad en redes inalámbricas WiFi. España:Departamento de Tratamiento de l...
22IX.- ANEXOS.          Figura 4.-Estructura de los salones de clase en la F.I.C.               Figura 5.- Explanada entre...
23Figura 7.- Cisco Aironet 1200.   Figura 8.- TP-WA5210G
24Figura 10.- Interfaz Ekahau HeatMapper.   Figura 11.- Interfaz WiFi Analyzer.
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Seminario de investigación 2

  1. 1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS. FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS. INGENIERÍA EN TELEMÁTICA. SEMINARIO DE INVESTIGACIÓN II. ANALÁSIS Y PROPUESTA DE REESTRUCTURACIÓN DE LA REDINALÁMBRICA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS EN LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS. ALUMNO: OMAR VALENTÍN LEDEZMA GARCÍA. PROFESOR: DR. JOEL GUTIEREZ LOZANO. CIUDAD VICTORIA, TAMAULIPAS A 21 DE NOVIEMBRE DEL 2012.
  2. 2. ABREVIATURAS.F.I.C.: Facultad de Ingeniería y Ciencias.WLAN: Wireless Local Area Network.AP: Access Point .GHz: Giga Hertz.RF: Radio Frecuencia,U.A.: Unidad Académica.TI: Tecnologías de la Información.HTTP: Hipertext Transfer Protocol.IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers.MAC: Medium Access Control.DSSS: Direct-sequence Spread Spectrum.OFDM: Orthogonal Frequency-division multiplexing.GB: Giga Bytes.SINED: Sistema Nacional de Educación a Distancia.CAUCE: Centro de Apoyo Universitario Para la Creatividad y la Enseñanza
  3. 3. 1ÍNDICE.I.-INTRODUCCIÓN. ............................................................................ 2II.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. .......................................... 3III.-ANTECEDENTES. ......................................................................... 4IV.-OBJETIVOS E HIPÓTESIS. .......................................................... 6 4.1 OBJETIVOS. ............................................................................................................................................. 6 4.1.1Objetivo general ............................................................................................................................. 6 4.1.2Objetivos específicos. .................................................................................................................... 6 4.2 HIPÓTESIS ............................................................................................................................................... 6V.-MÉTODOS. ..................................................................................... 7 5.1 MODELOS DE PROPAGACIÓN................................................................................................................... 7 5.1.1 Modelo Okumura-Hata. ................................................................................................................ 8 5.2 ESTÁNDARES DE WLAN. ........................................................................................................................ 9 5.3 CANALES. .............................................................................................................................................. 11 5.4 INSTALACIONES FÍSICAS DE LA F.I.C. ................................................................................................... 13 5.5 EQUIPOS DE LA F.I.C. .......................................................................................................................... 16 5.6 SOFTWARE. ........................................................................................................................................... 17VI.- RESULTADOS. ...........................................................................18 6.1 APLICACIÓN DEL MODELO OKUMURA-HATA......................................................................................... 18VII.- CONCLUSIONES. ......................................................................20VIII.-BIBLIOGRAFÍA. .........................................................................21IX.- ANEXOS. .....................................................................................22
  4. 4. 2I.-INTRODUCCIÓN.Las necesidades de la sociedad hoy en día, requieren el uso de las tecnologíaspara llevar a cabo sus actividades diarias, sea para trabajo, estudio oentretenimiento. La necesidad de estar comunicado mediante dispositivos móvilesaumenta día a día y es ahí donde toma fuerza el contar con una estructurainalámbrica que satisfaga la comunicación.El siguiente documento, presenta un análisis de la estructura que posee laFacultad de Ingeniería y Ciencias (F.I.C.) en lo que se refiere a la red inalámbricao Wireless Local Area Network (WLAN). Se analiza el por qué la deficiencia en elservicio de esta red estudiando cómo es que está conformada la distribución delos Acces Points (AP), los factores principales de interferencia mediante un SiteSurvey.Se aborda las posibles causas de interferencia en la propagación de la señal, alpresenciar las interferencias naturales y artificiales. Se presenta una descripcióndel cómo puede afectar la mala instalación y configuración de los AP’s que brindanla cobertura inalámbrica, basándose en lo que marca los estándares 802.11 y losinconvenientes del operar en una frecuencia libre como lo es la frecuencia de 2.4GHz.Todo esto basándose en el análisis de estudio y aplicación de modelos depropagación de señal para ambiente exterior; para este caso de estudio se toma elmodelo Okumura-Hata que es un modelo matemático probado para entornos decomunicaciones móviles desarrollado en Japón y ampliamente utilizado en Europapara estimar las pérdidas de propagación entre una antena transmisora y unaantena receptora móvil. En este trabajo su uso se plantea para un ambiente móvilsub-urbano, dadas las características físicas de la F.I.C.
  5. 5. 3II.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.La Facultad de Ingeniería y Ciencias (F.I.C.) de la Universidad Autónoma deTamaulipas (U.A.T.) cuenta desde hace tiempo con un servicio deficiente decobertura inalámbrica del cual el personal que habita esta escuela ha venidoreportando y presentando quejas por el mal servicio que se brinda en esteaspecto. Principalmente, las quejas han surgido porque existen zonas las cualesno están cubiertas al 100% para poder brindar servicio de red inalámbrica.Dado que es una escuela a nivel superior en la cual tanto el alumno como elprofesor, así como el personal administrativo de la misma requieren uso de unaconexión inalámbrica para acceder a internet, es necesario contar con una muybuen esquema de cobertura y acceso que permita trabajar acorde a lasnecesidades de los usuarios. Generalmente este tipo de servicio es para en sumayor parte poder brindar un acceso en las aulas ó áreas de estudio.En el segundo semestre del 2011 se realizaron estudios de análisis de espectro deradiación como trabajo correspondiente a la materia de ComunicacionesInalámbricas (M.IT18.040) de la carrera de Ingeniería en Telemática impartida enesta misma facultad y de los cuáles se concluyó que no existía una coberturaaceptable para permitir que todos los alumnos y profesores en las aulas quedesearan acceso inalámbrico lo hicieran, además de que en ciertos casos no sepodía lograr una asociación entre el punto de acceso y el dispositivo portátil quese deseaba conectar, causando un grado de molestia en el usuario. El problemafue la falta de difusión acerca de que el área de soporte técnico de la F.I.C. es lacorrespondiente para configurar los dispositivos que desearán conectarse a la redinalámbrica en ese entonces. De toda la gran extensión de esta facultad, solo labiblioteca mostró ser un buen lugar para lograr el acceso hacia internet de formainalámbrica.En la actualidad (2012) después de haber realizado un intento de solución a esteproblema, se sigue presentando reclamo por un mal servicio; si bien es cierto quepara un área extensa como lo es la FIC se podría pensar que se requieren variosequipos (puntos de acceso) para alcanzar a cubrir toda o la mayor parte de lamisma, es importante saber que una buena planeación ayudaría a resolver laproblemática que se tiene actualmente, por lo que cuestiones como ¿qué zonas sedesea cubrir?, ¿con qué recurso se cuenta?, ¿qué se puede catalogar como unobstáculo a la propagación de la onda?, son una buena forma de detectar en queestá fallando. La F.I.C. no posee una buena administración de la red inalámbrica,por ende es imposible que haya tenido una planeación para implementar algúnesquema de cobertura inalámbrica que satisfaga a las necesidades de losusuarios de esta.
  6. 6. 4III.-ANTECEDENTES.3.1 Componentes Físicos.La Facultad de Ingeniería y Ciencias ubicada en ciudad victoria, cuenta con 9access points, distribuidos geográficamente para poder proveer de internetinalámbrico a los estudiantes de dicha Facultad. (Rodriguez, 2011). De los cuálessu distribución era la siguiente: LUGAR DE UBICACIÓN. CANTIDAD DE AP. Biblioteca 1 Cubículo de maestros 1 Edificio B 1 Control de cámaras 1 Incubadora de negocios 1 Edificio E 1 Ceprodavi 1 Geomática 1 Laboratorio de Telemática 1 Cuadro 1.- Distribución geográfica de los puntos de acceso en la FIC 2011.El AP ubicado en el edificio E, duro sin funcionar poco más de 2 años sin serreemplazado, según informes del área de soporte técnico.Esto es un indicador de que la red inalámbrica carecía de importancia para laadministración y la razón del por qué se mantuvo sin servicio cuatro edificios desalones (Edificio E, F, G y área de laboratorios).Conocer el lugar donde se está trabajando es muy importante, así como lacantidad de usuarios a los que se les brindará el servicio, “Implementar una WLANque saque el mejor provecho de los recursos y entregue el mejor servicio puederequerir de una planificación cuidadosa. Las WLAN pueden abarcar desdeinstalaciones relativamente simples a diseños intrincados y muy complejos.”(Cisco Systems, 2008), esto quiere decir que una planificación bien definida notiene por qué generar problemas, si se sigue un plan de diseño que permitaestructurar de buena forma la topología de la WLAN en la F.I.C., los problemas sepueden reducir de gran medida e incluso desaparecer, siempre y cuando laadministración de la red lleve una adecuada labor. La meta principal del Site Survey de RF es proveer suficiente información paradeterminar el número y ubicación de los Access Points que provean la adecuadacobertura a través del edificio. Un Site Survey de RF adicionalmente detecta la
  7. 7. 5presencia de interferencia proveniente de otros orígenes (microondas, teléfonosinalámbricos) que pueden degradar el performance de la Red de Área LocalInalámbrica. (ACTECH NETWORK EXPERTS, 2007). Conocer el sitio donde seimplementará una WLAN, es parte fundamental en la planificación, este procesollamado Site Survey (Estudio del Sitio) de RF (Radio Frecuencia) cuando serealiza resulta de gran ayuda para la el diseño de la topología o en su defectogenerar un rediseño de la misma. Toda buena planeación genera un buenresultado, y para ayudar a tener un servicio de WLAN, dentro de la de DirecciónGeneral de Innovación Tecnológica (D.I.T.), ubicado en el Centro UniversitarioVictoria, existe un departamento que es encargado de brindar asesoría para eldiseño e implantación del servicio de red inalámbrica en la U.A.T., dentro delCentro Universitario Victoria, las facultades que poseen un servicio con asesoríapor parte del D.I.T. son: Facultad de Comercio y Administración Victoria, U.A.M.Ciencias, Educación y Humanidades, U.A. de Trabajo Social y Ciencias para elDesarrollo Humano, así como muchas otras áreas dependientes de laUniversidad. Todas las facultades mencionadas operan de buena manera, segúnreportes de la D.I.T. Actualmente la U.A. de Derecho y Ciencias Sociales así comola Facultad de Enfermería Victoria han solicitado el apoyo para que se le brinde unservicio como a las escuelas antes mencionadas ya que actualmente no cuentancon el esquema de implementado actualmente, en el caso de la Facultad deEnfermería Victoria se debe a que recientemente se cambió de ubicacióngeográfica.La F.I.C. cuenta con un diseño propio de WLAN, es decir que esta escuela optópor un diseño creado dentro de la misma. En abril del 2004, la D.I.T. envió unapropuesta a la administración de esta escuela, plasmándoles un diseño de WLANacorde a las necesidades de aquel tiempo, propuesta que no se tomo en cuentapara implementarla.
  8. 8. 6IV.-OBJETIVOS E HIPÓTESIS.4.1 Objetivos.4.1.1Objetivo general -Realizar un análisis y comparación de los modelos de propagación de señal para ambiente exterior.4.1.2Objetivos específicos. -Realizar un análisis de la estructura inalámbrica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias. -Generar un estudio en base a un modelo de propagación que permita reestructurar el esquema implementad. -Analizar las fuentes de interferencia en la propagación de la señal así como las causas de deficiencia o nula señal en diversas áreas.4.2 Hipótesis El análisis de los modelos de propagación permitirá desarrollar un esquemaidóneo para la red inalámbrica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias.
  9. 9. 7V.-MÉTODOS.5.1 Modelos de propagación.En orden de estimar los parámetros de señal exactos para sistemas móviles, esnecesario estimar las características de los sistemas de propagación. El análisisde propagación brindará una buena estimación inicial de las características de laseñal (Sarkar, Ji, Kim, Medouri y Salazar, 2003.). El análisis de propagación de laseñal permite estimar la pérdida y comportamiento de la señal transmitida en unsistema de comunicaciones móvil; pese a que existen diversos modelos depropagación en el cual su diseño es para entornos móviles de área extensa, estoen comparación con la estructura física de la F.I.C. Después de analizar ycomparar se realizó una clasificación de modelos de propagación como lo muestrala figura 12. Figura 12.- Clasificación de los modelos de propagación.Como se observa en la clasificación presentada, existen dos escenarios: outdoor eindoor, es decir ambiente exterior y ambiente interior, siendo la diferencia que elsegundo se enfoca a cómo se comporta la propagación de señal dentro deconstrucciones, edificios principalmente. Por otro lado el outdoor o ambienteexterior se refiere al comportamiento de la señal fuera de toda construcción,contemplando todo lo que pueda presentar un entorno exterior.
  10. 10. 8La Figura 12, solo hace referencia a los modelos outdoor, y la razón es porque elestudio realizado para analizar la propagación de la señal fue precisamente unmodelo para ambiente exterior, específicamente el modelo Okumura-Hata.5.1.1 Modelo Okumura-Hata.Este modelo se basa en un conjunto de medidas efectuadas en Japón queproporcionaron una serie de curvas de intensidad de campo parametrizadas paradistintas alturas de las antenas de las estaciones base. (Sallent, Valenzuela yAgustí, 2003.).Pese a ser un modelo empírico ha tenido una amplia aceptación en Europa ya quegracias a los aspectos que ha tomado en cuenta se comprobó que ayuda apredecir el comportamiento de la señal en las ciudad europeas. Por lo tanto seoptó por tomar este modelo para aplicarlo al entorno analizado de este trabajo.Las ecuaciones de este modelo son las siguientes. L= 69.55 + 26.16 log f – 13.82 log ht - a(hm) + (44.9-6.55 log ht) *log dDonde:f = frecuencia de portadora (en MHz)ht = altura de antena emisora BS (en m.)d = distancia de propagación entre antenas (en km)a(hm) = factor de corrección para la altura del la antena receptora (dispositivo móvil) (enm.)hm = altura de la antena receptora sobre el suelo (en m.)Factor de corrección a(hm). Cd. Pequeñas y medianas. a(hm) = (1.1log f – 0.7)hm - (1.56log f – 0.8) Cd. grandes. Para f< 300MHz a(hm) = 8.29[(log (1.54hm)]2 – 1.1 Cd. Grandes. Para f> 300MHz a(hm) = 3.2[log (11.75hm)]2 – 4.97
  11. 11. 9Debido a que el escenario que se analiza no entra en clasificación de ciudad y que lasfórmulas anteriores son para entornos urbanos, el resultado de L se adecua para unentorno sub-urbano mediante la siguiente fórmula. L = L (urbano) – 2[log (f/28)]2 – 5.45.2 Estándares de WLAN.Es fundamental conocer como se trabaja en una WLAN hablando en el aspecto deprotocolos y/o estándares. Partiendo de ahí se conocerá si los recursos que setienen son ideales para los buenos desempeños de la red al igual que se permiteentender de qué manera una WLAN puede operar de buena manera, dandosatisfacción al usuario final.802.11 es un estándar IEEE que define cómo se utiliza la radiofrecuencia (RF) enlas bandas sin licencia de frecuencia médica, científica e industrial (ISM) para laCapa física y la sub-capa MAC de enlaces inalámbricos. (Cisco Systems, 2008).Dado la necesidad cada vez mas de la utilización de dispositivos inalámbricos ylas soluciones que pueden aportar en muchos lugares y formas de trabajo en lavida cotidiana, la IEEE desarrolló diversos estándares que son con los queactualmente se trabaja para desarrollar equipos y/o aplicaciones que funcionen deforma inalámbrica.Las tasas de datos de los diferentes estándares de LAN inalámbrica estánafectadas por algo llamado técnica de modulación. Las dos técnicas demodulación comprendidas en este curso son: Espectro de dispersión de secuenciadirecta (DSSS) y Multiplexación por división de frecuencias octagonales (OFDM).Existen diversas variantes del estándar 802.11, las cuales son:802.11aEl IEEE 802.11a adoptó la técnica de modulación OFDM y utiliza la banda de 5GHz.Los dispositivos 802.11a que operan en la banda de 5 GHz tienen menosprobabilidades de sufrir interferencia que los dispositivos que operan en la bandade 2,4 GHz porque existen menos dispositivos comerciales que utilizan la banda
  12. 12. 10de 5 GHz. Además, las frecuencias más altas permiten la utilización de antenasmás pequeñas.Existen algunas desventajas importantes al utilizar la banda de 5 GHz. La primeraes que, a frecuencia de radio más alta, mayor es el índice de absorción por partede obstáculos tales como paredes, y esto puede ocasionar un rendimiento pobredel 802.11a debido a las obstrucciones. El segundo es que esta banda defrecuencia alta tiene un rango más acotado que el 802.11b o el g. Además,algunos países, incluida Rusia, no permiten la utilización de la banda de 5 GHz, loque puede restringir más su implementación.802.11b y 802.11g802.11b especificó las tasas de datos de 1; 2; 5,5 y 11 Mb/s en la banda de 2,4GHz ISM que utiliza DSSS. 802.11g logra tasas de datos superiores en esa bandamediante la técnica de modulación OFDM. IEEE 802.11g también especifica lautilización de DSSS para la compatibilidad retrospectiva de los sistemas IEEE802.11b. El DSSS admite tasas de datos de 1; 2; 5,5 y 11 Mb/s, como también lastasas de datos OFDM de 6; 9; 12; 18; 24; 48 y 54 Mb/s.Existen ventajas en la utilización de la banda de 2.4 GHz. Los dispositivos en labanda de 2,4 GHz tendrán mejor alcance que aquellos en la banda de 5 GHz.Además, las transmisiones en esta banda no se obstruyen fácilmente como en802.11a.Hay una desventaja importante al utilizar la banda de 2,4 GHz. Muchosdispositivos de clientes también utilizan la banda de 2.4 GHz y provocan que losdispositivos 802.11b y g tiendan a tener interferencia.802.11nIEEE 802.11n fue pensado para mejorar las tasas de datos y el alcance de laWLAN sin requerir energía adicional o asignación de la banda RF. 802.11n utilizaradios y antenas múltiples en los puntos finales, y cada uno transmite en la mismafrecuencia para establecer streams múltiples. La tecnología de entradamúltiple/salida múltiple (MIMO) divide un stream rápido de tasa de datos enmúltiples streams de menor tasa y los transmite simultáneamente por las radios yantenas disponibles. Esto permite una tasa de datos teórica máxima de 248 Mb/spor medio de dos streams.
  13. 13. 115.3 Canales.El estándar IEEE 802.11 establece el esquema de canalización para el uso de lasbandas ISM RF no licenciadas en las WLAN. La banda de 2.4 GHz se divide en 11canales para Norteamérica y 13 canales para Europa. Estos canales tienen unaseparación de frecuencia central de sólo 5 MHz y un ancho de banda total (uocupación de frecuencia) de 22 MHz. El ancho de banda del canal de 22 MHzcombinado con la separación de 5 MHz entre las frecuencias centrales significaque existe una superposición entre los canales sucesivos. Las optimizaciones paralas WLAN que requieren puntos de acceso múltiple se configuran para utilizarcanales no superpuestos. Si existen tres puntos de acceso adyacentes, utilice loscanales 1, 6 y 11. Si sólo hay dos, seleccione dos canales cualesquiera con almenos 5 canales de separación entre ellos, como el canal 5 y el canal 10. MuchosAP’s pueden seleccionar automáticamente un canal basado en el uso de canalesadyacentes.Como lo muestra la siguiente figura, los canales ideales para trabajar en unambiente de 2.4 GHz son el 1,6 y 11 ya que son los canales que no interfierenentre sí. Figura 1.- Gráfico de canales para la región de Norteamérica.Lo ideal en una estructura inalámbrica es evitar la interpolación o interferencia quese pueda llegar a generar al tener AP’s de forma continua o adyacente. Esrecomendable conocer bien los lugares donde se colocará algún AP, estoprecisamente será de mucha ayuda al momento de formar una “estructura celular”,es decir, si cada AP cuenta con un patrón de radiación, a cada patrón se le puedeconsiderar como célula, siendo el AP el punto central de dicha célula. Al tener unared de infraestructura, se tendrán tantas células como tantos AP’s estén.
  14. 14. 12 Figura 2 .- Patrón de radiación sin interferencias entre canales.La figura nos muestra de manera gráfica, como es que se puede lograr generar unpatrón de radiación sin que los canales interfieran entre sí. Aunque solo sea unafigura ilustrativa, puede servir para brindar la idea de cómo se pretende establecerla estructura de WLAN, hablando ya en el punto de operación e intentando evitarla interferencia que entre canales se pueden llegar a crear.Actualmente la F.I.C. cuenta con una configuración de sus diversos AP’s en unaforma la cual cada AP elige el canal para transmitir de manera automática. Cadaequipo elige el canal de acuerdo a la baja congestión que este detecte, de estamanera se puede tener cualquier canal que vaya del 1 al 11. En teoría puedeservir si es que se tiene mucha congestión en los canales idóneos (1,6 y 11), massin embargo esto puede ocasionar interferencia entre canales, dado que no existeun control de que canal se tendrá para transmitir.El cuadro 4, muestra como está la distribución de los canales de transmisióndentro de la F.I.C.
  15. 15. 13 LUGAR DE CANTIDAD DE CANAL CANAL UBICACIÓN. AP. (Abril) (Noviembre)Biblioteca 1 11 7Cubículos de 1 7 8maestrosControl de cámaras 1 10 4Centro de cómputo 1 1 6Incubadora de 1 4 11negociosEdificio E 1 8 9Centro de Educación 1 8 6ContinuaGeomática 1 8 3Laboratorio Cisco 1 7 11Dirección 1 9 11SINED 1 - 6 Cuadro 2.- Distribución geográfica de los puntos de acceso en la F.I.C. (2012).5.4 Instalaciones Físicas de la F.I.C.Las instalaciones de la F.I.C. cuentan con diversos jardines entre cada edificio,además que es una escuela demasiado amplia y que cuenta con la presencia demuchos árboles. En sus edificios presenta estructuras de metal y concreto,materiales que poseen alta capacidad de absorción de señal, provocando ladegradación de la misma.
  16. 16. 14 Figura 3 .- Explanada de la F.I.C.Es de suma importancia al realizar un análisis de sitio o site survey, conocer lascaracterísticas de las edificaciones en el punto a analizar. En esta escuela comopunto importante se encuentra la presencia de amplia vegetación y de materialesde construcción que absorben de manera importante la señal.Existen diversos fenómenos de propagación de la señal, los cuales influyen en elmomento de transferir o transmitir alguna señal de información, en este caso lasseñales que se emiten desde los distintos AP’s.En cualquier sistema de comunicaciones se debe aceptar que la señal que serecibe deferirá de la señal transmitida debido a varias adversidades y dificultadessufridas en la transmisión, W. Stallings (2004).Es por ello que un estudio de los diversos fenómenos de propagación que sepuedan llegar a tener en esta escuela servirán para mejorar y reestructurar elesquema implementado de WLAN. Entre muchos fenómenos existen: Reflexión,Refracción, Desvanecimientos, Atenuaciones, etc.La reflexión es un fenómeno es de mucha importancia en un entorno inalámbrico,el cual es provocado ya que una onda que intenta pasar sobre algún objeto omaterial no lo logra y rebota tomando otra dirección. La diferencia a la refracciónconsiste en que la primera genera un ángulo de reflexión, es decir si la señal viajaen un ángulo de 45° al rebotar en algún material provocara que tome otro cursopero en el mismo ángulo de 45°. Por su parte la refracción no, esta si lograatravesar el material pero sufre un ligero desfase una vez atravesado el objeto,más sin embargo si toma otra dirección pero no de la manera que lo provoca lareflexión.Otro fenómeno presente son los desvanecimientos, que no son más que lapérdida de señal de forma gradual ocasiona por reflexiones que sufre en sutrayecto. Es necesario que la distancia entre las antenas sea lo más ya que entremás grande sea la distancia entre ellas, más diferente será la célula de coberturade cada antena. Y si estas células de cobertura llegan a ser diferentes, se puedenpresentar pérdidas de señal o un pobre rendimiento.
  17. 17. 15Las instalaciones o construcciones (figuras 4, 5 y 6) tienen mucho que ver con elhecho de que la señal se altere o no, como se mencionó antes los materialesempleados en las construcciones ya sea en paredes, muros, techos sonfundamentales para generar un panorama de que tanta absorción existirá.El tipo de material definirá la forma de penetrar por parte de la señal, variablescomo la delgadez y tipo así como la frecuencia de la señal y la potencia con laque se transmitió también.En momento de viajar, cualquier señal es propensa a ser adquirida por un objetode metal u otro material.A principio se redactaba que la F.I.C. posee una inmensa cantidad de árbolesdada su extensión territorial, estos árboles son parte de las interferenciasnaturales a las cuales también se les une los rayos del sol dado que los emisionesvarían constantemente provocando interferencias en el aire, medio por el cualviajan las señales de RF. Otro ejemplo de fuente de interferencia natural es el quetenemos son las descargas eléctricas de la atmósfera, como los rayos.Por otro lado, los seres humanos también generan fuentes de interferencia, estasson conocidas como fuentes artificiales y que no son más que los aparatoseléctricos, electromagnéticos o mecánicos que se puedan utilizar, ejemplo claro,los transformadores de energía. Un paso esencial para conocer el sitio de lafacultad, es saber qué tipo de interferencia artificial también está presente. Elsiguiente cuadro, muestra la atenuación que poseen diversos materiales encantidades aproximadas, extraídos de estudios realizados por parte de Siemens yen la Universidad Politécnica de Madrid de los cuáles se resalta en el cuadrosiguiente. Tipo de obstáculo Atenuación Maderas. 8 dB Paredes finas. 6-12 dB Paredes de ladrillo y cemento 10-20 dB Paredes de cemento armado 20-40 dB Vidrios y contra-ventanas. 20 dB
  18. 18. 16 Metales 30 dB Arbustos (2-4 m.) 10-15 dB Árboles (30-40 m.) 30-15 dB Cuadro 3.- Atenuación de materiales a 2.4 GHz5.5 Equipos de la F.I.C.La Facultad de Ingería y Ciencias, cuenta con dos tipos de dispositivos parabrindar la cobertura de WLAN. Estos equipos pertenecen a distintas marcas, lascuales son : Cisco y TP-LINK.Cisco Aironet 1200 (figura 7) es el modelo que optó por usar en esta escuela,dada su buena capacidad y su robustez, son ampliamente recomendados por laD.I.T.Por otro lado, con menos capacidades pero que cumplen una buena función, seencuentra el modelo TP-WA5210G (figura 8) de la marca TP-LINK.Del modelo Aironet 1200, se cuentan con 8 dispositivos, todos funcionando debuena manera, caso contrario a los modelos TP-WA5210G, que no funcionanadecuadamente dado a que se han realizado arreglos para la colocación deantenas e instalados de forma errónea al no protegerlos al 100%, como se ve enla figura 10. Figura 9- Los AP TP-LINK se encuentran sin una protección al no colocarles la tapa correspondienteComo se puede apreciar, el entorno de este equipo se nota que existen árbolesalrededor, esto aunado a no protegerlo físicamente y exponerlo al agua o a alguna
  19. 19. 17acumulación de polvo que llegue a perjudicar, representa causas del posiblementemal funcionamiento. Otra causa a considerar del por qué no operan debidamente,es que tanta zona se les ha otorgado para cubrir.La D.I.T. expone que ha presentado problemas con estos equipos en la U.A.M.Ciencias, Educación y Humanidades y la U.A. de Trabajo Social y Ciencias parael Desarrollo Humano ya que han presentado fallas en su firmware y estoocasiona que los usuarios no puedan acceder a una conexión inalámbrica estable.Esto representa una posible causa más al pobre funcionamiento de dichosequipos.5.6 Software.Para el análisis del comportamiento de la red en la F.I.C. se utilizará dosherramientas de software, las cuales permitirán orientar hacia donde o como estala situación actual en la escuela.La primera es Ekahau HeatMapper (figura 10) que es herramienta libre y nospermite generar un patrón de radiación de algún lugar a analizar. Brinda la opciónde insertar un mapa o plano y al indicar el recorrido que se hará recolecta datos entiempo real generando un esquema de radiación en base a la presencia de calorobtenida durante el trayecto. Carece de ciertas cosas, pero solo es empleada paradar un panorama general en el punto de vista técnico.Otra herramienta es WiFi Analyzer (figura 11) que corre bajo la plataformaAndroid y es utilizada en dispositivos móviles como este caso en un TeléfonoCelular HTC Desire A. Esta herramienta cuenta con un medidor de potencia,permite ver los diversos puntos de acceso y SSID’s así como los canales en queoperan. Además de esto la posibilidad de obtener gráficas que permiten observarel comportamiento de en cuanto a la potencia transmitida de todos los AP´s quealrededor se encuentren.Pese a que estas herramientas son gratuitas, con el uso de ellas se garantizatener un panorama más amplio y un punto de vista técnico que complementará elrealizado personalmente al recorrer las instalaciones y presenciar cómo está lasituación actual.
  20. 20. 18VI.- RESULTADOS.6.1 Aplicación del Modelo Okumura-Hata.Dadas las fórmulas anteriores y recolectando los datos necesarios, se realizó elcálculo para estimar la pérdida de propagación, esto se hizo con un equipo TP-WA5210G ubicado en el control de cámaras. A continuación se presenta eldesarrollo.F: 2400 MHzht: 3.6 mhm: 1.70 md: 0.02 kmObteniendo el factor de corrección a(hm)a(hm) = 3.2[log (11.75*1.7)]2 – 4.97a(hm) = 0.4418Sustituyendo todos los valores en la fórmula tenemos:L= 69.55 + 26.16 log 2400 – 13.82 log 3.6 – 0.4418 + (44.9-6.55 log 3.6) *log 0.02L= 79.7559 dB.Adecuando los valores para un entorno sub-urbano, se obtiene:L =79.7559 – 2[log (2400/28)]2 – 5.4L=66.8826 dB.En base al resultado obtenido y en comparación con una toma realizada medianteWiFi Analyzer al mismo AP, se observa que los resultados varían un poco encuanto a la estimación de pérdida de la onda, pero aún así ambos resultadospresentan similitudes en el comportamiento de la señal emitida. Para ello la figura12 muestra el comportamiento en un lapso de tiempo de la señal transmitida por elAP del control de cámaras. Donde la línea celeste representa la gráfica de la señaldel AP estudiado.
  21. 21. 19 Figura 12.- Captura de potencia de transmisión mediante WiFi Analyzer.Por otro lado, a la misma distancia (20 m) se capturó una imagen que brinda elsistema interno del equipo, donde presenta la tasa de transferencia en un lapso detiempo. Esto junto con las medidas obtenidas en dB, permitirán establecerparámetros y diseñar el patrón de radación de cada equipo instalado y que estefuncionando dentro de la F.I.C.
  22. 22. 20 Figura 13.- Gráfica de la tasa de transferencia del AP de control de cámaras.VII.- CONCLUSIONES.En base al estudio que se realizó hasta aquí, se ha permitido identificar ciertascausas del por qué la red inalámbrica de la F.I.C. no brinda una cobertura idóneapara la satisfacción de los usuarios.El estudio de los modelos de propagación permitió identificar qué modelo sepuede adaptar de forma práctica al escenario planteado para su aplicación, eneste caso el modelo Okumura-Hata fue el seleccionado y trajo resultados útilesque servirán para la creación de los patrones de radiación.Al analizar la estructura de la red de la F.I.C., primeramente mediante laobservación de la instalación de la red se realizó sin previo análisis, razón por laque no se brinda la cobertura en los puntos necesitados. Por otro lado al poderentrar a la configuración de los equipos se comprobó que no se realizó un análisisprevio ya que al observar la configuración de los canales en los que estánoperando los equipos no permiten la creación de un patrón de células que brindencobertura y movilidad a los usuarios de esta red.La cobertura en esta escuela se vuelve más compleja, en primer lugar por laseparación de los edificios, tanto administrativos y aulas, por lo que la potenciatransmitida resulta insuficiente pese a que se cuentan con dos equipos quebrindan cobertura amplia. La elección errónea como punto de instalación refuerzaque las interferencias naturales (árboles) y artificiales (edificios construcciones)intervengan en el trayecto de la señal y generen como resultado la interferencia
  23. 23. 21VIII.-BIBLIOGRAFÍA.Álvarez, G. y Pérez, P. Seguridad en redes inalámbricas WiFi. España:Departamento de Tratamiento de la Información y Codificación. Recuperado enhttp://www.iec.csic.es/gonzalo/descargas/SeguridadWiFi.pdf [2012, 8 de marzo].Barajas, S. (2011) Protocolos de seguridad en redes inalámbricas. Madrid:Universidad Carlos III de Madrid. Recuperado enhttp://www.saulo.net/pub/inv/SegWiFi-art.htm [2012, 9 de marzo].Conmutación y conexión inalámbrioca de LAN (2008), [software de computadora].México: Cisco Systems, Inc.Parra, A., Pérez, J. y Zhagüi, L. (2011). Análisis y Diseño de una Wireless LANpara la Empresa SIEETE D.C. Recuperado el 12 de marzo del 2012 en elRepositorio Digital de la Universidad Politécnica Salesiana:http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/779Ríos, D. (2011). Seguridad en redes WiFi. Recuperado el 9 de marzo del 2012 enen el sitio de la Universidad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura:http://exa.exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/SistemasOperativos/MONOGRAFIA_DE_SEGURIDAD_EN_%20REDES_WIFI.pdfRodriguez, M. (2011). Deficiencias de conexion via WiFi en la Facultad deIngenieria y Ciencias del 2011. México: Universidad Autónoma de Tamaulipas.Recuperado en http://ficproyectos.blogspot.com [2012, 1 de febrero].Site Survey. Recuperado el 10 de marzo del 2012, dehttp://www.actech.com.mx/servicios/downloads/ACTECH_SiteSurvey_newlogo.pdfSallent,O.,Valenzuela,J. y Agustí, R. (2003). Principios de comunicaciones móviles(1a. ed.). Barcelona: Ediciones UPCTapan, K., Zhong, J., Kyungjung, K., Abdellatif, M. y Magdalena, S.(2003). ASurvey of Various Propagation Models for Mobile Communication: IEEEAntennasand Propagation Magazine, 45, 51, 56-57.Toaza, M. (2010). Análisis De Interferencias en una Red Inalámbrica Utilizando unAnalizador de Espectro de Banda Ancha. Quito: Universidad Tecnológica deAmérica. Recuperado enhttp://186.3.16.124/bitstream/123456789/95/3/ELECTRONICA-002 [2012, 6 demarzo]W. Stallings.(2004). Comunicaciones y redes de computadores, Transmisión dedatos (pp. 61-97). Madrid: Pearson Educación.
  24. 24. 22IX.- ANEXOS. Figura 4.-Estructura de los salones de clase en la F.I.C. Figura 5.- Explanada entre salones de clase. Figura 6.- Jardín entre cubículos de maestros y edificio A.
  25. 25. 23Figura 7.- Cisco Aironet 1200. Figura 8.- TP-WA5210G
  26. 26. 24Figura 10.- Interfaz Ekahau HeatMapper. Figura 11.- Interfaz WiFi Analyzer.

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