1. 1
ESTUDIO SOBRE EL ESTADO ACTUAL DE
LOS ENLACES INALAMBRICOS DE DATOS EN
DIECIOCHO SEDES DEL HOSPITAL DEL SUR
E.S.E. PARA LA EMPRESA ENGINEERING
GROUP LIMITADA
Christian David Orjuela Gutierrez - Código: 20102273012
Abstract—Los enlaces de datos en banda libre son elementos De esta manera los enlaces de datos punto a punto (Base
indispensables para el funcionamiento de muchas entitades pub- Unit (BU) a Remote Bridge (RB)) y punto multipunto (Access
licas y privadas; todos los datos que comunican las diferentes Unit (AU) a múltiples Suscriber Unit (SU)) por su versatilidad
sedes de estas entidades con sus respectivos servidores, fluyen a
través de estos enlaces de radio, por lo cual cualquier caída y economía al estar en banda libre se han convertido en una de
o deterioro en el funcionamiento de un canal podría causar las mejores alternativas para enlaces de banda ancha (hasta 230
el colapso de una o de todas las sedes asociadas a la AU Mbps de Throughput) a distancias menores de 45 Km. Pero
correspondiente, sumado a esto, al implementar nuevos servicios todos estos beneficios comparados con los canales dedicados
como VoIP genera la necesidad de un mayor ancho de banda; suministrados por los Carriers, han producido un crecimiento
teniendo en cuenta la creciente contaminación de las bandas
libres en la frecuencia de 5.4 Ghz y 5.8 Ghz que ha hecho que los desbordado de los enlaces de datos inalámbricos, sobre todo
equipos ajusten su modulación disminuyendo significativamente de aquellos que se encuentran en las bandas de frecuencia de
el Througput o desempeño real de los enlaces actuales; hace 2.4 Ghz, 5.4 Ghz y 5.8 Ghz, causando como consecuencia
que estas entidades requiera de manera inmediata un análisis una contaminación del espectro en estas frecuencias y en
serio y profundo que permita determinar el estado actual de los muchos casos un deterioro en el desempeño de este tipo de
enlaces inalámbricos de datos en para determinar si existe alguna
variable este afectando su desempeño y asi proceder a mejorar canales. Por tal razón se ha generado la inminente necesidad
y optimizar su comunicación. de mejorar la capacidad y desempeño de este tipo de canales
para garantizar un tiempo de vida mayor para las inversiones
Index Terms—NLOS, OFDMA, WIMAX, Breeze Access VL,
antena, zonas de Fresnel en estas soluciones y la estabilidad de las redes existentes; y
para ello se deben contemplar varios aspectos que intervienen
en el desempeño de este tipo de enlaces y que mediante
I. I NTRODUCCIÓN un análisis y estudio profundo podrían ayudar significativa-
mente al mejoramiento u optimización del desempeño de estos
ERE El espectro electromagnético, que es el recurso
H natural de las comunicaciones por el espacio, se en-
cuentra en su punto máximo de congestionamiento. Esto
canales. Entre los aspectos que podrían influir y que deben ser
analizados están: El componente físico asociado a la altura
y orientación adecuada de las antenas, el componente de
constituye evidencia de que a pesar del uso extenso de medios
interferencia, modulación y demás variables relacionadas con
de transmisión como la fibra óptica; la transmisión por el aire
la tecnología y las características de los equipos asociadas a
continua siendo uno de los sistemas de mayor crecimiento
una adecuada configuración de los radios, y el componente
en lo que al trasporte de información se refiere. Por tal
de reconfiguración de la red que mediante la segmentación
razón el uso del espectro electromagnético está reglamentado
permita optimizar el tráfico para disminuir el uso de los canales
y administrado por el estado y la utilización de ciertas fre-
mediante la mitigación del brodcast y racionalización del
cuencias como las de la telefonía celular suelen tener costos
tráfico. Esto nos lleva a realizar análisis y estudios profundos
exorbitantes. Pero en la gama de frecuencias de este espectro
que permitan determinar si el desempeño de estos enlaces
electromagnético existe un conjunto de frecuencias llamadas
estas siendo afectado por interferencias, objetos o alguna otra
de banda libre cuyo uso no tiene ningún costo; y son las
variable que puede ser mitigado manejando los canales de
aplicaciones en esta banda libre las que nos ocupan, pues
frecuencia, las alturas de las antenas, segmentando la redes
son las que mayor crecimiento han presentado y en ella
o con diversas fórmulas que mejorarían la modulación de los
encontramos desde teléfonos inalámbricos, pasando por WiFi
enlaces y por lo tanto el Througput de los mismos.
(a/b/g/n) hasta aplicaciones tan robustas como TDD, OFDM,
NLoS, PreWiMAX o WiMAX en banda libre. II. M ARCO C ONCEPTUAL
Universidad Ditrital: “Francisco Jose de Caldas”, Bogotá, Colombia, e-mail: Los seres humanos tenemos por naturaleza la necesidad de
cdorjuela@yahoo.com. desenvolvernos en medios donde tenemos que estar comunica-

2. 2
dos. Por eso la gran importancia de la transmisión y recepción Las ondas electromagneticas que son las que transmiten las
de información, y en la época actual donde los computadores señales de radio, son generadas por el movimiento de una
hacen parte de la cotidianidad, es necesario establecer medios carga electrica. Estas ondas estan compuestas por componentes
de comunicación eficaces. electricos y magneticos, ademas se ordenan en un expectro
Al remontarnos en la historia, encontramos que las comu- en donde se encuentran desde ondas con frecuencias muy
nicaciones inalámbricas comenzaron con la postulación de las elevadas hasta las que poseen frecuencias muy bajas. Poseen
ondas electromagnéticas por James Cleck Maxwell durante diferentes propiedades como lo son difracción, refracción,
el año 1860 en Inglaterra, la demostración de la existencia de reflexión, etc. y valores medibles como la frecuencia y la
estas ondas por Heinrich Rudolf Hertz en 1880 en Inglaterra y longitud de onda.
la invención del telégrafo inalámbrico por Guglielmo Marconi. Las ondas electromagneticas se ven afectadas por el ruido, la
Durante 1890 científicos como Jagdish Chandra Bose de interferencia y otrso factores fiscio que la modifican[Pardell()]
India, Oliver Lodge de Inglaterra y Augusto Righi de la
universidad de Bologna, se encargaron del estudio de los fun-
B. Antenas
damentos naturales de las ondas electromagnéticas. La noción
de la transmisión de información sin el uso de cables fue vista Conjunto de conductores fisicos que sirven como interfaz
por nuestros ancestros como algo mágico. En 1896 la primera entre el espcio libre y las ondas eletromagneticas, permitiendo
patente de comunicaciones inalámbricas fue concebida por tanto la recepción como la transmisión de estas ondas.
Guglielmo Marconi en el Reino Unido.[Joskowicz(2008)] Una antena debe permitir una transferencia maxima de
En 1980 comienza la era celular, diferentes desarrollos y energia desde el medio de transmisión hacia el receptor,
nuevas tecnologías tomaron lugar durante los años de 1990 poseen el principio de reciprocidad el cual establece que las
al 2000. En general la tecnología inalámbrica utiliza ondas de caracteristicas y el comportamiento de la antena receptora debe
radiofrecuencia de baja potencia y una banda específica, de uso ser identicos a la transmisora.
libre o privado para transmitir entre dispositivos, la condición Las antenas poseen diferentes caracteristicas como lo son:
de libertad de utilización sin necesidad de licencia, ha propi- Ganancia, diagrama de radiación, ancho de haz, inpedancia
ciado que el número de equipos especialmente computadores de entrada, polarizacion, entre otras. Se pueden clasificar
haya crecido notablemente. [19()] dependiendo de varios parametros: Frecuencia de operacion,
Las señales inalámbricas son ondas electromagnéticas que tamaño, directividad, construcción fisica y tipo de aplicación.
viajan a través de un medio concreto, habitualmente el aire, [Pascual(2007)]
pero también el vacio. Cuando estas señales se tropiezan con
un obstáculo parte lo atraviesa, parte queda retenida o se C. Comunicación Inalambrica
refracta.
Es aquella en la que los extremos de la comunicación
Los ordenadores envían señales de datos electrónicas, los
emisor/receptor no se encuentran unidos por un medio de
radio transmisores son los encargados de convertir esas señales
propagación físico, sino que utiliza la modulación de ondas
en ondas de radio, por eso se necesitan antenas, estas cambian
electromagnéticas a través del espacio. Los dispositivos físi-
la corriente eléctrica en ondas, esas ondas se irradian hacia el
cos solo están presentes en los emisores y receptores de la
exterior en línea recta y a medida que avanza pierde fuerza, se
señal y pueden ser antenas, computadores, portátiles, teléfonos
atenúa si además debe atravesar obstáculos (arboles, paredes,
móviles entre otros.
ventanas, etc) debilitándose, generando que el ruido sea mayor
El objetivo de este tipo de redes es el de compartir los re-
que la señal y perdiendo la comunicación. [MaynÃl’(2005)]
cursos y que siempre esten disponibles para cualquier usuario
que los solicite, sin importar la ubicación fisica del recurso o
A. Ondas Electromagnéticas
del usuario, ademas se requiere de una alta fiabilidad, ya que
Son perturbaciones que avanzan a traves de diferentes estos datos deben ser interpretados como si fueran originados
medios, incluyendo el vacio. El sonido es un tipo de onda localmente.
que se propaga atraves de un medio. Una de las ventajas de este tipo de redes es el ahorro
Algunas ondas requieren de un medio como una especie economico al no implemetar un cableado estructurado y el de
de soporte para lograr propagarse, estas son denomidas ondas movilidad, al evitar el tener estaciones fijas y poder permitir
mecánicas; pero también exiten ondas que logran propagarse el desplazamiento de los usuarios, sin ataduras de indole
sin la existencia o sin requerir de algun medio (el vacio), estas infraestructural, ademas del poder generar empresas con sedes
son denomidas ondas electromagneticas. distribuidas por diferentes zonas de una ciudad, departamento
Las ondas describen un movimiento ondulatorio por medio o incluso pais, permitiendo asi crecimientos en la red.
del cual se logra propagar energía sin transferencia de materia, Estas redes transmiten la información por medio de ondas
este desplazamiento es periodica en una posición de equilibrio. electromagnéticas, y usando algún metodo de modulación los
Las ondas electromagneticas describen una variacion en la datos puedesn ser recuperdos en el receptor.[Aquino(2011)]
intensidad de dos campos: el eléctrico y el magnético. El
movimiento ondulatorio describe dos tipos de ondas: las
longitudinales que se desplazan en la dirección de propagación D. WiMAX
y las transversales en la cuales se forma un angulo recto entre Traduce Worldwide Interoperability for Microwave Access,
el desplazamiento del medio y la dirección de propagación. y es un estandar (IEEE 802.16) de transmisión por ondas

3. 3
de radio de ultima generación que permite la recepción de G. Zonas de Fresnel
datos por microondas y retransmisión por ondas de radio,
El objetivo de establecer estas zonas en un radio enlace es
es un protocolo para redes de área metropolitana, propor-
la de evitar cualquier tipo de interferencia que pueda afectar
cionando acceso concurrente con varios repetidores de señal
a la señal, se puede decir que cada enlace es una especie
superpuestos, ofreciendo total cobertura por medio de 50 kms
de tuberia por donde viaja la señal o gran parte de energia
de radio y a velocidad de hasta 124 Mbps, es compatible
entre un transmisor y un receptor, por lo tanto, esta tuberia no
conWi-Fi, el cual es definido en el IEEE 802.11.
puede verse afecta por ningun tipo de interferencia que atenue
Este estandar puede funcionar sin tener una linea de vista
la señal donde viajan los datos.
directa con la base transmisora, pero los obstaculos pueden
Un obtaculo puede generar una difraccion en la onda
interferir y modificar la señal.
electromagnetica, ocasionando una atenuacion y el receptor
Algunos beneficios de WiMAX es el elevado rendimiento,
recibiria la señal llegando por caminos diferentes, cada camino
es economico, soporta canales de ancho de banda, QoS, seguri-
arribaria con un retardo caracteristico.
dad, soporta las antenas inteligentes, puede transmitir servicios
Cuando la señal se ve intervenida por un obtraculo y
de valor agregado, no depende del protocolo . [Diaz()]
por ende, no hay visibilidad directa, la zona de fresnel esta
Algo vital de WiMAX es lo posibilidad de cubris zonas
totalmente interrumpida dando se un enlace tipo NLOS.
rurales, las cuales son de dificil acceso.[Herrera()]
Para lograr un maximo alcance entre los dispositivos
emisores y receptores, se debe mantener despejado al menos el
E. Orthogonal Frecuency Division Multiple Access (OFDMA) 80% de la primera zona de Fresnel, para lograr esto se debe
El OFDMA es una tecnica de multiplexación utilizada en tener en cuenta: utilizacion de antenas adecuadas, ausencia
WiMAX con el fin de permitir el acceso multiple, haciendo uso de condiciones climatologicas adversas, linea de vista directa
de la opcion de multiusuario (a cada usuario le sorresponde un entre las antenas y una altura adecuada en la que estaran
subcanal), se basa en la multiplexacion ortogonal por división ubicadas las antenas.
de frecuencia, como tecnología fue desarrollada para redes y Son varias las zonas de Fresnel, las zonas impares con-
sistemas de alta velocidad. El OFDMA en la capa física usa tribuyen positivamente en la propagacion de la onda electro-
como interfaz el aire y permite garantizar el NLOS. magnetica y las positivas contribuyen negativamente; en la
Este resuelve el efecto multitrayectoria consecuencia de primera zona se concentra el 50% de señal de datos, por lo
los retardos en la propagación que generan los múltiples tanto debe llegar sin ningun tipo de interferencia al destino.
obstáculos, logrando que una misma señal llegue en distintos [Zelaya(2010)]
momentos de tiempo. El objetivo es separar las distintas
comunicaciones que se estén produciendo en cada momento,
H. Sistemas Breeze Access VL
y evitar o suprimir las interferencias entre ellas.
Permite el acceso multipla a usuarios al permitir que cada Un tipo de conexión comúnmente encontrada es la punto-
uno de estos tenga una subportadora OFDM (Othogonal multipunto, donde varios nodos están hablando con un punto
Frecuency Division Multiplexing) diferente. de acceso central. Estos dispositivos no se comunican direc-
Esta tecnica es tolerante a la interferencia por multitrayecto, tamente unos con otros y solo a través del punto de acceso
es resistente al desvanecimiento de frecuencia, maneja un pueden acceder a la red. Las desventajas principales de este
ancho de banda escalable y es compatible con las antenas tipo de conexión son la complejidad y la disminución del
inteligentes.[Pascual(2010)][Marcano()] rendimiento. La resolución de los problemas de las redes
multipunto tienden a ser complicados, debido al gran numero
de variables que cambian de un nodo a otro, además el tiempo
F. NLOS de subida de datos introducirá un intervalo de latencia al enviar
Los enlaces NLOS son señales que alcanzan al receptor a la información al punto central.
través de reflexiones, difracciones y dispersiones. Estas señales Breeze Access VL es una plataforma inalámbrica de banda
tienen diferentes atenuaciones, retardos, polarizaciones y una ancha, en la frecuencia de 5 GHZ, utiliza la tecnología
estabilidad, las cuales son relativas frente a la señal que OFDMA, y permite servicios WIMAX, tiene un rendimiento
transmite por el camino o línea de vista directa. Esta tecnología más alto en condiciones de sin línea de vista (NLOS), esto
reduce los costos de instalación. hace que esta tecnología sea ideal para una instalación con
En estos sistemas se pueden presentar serios inconvenientes un costo de operación reducido y funcionando en frecuencias
cuando se generan caminos multiples, los cuales ocasionan exentas de licencia, además de ser uno de los mas seguros
cambio de polarización de la señal. Pero su fuerte es su en el mercado de banda no licenciada. Permite ademas una
funcionamiento adecuado en sistemas con señales que usan alta disponibilidad del servicio, alta capacidad de mecanismos
trayectorias multiples, ademas no se atan a las restricciones QoS, permite el envio de diferentes tipos de servicios (VoIP,
de altura de antenas y reducen gastos de instalación. VPN, video vigilancia, etc).[Alvarion(a)]
WiMAX soluciona los inconvenientes presentados en el Algunas caracteristicas importantes de este tipo de tecnolo-
NLOS usando OFDM, subcanalizacion, antenas direccionles, gia es su bajo costo , requiere una infraestructura reducida,
modulacion adaptativa, control de potencia y diversidad en la menos gastos de operación[Alvarion(b)], se pueden gestionar
transmisión y recepción. [20()] de manera remota, maneja el protocolo de aire Adaptive

4. 4
Circuit Switched Emulation (ACSE) el cual permite mantener [Pascual(2010)] S. V. Pascual, “Red de acceso de banda
una eficiencia bastante alta[Alvarion(c)] . ancha mediante wimax movil,” Apr. 2010, 219 pÃaginas. ˛
[Online]. Available: http://arantxa.ii.uam.es/~jms/pfcsteleco/lecturas/
Maneja Unidades de Abonado (SU) y Unidades de Acceso 20100427SoniaVillarPascual.pdf
(AU).[Alvarion(d)] [Marcano()] D. Marcano, “Acceso mÞltiple OFDMA.”
Alvarion menja diferentes herramientas de software como [20()] “Propagaciøn y tÃl’cnicas de modulaciøn para WimAX,”
s s
14 pÃaginas. [Online]. Available: http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/
˛
el AlvariStar t el AlvariCraft, los cuales permiten realizaun 123456789/214/3/Capitulo%202.pdf
una gestion completa de la red, permitiendo monitoriar, con- [Zelaya(2010)] W. Zelaya, “Zonas de fresnel en redes inalÃambricas,” ˛
figurar y controlar fallos, maximizando la eficiencia de la red, 2010, 3 pÃaginas. [Online]. Available: http://www.youblisher.com/files/
˛
publications/28/163794/pdf.pdf
reduciendo los recursos y gastos necesarios. [Alvarion(2008)] [Alvarion(a)] Alvarion, “Soluciøn inalÃambrica de banda ancha
s ˛
premium para banda libre,” 6 pÃaginas. [Online]. Avail-
˛
able: http://www.alora-soluciones.es/verdocumento.php?documento=
III. E STADO DEL A RTE BreezeACCESS%20VL_ES_LR.pdf
A pesar de que se ha buscado en la red y en las publica- [Alvarion(b)] ——, “Alvarion BreezeACCESS VL: conexiones punto
a multipunto,” http://www.aselcom.com/electronica/wimax/ba.htm.
ciones realizadas en las revistas de la Universidad Distrital: [Online]. Available: http://www.aselcom.com/electronica/wimax/ba.htm
“Francisco Jose de Caldas”, no se han encontrado proyectos [Alvarion(c)] ——, “BreezeACCESS,” 6 pÃaginas. [Online]. Available:
˛
similares, sera necesario establecer otras fuentes para poder http://prodetel.net/pdf/PRODETEL_Alvarion_BreezeAccess.pdf
[Alvarion(d)] ——, “BreezeACCESS EZ,” 2 pÃaginas.
˛ [On-
verificar el estado del arte en esta materia. line]. Available: http://wireless-bfioptilas.com/objects/46_9_521049238/
BreezeACCESS_EZ_Datasheet_ES.pdf
[Alvarion(2008)] ——, “Software de gestion alvaristar de alvarion,”
IV. C ONCLUSIONES http://new.wireless.bfioptilas.es/Gestion-129.htm, 2008. [Online]. Avail-
• El realizar este tipo de estudio para una entidad con able: http://new.wireless.bfioptilas.es/Gestion-129.htm
[Conniq(2010)] Conniq, “OFDM, OFDMA, and SOFDMA in WiMAX -
sedes dispersas por diferentes ubicaciones geograficas, es page 3 of 3 : SOFDMA,” http://www.conniq.com/WiMAX/fdm-ofdm-
de gran importancia ya que permite encontrar diferentes ofdma-sofdma-03.htm, 2010. [Online]. Available: http://www.conniq.
factores que pueden afectar el correcto funcionamiento com/WiMAX/fdm-ofdm-ofdma-sofdma-03.htm
[Paper()] S. W. Paper, “Non-Line of sight: Tecnology & implementation,”
de los enlaces y por ende perdida de informacion. 8 pÃaginas. [Online]. Available: http://www.solectek.com/files/pdf/
˛
• Las comunicaciones inalambricas permiten tener una gran techtalk/NLOS-fieldtest-010104.pdf
movilidad y su adecuada planeacion da como resultado [Prat(2009)] M. Prat, “Curso de radiocomunicaciones y uso tÃactico para la
˛
practica del airsoft y de paintball,” Jan. 2009, 68 pÃaginas. [Online].
˛
una red altamente funcional y con grandes perspectivas Available: http://www.ea1uro.com/pdf/Manual-de-comunicaciones.pdf
de crecimiento.
• en el mercado existe diferentes tipos de tecnologia, es
imperativo conocer todas las ventajas y desventajas que
estas tiene para poder escoger la mejor de acuerdo a la
aplicacion que se vaya a realizar.
• Existe software propietrio wde gran versatilidad y utili-
dad, el cual permite desarrollar, administrar y controlar
diferentes tipos de tecnologias, en este caso Alvario
ofrece diferentes herramientas las cules permites manejar
de una mejor forma la tecnologia que venden.
R EFERENCES
[Joskowicz(2008)] J. Joskowicz, “Breve historia de las teleco-
municaciones,” Aug. 2008, 44 pÃaginas. [Online]. Avail-
˛
able: http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/redcorp/material/2008/Historia%
20de%20las%20Telecomunicaciones%202008.pdf
[19()] “Historia de las telecomunicaciones,” 32 pÃaginas.
˛
[MaynÃl’(2005)] J. MaynÃl’, “Estado actual de las comunicaciones
inalambricas,” 2005, 24 pÃaginas. [Online]. Available: http://www.jcee.
˛
upc.es/JCEE2004/pdf/EstadoActual_WirelessRF_SILICA.pdf
[Pardell()] X. Pardell, “Ondas electromagnÃl’ticas, como se generÃan,” 17
˛
paginas. [Online]. Available: http://www.seeic.org/articulo/files/ondas%
20electromagneticas.pdf
[Pascual(2007)] A. E. Pascual, “Antenas y cables,” Oct. 2007, 38 pÃaginas.
˛
[Online]. Available: http://www.eslared.org.ve/tricalcar/08_es_antenas_
y_cables_guia_v01%5B1%5D.pdf
[Aquino(2011)] N. Aquino, “Redes y comunicaciøn inalÃam- s ˛
brica - ilustrados!” http://www.ilustrados.com/tema/8666/Redes-
Comunicacion-Inalambrica.html, 2011. [Online]. Available: http://
www.ilustrados.com/tema/8666/Redes-Comunicacion-Inalambrica.html
[Diaz()] M. S. Diaz, “IMS trabajo de wimax,” 9 pÃaginas. [Online].
˛
Available: http://marcossd.files.wordpress.com/2007/10/wimax_marcos.
pdf
[Herrera()] E. G. Herrera, “Tecnologà as WiMAX: banda ancha de largo
alcance,” 2 pÃaginas. [Online]. Available: http://www.n-economia.com/
˛
notas_alerta/pdf/ALERTA_NE_08-2007.PDF