Proyecto NET Cochamó, etapa 2009

MEMORIA ETAPA 2009

PROYECTO DE COOPERACIÓN INTERNACIONAL PARA CONECTIVIDAD DE ESCUELAS
RURALES EN LA COMUNA DE COCHAMÓ, X REGIÓN DE LOS LAGOS, CHILE.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA

1

Prefacio

El documento que presentamos a continuación es la culminación de las actividades y resultados de
la cuarta etapa (año 2009) del proyecto iniciado el año 2006, “Desarrollo de las telecomunicaciones
para Escuelas Rurales y Centros de Desarrollo Social en zonas de alto aislamiento en el sur de
Chile”, actualmente denominado proyecto NET Cochamó.

Éste es un proyecto de cooperación internacional para la investigación aplicada, transferencia
tecnológica y responsabilidad social universitaria, que es gestionado y dirigido desde la Universidad
Tecnológica Metropolitana1 en Santiago de Chile, en coordinación con estudiantes y académicos de
la Universitat Politècnica de Catalunya2 en Barcelona. El proyecto se ha realizado gracias a diversas
instituciones, catalanas y chilenas, que sin su apoyo económico y logístico no hubiera sido posible.
En concreto gracias al Centre de Cooperació pel Desenvolupament (CCD), la ETSETB, la UPC, la
UTEM, ProteinLab, la municipalidad de Cochamó y sobretodo l’Associació d’Universitaris per la
Cooperació (AUCOOP)3.

El presente documento abarca una gran cantidad de información, detallada y precisa, que pretende
dar al lector tanto una visión global de la tecnología utilizada, como el procedimiento concreto
seguido en este proyecto.

En los cuatro primeros capítulos se analizan los porqués de la tecnología utilizada, se caracterizan
los materiales y equipos instalados, las características principales de éstos, un tutorial del software,
todo a nivel muy teórico con el fin de contextualizar al lector no familiarizado con estos
parámetros. A continuación se describen las simulaciones prácticas realizadas en Santiago, previo al
traslado del equipo a la zona de actuación. Éste apartado es un buen ejemplo de cómo utilizar los
equipos comentados anteriormente y comprobar su funcionamiento.

En el capítulo seis, se describe la realización del proyecto paso a paso. Por un lado el trabajo
realizado en Santiago de Chile, los resultados del día a día en la zona de actuación y la posterior
vuelta a Santiago para concluir el proyecto. Finalmente, el capítulo siete recoge las características
técnicas de cada punto de la red. Esto incluye las configuraciones software de cada Soekris, los
equipos instalados, los trabajos realizados, etc. Y a continuación las conclusiones del proyecto y
bibliografía para ampliar o consultar mas información.

Con todo esto, el presente documento pretende ser una guía práctica y completa para poder ser
consultada por cualquier estudiante de Ingeniería de Telecomunicaciones interesado en desarrollar
proyectos de cooperación en el ámbito de las TICs.

1
UTEM, www.utem.cl
2
UPC, www.upc.es
3
AUCOOP, http://aucoop.upc.es
2

INDICE

1. Introducción .......................................................................................................... 6
1.1. Contexto .................................................................................................... 6
1.2. Antecedentes ............................................................................................ 6
.
1.2.1. Etapa 2006 ..................................................................................... 6
1.2.2. Etapa 2007 ..................................................................................... 6
1.2.3. Etapa 2008 ..................................................................................... 7
1.3. Objetivos ................................................................................................... 8
.
1.3.1. Objetivos generales ....................................................................... 8
1.3.2. Objetivos específicos ..................................................................... 8

2. Tecnologías utilizadas ............................................................................................ 10
2.1. Tecnología Wi‐Fi ........................................................................................ 10
2.1.1. Ventajas ......................................................................................... 11
2.1.2. Desventajas ................................................................................... 11
2.1.3. Seguridad ....................................................................................... 11
2.1.4. 802.11ª .......................................................................................... 12
2.1.5. 802.11b .......................................................................................... 13
2.1.6. 802.11g .......................................................................................... 13
2.1.7. Resumen de los estándares Wi‐Fi ................................................. 13
2.2. 700 MHz/900 MHz .................................................................................... 14
.
2.3. Ethernet ..................................................................................................... 15
2.3.1. CSMA/CD ....................................................................................... 15
2.3.2. Otros tipos de Ethernet ................................................................. 16
2.4. POE ............................................................................................................ 16
2.4.1. Funcionamento ............................................................................. 17

3. Equipos ................................................................................................................. 18
3.1. Soekris ....................................................................................................... 18
3.1.1. Soekris net4521 ............................................................................. 18
3.1.2. Soekris net4511 ............................................................................. 19
3.2. Tarjetas ...................................................................................................... 20
3.2.1. Tarjetas MiniPCI............................................................................. 20
3.2.1.1. XR2 ..................................................................................... 20
3.2.1.2. XR5 ..................................................................................... 20
3.2.1.3. XR7 ..................................................................................... 21
3.2.1.4. XR9 ..................................................................................... 22
3.2.2. Tarjetas PCMCIA ............................................................................ 23
3.2.3. Tajetas Compact‐Flash .................................................................. 24
3.3. Router ........................................................................................................ 24
3.4. Antenas ...................................................................................................... 25
3

3.4.1. PowerStation ................................................................................. 25
3.4.2. Yagui‐Uda ...................................................................................... 26
3.4.3. Helicoidal ....................................................................................... 27
3.4.4. Patch .............................................................................................. 27
3.4.5. Grilla .............................................................................................. 28
3.5. Wi‐Spy DBx ............................................................................................... 29
3.6. Conectores ................................................................................................ 30
.
3.6.1. N y SMA ......................................................................................... 30
3.6.2. R/P TNC .......................................................................................... 31
3.6.3. MMCX ............................................................................................ 31
3.6.4. UFL ................................................................................................. 32
3.6.5. BD9 ................................................................................................ 32
3.6.6. RJ45 ............................................................................................... 33
3.7. Cables ........................................................................................................ 34
3.7.1. Coaxial ........................................................................................... 34
3.7.2. Par trenzado .................................................................................. 36
3.8. Lightning arrestor ...................................................................................... 39
3.9. UPS ............................................................................................................ 40
.
3.10. Placa solar y batería ................................................................................ 40

4. Sistema operativo .................................................................................................. 41
4.1. Distribución Utilizada ................................................................................ 41
4.2. Instalación ................................................................................................. 41
4.3. Comandos útiles ........................................................................................ 45

5. Configuración Equipos ........................................................................................... 47
5.1. Configuración Soekris ................................................................................ 47
5.2. Variación con tarjetas Atheros .................................................................. 50
5.3 Variación enlace 700 MHz .......................................................................... 51
5.4. Configuración Linksys ................................................................................ 53
5.5. Configuración PowerStation ..................................................................... 56
.

6. Ejecución del proyecto ......................................................................................... 59
6.1. Equipo ........................................................................................................ 59
6.2. Diagrama de red y mapa geográfico ......................................................... 59
6.3. Trabajo en Santiago de Chile ..................................................................... 63
6.4. Trabajo en Cochamó ................................................................................. 64
.
6.5. Finalización del proyecto ........................................................................... 67

4

7. Caracterización del trabajo punto a punto ........................................................... 68
7.1. Municipalidad ........................................................................................... 68
7.2. Repetidor .................................................................................................. 69
7.3. Santa Águeda ............................................................................................ 71
7.4. Sotomó ...................................................................................................... 71
7.5. Escuela JF Kennedy ................................................................................... 73
7.6. Yates .......................................................................................................... 73
7.7. Llaguepe .................................................................................................... 75
7.8. Pucheguín ................................................................................................. 76
.
7.9. Cochamó ................................................................................................... 78
7.10. Pocoihuen Alto ........................................................................................ 79
7.11. Pocoihuen Bajo ....................................................................................... 80

8. Resultados obtenidos ............................................................................................ 81
8.1. Pruebas en terreno .................................................................................... 81
8.1.1. PowerStation ................................................................................. 81
8.1.2. Yagi‐Uda 900MHz .......................................................................... 82
8.1.3. Yagi‐Uda 700MHz .......................................................................... 83
8.2. Velocidad de la red .................................................................................... 83
8.3. Monitorización .......................................................................................... 84
8.4 Resultados .................................................................................................. 84
8.5 Perspectivas de futuro ............................................................................... 85
.

9. Conclusiones .......................................................................................................... 86

10. Bibliografía ........................................................................................................... 87

5

1. Introducción

1.1 CONTEXTO

Aunque la economía de Chile no es de las más pobres de Sudamérica, Chile, debido a
sus características geográficas e históricas, es un país muy centralizado. Esto hace que
algunas regiones como la zona de Cochamó, el aislamiento geográfico se vea
fuertemente agravado por un aislamiento económico y una evidente falta de
infraestructuras. Este hecho obliga a sus habitantes a autogestionarse, pero se ven
limitados por la falta de recursos, conocimientos técnicos, acceso a la información, y
una gran incomunicación entre las diversas zonas rurales y también con los núcleos
urbanos como Puerto Montt.

NET Cochamó consiste básicamente en el diseño y puesta en marcha de un sistema de
conectividad digital inalámbrica para las escuelas rurales de la zona del Estuario de
Reloncaví en la Comuna de Cochamó, X Región de los Lagos, Chile.

Desde sus inicios, este proyecto de I+D ha realizado diversos estudios y exploraciones
para desarrollar un modelo de conectividad inalámbrica adecuado para zonas rurales
aisladas que permita beneficiar el desarrollo de las comunidades desde aspectos clave
como son la educación, la gestión municipal y el emprendimiento local.

El proyecto que se ha desarrollado, es la continuación de un proyecto iniciado hace
tres años y que consiste básicamente en la ampliación y mejora de una infraestructura
de telecomunicaciones entre escuelas rurales a partir de varios radioenlaces.

1.2 ANTECEDENTES

1.2.1Etapa 2006

La primera versión del proyecto fue presentada a la convocatoria 2006 del Centre de
Cooperació per al Desenvolupament (CCD) de la UPC, entidad orientada a financiar y
promover actividades de cooperación y voluntariado en ámbitos tecnológicos. Su
financiación y desarrollo colaborativo contó además con los importantes aportes de la
Universidad Tecnológica Metropolitana (Depto. De Electricidad), y la Municipalidad de
Cochamó, Río Puelo, X región, Chile. En ella se instaló una primera red, construida a
partir de antenas realizadas en la propia UTEM, para dar cobertura a la principal vía de
comunicación Río Puelo‐Cochamó, con la dedicación de Roger Ortiz (UPC) quién realizó
su PFC.

1.2.2 Etapa 2007

En esta etapa se efectuaron trabajos en terreno que permitieron ampliar la red ya
instalada. Se trabajó en la mejora de los enlaces inalámbricos de acuerdo a los
6

resultados obtenidos el año anterior y se elevó el número de enlaces conectados. En
esta red, el acceso a Internet instalado el año 2006 disponible sólo en puntos ubicados
precisamente en los dos pueblos principales se redistribuyó hacia las distintas escuelas
abarcando todo el sur del Estuario.

1.2.3 Etapa 2008

El desafío en la tercera etapa, que se extendió por tres semanas, fue mejorar y
consolidar tecnológica y socialmente la red de conectividad inalámbrica ya instalada en
las escuelas rurales de la zona del Estuario de Reloncaví, en la comuna Cochamó, en las
etapas anteriores del proyecto. Para ello se realizó un gran esfuerzo para construir
nuevas torres en Yates y Pucheguín, con el fin de disponer de una infraestructura
propia, adecuada para poder mejorar la calidad de la red.

En la siguiente imagen se puede observar el diagrama de red tal y como quedó tras la
intervención del 2008:

Imagen 1 Diagrama de la red hasta 2008

7

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objectivos Generales

Tras los avances en infraestructura, dotación de equipamiento y enlace inicialmente
logrado entre el 2006 y el 2008 en diez puntos de acceso inalámbrico que alimentan a
siete escuelas rurales de la zona, el objetivo de esta etapa era el robustecimiento y
actualización técnica de la red de conectividad digital inalámbrica establecida entre las
escuelas. Ello, ya que los resultados logrados hasta el 2008 en materia de estabilidad
de enlaces señalaban claramente la necesidad de encontrar nuevas alternativas
tecnológicas y estrategias de diseño técnico que estabilizaran el funcionamiento de los
distintos enlaces de la red lo cual permitiría focalizar, en adelante, los esfuerzos en el
grado de apropiación y aprovechamiento de los recursos TIC por parte de los
beneficiarios finales (estudiantes y profesores de las escuelas rurales y su entorno
social inmediato).

Para el logro de este objetivo se probaron nuevas configuraciones de equipos y otras
alternativas de tecnologías, con el objetivo de estabilizar la red generada, dando pie al
inicio de la segunda etapa de este proyecto para realizar actuaciones de
sensibilización sobre los usuarios para que aprendan a interactuar y utilizar las TICs
como herramientas de comunicación y de desarrollo de actividades relacionadas con el
emprendimiento.

1.3.2 Objetivos Específicos

 Hacer un mantenimiento de los enlaces existentes realizados en el verano del 2007
y del 2008.

 Estudio, instalación, puesta en marcha y comprobación del funcionamiento de
nuevas estaciones de comunicación vía radioenlaces Wi‐Fi, utilizando tecnologías a
frecuencias de 700MHz y 900MHz.

 Mejorar la estabilidad de los enlaces y aumentar las velocidades de transferencia.

 Implementar un sistema de monitorización remota para detectar fallos de la red a
distancia y poderlos corregir, si son debidos a cuestiones de software.

 Desarrollar in situ mediciones de velocidades de trasmisión de datos, con
diferentes alternativas tecnológicas.

 Incorporación de herramienta de Interacción Tecnológica en las prácticas docentes
de la escuela con más estudiantes.

 Exponer proyecto en Consejo Municipal.

8

 Estudiar cambio de ubicación del enlace más largo para minimizar las perdidas del
mismo.

 Hacer un inventario sobre el material instalado en cada punto y su estado y
características principales

9

2. Tecnologías Utilizadas

2.1. TECNOLOGIA WI‐FI

Wi‐Fi es una de las tecnologías de comunicación inalámbrica mediante ondas más
utilizada hoy en día. Las siglas Wi‐Fi literalmente significa Fidelidad inalámbrica. Esta
nueva tecnología surgió por la necesidad de establecer un mecanismo de conexión
inalámbrica que fuera compatible entre los distintos aparatos. En busca de esa
compatibilidad fue que en 1999 las empresas 3com, Airones, Intersil, Lucent
Technologies, Nokia y Symbol Technologies se reunieron para crear la Wireless
Ethernet Compability Aliance (WECA), actualmente llamada Wi‐Fi Alliance.

Al año siguiente de su creación la WECA certificó que todos los aparatos que tengan el
sello WiFi serán compatibles entre sí ya que están de acuerdo con los criterios
estipulados en el protocolo que establece la norma IEEE 802.11.

WIFI es un conjunto de redes que no requieren de cables y que funcionan en base a
ciertos protocolos previamente establecidos. Si bien fue creado para acceder a redes
locales inalámbricas, hoy es muy frecuente que sea utilizado para establecer
conexiones a Internet.  De hecho, son su velocidad y alcance (alrededor de centenares
de metros) lo convierten en una fórmula perfecta para el acceso a internet sin cables.

Pero si su alcance teórico es menor de 1Km, ¿porqué utilizar esta tecnología en
proyectos como NetCochamó, donde los enlaces son de entre 5 a 20 Km
aproximadamente? ¿Y más si la tecnología Wimax permite alcances de hasta 50Km?
Pues básicamente para minimizar los costes, y es que en proyectos de cooperación,
éste es uno de los principales elementos, poder instalar redes telemáticas a precios
asequibles tanto para la instalación como para el mantenimiento de la misma. Y
además se ha demostrado en diversos estudios, y en el propio proyecto, que los límites
teóricos de Wi‐Fi se sobrepasan notablemente.

Para tener una red inalámbrica sólo necesitaremos un punto de acceso, que se
conectaría al módem o router, y un dispositivo Wi‐Fi que se conectaría en nuestro
aparato. Existen terminales WIFI que se conectan al PC por USB, pero son las tarjetas
PCI (que se insertan directamente en la placa base) las recomendables, nos permite
ahorrar espacio físico de trabajo y mayor rapidez. Para portátiles podemos encontrar
tarjetas PCMI externas, aunque muchos de los aparatos ya se venden con tarjeta
integrada.

En cualquiera de los casos es aconsejable mantener el punto de acceso en un lugar alto
para que la recepción/emisión sea más fluida. Incluso si encontramos que nuestra
velocidad no es tan alta como debería, quizás sea debido a que los dispositivos no se
encuentren adecuadamente situados o puedan existir barreras entre ellos (como
paredes, metal o puertas).El funcionamiento de la red es bastante sencillo,
normalmente sólo se tendrán que conectar los dispositivos e instalar su software.

10

Muchos de los enrutadores Wi‐Fi (routers Wi‐Fi) incorporan herramientas de
configuración para controlar el acceso a la información que se transmite por el aire.

Pero al tratarse de conexiones inalámbricas, no es difícil que alguien intercepte la
comunicación y tenga acceso al flujo de información. Por esto, es recomendable la
encriptación de la transmisión para emitir en un entorno seguro. En WIFI esto es
posible gracias al WPA, mucho más seguro que su predecesor WEP y con nuevas
características de seguridad.

Actualmente, en muchas ciudades se han instalados nodos WiFi que permiten la
conexión a los usuarios. Cada vez es más común ver personas que pueden conectarse a
Internet desde cafés, estaciones de metro y bibliotecas, entre muchos otros lugares.

2.1.1. Ventajas

 Gracias a ser redes inalámbricas permiten un fácil acceso a la red desde
distintos puntos dentro de un rango suficientemente amplio

 Una vez configuradas, las redes Wi‐Fi permiten el acceso de múltiples
ordenadores sin ningún gasto en infraestructura, no así en la tecnología por
cable.

 La Wi‐Fi Alliance asegura que la compatibilidad entre dispositivos con la marca
Wi‐Fi es total, con lo que en cualquier parte del mundo podremos utilizar la
tecnología Wi‐Fi con una compatibilidad total. Esto no ocurre, por ejemplo, en
móviles.

2.1.2. Desventajas

 Menor velocidad en comparación a una conexión con cables, debido a las
interferencias y las pérdidas de señal.

 La desventaja fundamental de estas redes existe en el campo de la seguridad.

 Hay que señalar que esta tecnología no es compatible con otros tipos de
conexiones sin cables como Bluetooth, GPRS, UMTS, etc.

2.1.3. Seguridad

Existen algunos programas capaces de capturar paquetes, trabajando con su tarjeta
Wi‐Fi en modo promiscuo, de forma que puedan calcular la contraseña de la red y de
esta forma acceder a ella.
Existen varias alternativas para garantizar la seguridad de estas redes. Las más
comunes son:

11

 Utilización de protocolos de cifrado de datos para los estándares Wi‐Fi como el
WEP y el WPA, que se encargan de codificar la información transmitida para
proteger su confidencialidad, proporcionados por los propios dispositivos
inalámbricos

 WEP, cifra los datos en su red de forma que sólo el destinatario deseado pueda
acceder a ellos. Los cifrados de 64 y 128 bits son dos niveles de seguridad WEP.
WEP codifica los datos mediante una “clave” de cifrado antes de enviarlo al
aire.

 WPA: presenta mejoras como generación dinámica de la clave de acceso. Las
claves se insertan como de dígitos alfanuméricos, sin restricción de longitud

 IPSEC (túneles IP) en el caso de las VPN y el conjunto de estándares IEEE
802.1X, que permite la autenticación y autorización de usuarios.

 Filtrado de MAC, de manera que sólo se permite acceso a la red a aquellos
dispositivos autorizados.

 Ocultación del punto de acceso: se puede ocultar el punto de acceso (Router)
de manera que sea invisible a otros usuarios.

 El protocolo de seguridad llamado WPA2 (estándar 802.11i), que es una mejora
relativa a WPA. En principio es el protocolo de seguridad más seguro para Wi‐Fi
en este momento. Sin embargo requieren hardware y software compatibles, ya
que los antiguos no lo son.

2.1.4. 802.11a

El estándar 802.11 surgió el 1999 y tiene en teoría un flujo de datos de 6,9,12,18,24,36,48 y 54
Mbps dependiendo de la modulación, aún que el rendimiento practico es de 30Mbps. El
estándar 802.11a se basa en la modulación OFDM (multiplexación por división de frecuencias
ortogonales). Transmite en un rango de frecuencia de 5 GHz y utiliza 8 canales no
superpuestos.  Por este motivo, los dispositivos 802.11a son incompatibles con los dispositivos
802.11b. Para solucionar esto existen los dispositivos de “banda dual” que incorporan ambos
chips, los 802.11a y los 802.11b.

Velocidad Teórica Distancia
54 Mbit/s 10 m
48Mbit/s 17 m
36 Mbit/s 25 m
24 Mbit/s 30 m
12 Mbit/s 50 m
6 Mbit/s 70 m

12

2.1.5. 802.11b

El estándar 802.11b surgió el 1999  y tiene un flujo de datos de 1,2,5.5y 11Mbps dependiendo
de la modulación, en la practica el flujo es de alrededor de 6Mbps y actualmente es el más
utilizado. Transmite en un rango de frecuencia de 2.4 GHz con tres canales disponibles. Utiliza
la técnica  HR/DSSS = High Rate Direct‐Sequence Spread Spectrum.

Velocidad teórica Distancia (en ambientes Distancia (al aire libre)
cerrados)
11 Mbit/s 50 m 200 m
5.5Mbit/s 75 m 300 m
2 Mbit/s 100 m 400 m
1 Mbit/s 150 m 500 m

2.1.6. 802.11g

El estándar 802.11g tiene un flujo de datos de 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 y 54 Mbps; además
puede volver a 1, 2, 5.5, y 11 Mbps, utilizando Dsss y CCK en la practica el flujo es de alrededor
de 30Mbps. Además, y debido a que el estándar 802.11g utiliza el rango de frecuencia de 2.4
GHz con codificación OFDM, es compatible con los dispositivos 802.11b con excepción de
algunos dispositivos más antiguos.

Velocidad teorica Distancia (en ambientes Distancia (al aire libre)
cerrados)
54 Mbit/s 27 m 75 m
48 Mbit/s 29 m 100 m
36 Mbit/s 30 m 120 m
24 Mbit/s 42 m 140 m
18 Mbit/s 55 m 180 m
12 Mbit/s 64 m 250 m
9 Mbit/s 75 m 350 m
6 Mbit/s 90 m 400 m

2.1.7. Resumen de los estándares Wi‐Fi

Protocolo Frecuencia Señal Velocidad de
transmisión de datos
máxima
802.11 Tradicionales 2.4GHz FHSS o Dsss 2Mbps
802.11ª 5GHz OFDM 54Mbps
802.11b 2.4GHz HR‐Dsss 11Mbps
802.11g 2.4GHz OFDM54Mbps

13

2.2. 700MHZ / 900MHZ

Habitualmente las tecnologías utilizadas para la transmisión de datos a través de Internet se
basan en los estándares explicados anteriormente a 2.4GHz y 5.8GHz. Pero dadas las
condiciones climatológicas de la zona, se decide experimentar con antenas Yagi a estas
tecnologías para minimizar el efecto de la lluvia.
Al tratarse de frecuencias menores, la longitud de onda es mucho mayor, aproximadamente
de 40 cm, un tamaño superior al tamaño de una gota de agua. Por este motivo las ondas a
éstas frec. se ven muy poco afectadas por las lluvias.

UHF (siglas del inglés: Ultra High Frequency, frecuencia ultra alta) es una banda del espectro
electromagnético que ocupa el rango de frecuencias de 300 MHz a 3 GHz. En esta banda se
produce la propagación por onda espacial troposférica, con una atenuación adicional máxima
de 1 dB si está despejada  la primera zona de Fresnel.

Imagen 2 Tabla d frecuencias

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2.3. ETHERNET

Ethernet es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio
por contienda CSMA/CD. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define
las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de
datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI. La Ethernet se tomó como base
para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3. Usualmente se toman
Ethernet e IEEE 802.3 como sinónimos. Ambas se diferencian en uno de los campos de
la trama de datos. Las tramas Ethernet y IEEE 802.3 pueden coexistir en la misma red
(CSMA/CD).

2.3.1. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)

Funcionamiento

Cuando una estación desea transmitir una trama, espera hasta detectar que el medio
está inactivo (CS). Sólo cuando el canal (el cable) pasa a estar inactivo empieza a
transmitir su trama.
Si dos máquinas detectan a la vez el medio inactivo y comienzan a trasmitir a la vez,
entonces:
 Las señales en el cable se interfieren. Se produce una “colisión”. Ninguna de las
dos tramas es legible.
 Las máquinas detectan esta colisión (CD). Esperan un tiempo aleatorio –
(probablemente diferente) y vuelven a intentarlo
 Si se produjera una nueva colisión volverían a esperar, esta vez un tiempo
mayor (backoff)

Longitud de la trama Ethernet

 Las tramas Ethernet deben tener un tamaño mínimo y los cables una longitud
máxima para que el control de acceso al medio funcione.
 Esto es necesario porque los interfaces, mientras envían una trama, “escuchan”
la señal en el cable para comprobar si se transmite con éxito o si se produce
una colisión

Imagen 3 Trama Ethernet

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Imagen 4 Niveles OSI Ethernet

2.3.2. Otros tipos de Ethernet

El IEEE estandarizó Ethernet aunque cambiando ligeramente el formato de la trama
(compatible), y asignó identificadores a los diferentes tipos de Ethernet:

Imagen 5 Tipos Ethernet

2.4 POE(POWER OVER ETHERNET)

Es una forma con la cual podemos alimentar con corriente a equipos a través del cable
de red.

PoE fue originalmente desarrollada por Cisco en el año 2000 para alimentar a los
dispositivos utilizados en redes de telefonía IP, tecnología que por cierto ha registrado
un alto incremento a últimas fechas, impulsando el desarrollo de la tecnología de
potencia sobre Ethernet. Poco a poco el uso de esta tecnología se fue ampliando a
diversas aplicaciones y actualmente se utilizan en diversas tecnologías como lectores
de identificación por radio‐frecuencia y routers para redes LAN inalámbricas.

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Hoy en día la mayoría de las redes hogareñas utilizan el cable UTP categoría 5E, el cual
contiene 4 pares de dos cables torneados, dando un total 8 cables. Como para
transmitir los datos por la red se utilizan 2 de estos 4 pares) quedan 2 pares de cables
libres. La idea detrás de los POE es utilizar estos dos pares de cables libres para la
alimentación de los equipos que estén del otro lado del cable.

La principal ventaja de alimentar a un dispositivo a través de la conexión Ethernet, en
lugar de conectarlo a la línea de alimentación, como se ha hecho tradicionalmente, es
que PoE permite ahorrar costos en la instalación eliminando la necesidad, por ejemplo
de gastar en transformadores para cada uno de los teléfonos IP de una compañía,
concentrando la energía a utilizarse en un solo lugar.
En fechas recientes, la aceptación de esta tecnología se ha venido incrementando de
manera sostenida, especialmente impulsada por la popularidad de la tecnología de
comunicaciones de voz sobre el protocolo de Internet, por lo que cada vez más
compañías apuestan por este mercado.

2.4.1. Funcionamiento

Antes que nada es importante tener en cuenta que el cable es un conductor de
electricidad no ideal lo cual significa que parte de la tensión de la energía que se
coloque de un lado del cable no va a ser la misma tensión del otro lado del cable.

El circuito eléctrico que se forma es una malla (o sea serial) y
como la corriente que entra a la malla tiene que fluir por cada
uno de los elementos del circuito implica que todos los
elementos tengan la misma corriente.

Antes que nada es necesario saber a qué tensión trabaja el
equipo de red a alimentar y cuanta corriente consume. Si el
cable de red es corto (menos de 5 metros) se puede alimentar
al equipo inyectando directamente la tensión necesaria por el
equipo de red, pudiendo así despreciar la resistencia del
cable. De otra forma es necesario usar un regulador lineal de
tensión.

Imagen 6 POE
Antes de usar un regulador de tensión hay que asegurarse
que la corriente que requiera el equipo sea menor a la máxima suministrada por el
regulador. Además hay que asegurarse que la tensión de entrada al regulador de
tensión sea mayor que la tensión de salida del mismo, y esto se debe a que los
reguladores lineales funcionan transformando la energía en exceso de calor.

El calor generado por el regulador depende de la corriente que consuma el equipo de
red a alimentar en cuestión. Por lo tanto es sumamente importante saber de
antemano el consumo máximo del equipo.

17

3. Equipos

3.1. SOEKRIS

Las soekris son el elemento principal sobre el cual se sustenta toda la red desarrollada
en el proyecto. Éstos elementos son ampliamente utilizados en redes telemáticas dado
que sus características permiten enlazar diferentes redes a través de sus interfaces
inalámbricas e interfaces de red. Todo ello controlado por software a través de un
sistema operativo llamado Voyage instalado en una CompacFlash. Existen muchos
modelos, en este proyecto se utilizan dos de estos modelos, que son idénticos, con la
diferencia de un interface inalámbrico menos.

3.1.1 Soekris Net4521

Este compacto, de bajo consumo,
equipo de comunicación avanzado se
basa en un procesador de 133 Mhz de
clase 486. Dispone de dos puertos
Ethernet 10/100 Mbit, hasta 64 Mbytes
de memoria SDRAM principal y utiliza
un módulo CompactFlash para el
programa y el almacenamiento de
datos. Puede ser ampliado con una
placa MiniPCI tipo III y un máximo de
dos adaptadores de PC‐Card/Cardbus.

Imagen 7 Soekris 4521

Tanto la soekris NET4521 y la
NET4511 se han optimizado para su
uso como router inalámbrico
utilizando adaptadores de PC Card
inalámbricos, pero tienen la
flexibilidad para ser en toda una
gama de diferentes funciones un
aparato de comunicación. Las placas
Imagen 8 Soekris  4521 están diseñadas para una larga vida y
baja potencia. Es importante asegurarse de que se condene a la fuente de
alimentación correcta para sus necesidades.

Componentes estándar: 133 Mhz CPU, 64 Mbyte SDRAM, 2 Ethernet, 1 Serial, CF
socket, 1 Mini‐PCI socket, Dual PC‐Card socket, PoE.

18

Especificaciones:

 100/133 Mhz AMD ElanSC520
 16‐64 Mbyte SDRAM, soldered on board
 1 Mbit BIOS/BOOT Flash
 CompactFLASH Type I/II socket
 1‐2 10/100 Mbit Ethernet ports, RJ‐45
 1 Serial port, DB9.
 Power LED, Activity LED, Error LED
 Mini‐PCI type III socket. (Ej: para encriptación de hardware opcional.)
 2 PC‐Card/Cardbus slots, para adaptador de wireless
 8 bit general de destino I/O, 14 pins cabecera
 Hardware watchdog
 Tamaño de tablero 9.2" x 5.7"
 Para usar fuente de alimentación externa es 11‐56V DC, max. 14 Watt
 Opción para 5V suministro usando conector interno
 Compatible con Power over Ethernet de acuerdo con el estándar 802.3af
 Temperatura de funcionamiento 0‐60 °C

Software:

 comBIOS para el funcionamiento sin cabecera completa a través del puerto de
serie
 PXE boot rom for diskless booting
 Diseñado por FreeBSD, NetBSD, OpenBSD y Linux
 Se ejecuta la mayoria de los sistemas operativos en tiempo real.

3.1.2 Soekris Net4511

Como se puede observar en la siguiente figura, es muy similar a la anteriormente
descrita pero con una interface para tarjetas pcmcias menos. Útil cuando sólo actúa de
receptor y por lo tanto no se necesitan 3 interfaces inalámbricas.

Imagen 9 Soekris 4511 19

3.2. TARJETAS

3.2.1 Tarjetas miniPCI

3.2.1.1 XR2

El XtremeRange2 representa la primera verdadera carrier class
802.11b/g‐based 2.4GHz módulo de radio diseñado específicamente
para la malla, de transición, y aplicaciones de infraestructura que
requieren los más altos niveles de rendimiento y fiabilidad sin
compromiso. Características de 600mW AVG. Potencia TX y Gestión
Integrada de EMP / ESD Protección de circuitos.

Características:

 Chipset: Atheros, 6th Generation, AR5414 Imagen 10 XR2
 Radio Operation: IEEE 802.11b/g, 2.4GHz
 Interface: 32‐bit mini‐PCI Type IIIA
 Operation Voltage: 3.3VDC
 Antenna Ports: Single MMCX
 Temperature Range: ‐45C to +90C (extended temp version up to +95C)
 Security: 802.11i, AES‐CCM & TKIP Encryption, 802.1x, 64/128/152bit WEP
 Data Rates: 6Mbps, 9Mbps, 12Mbps, 24Mbps, 36Mbps, 48Mbps. 54Mbps
 TX Channel Width Support: 5MHz / 10MHz / 20MHz / 40MHz
 RoHS Compliance: YES
 Avg. TX Power: 28dBm, +/‐1dB
 Max Current Consumption: 1.30A, +/‐100mA
 Indoor Range (Antenna Dependent): up to 200meters
 Outdoor Range (Antenna Dependent): over 50km
 Operating System Support: Linux MADWIFI, WindowsXP, Windows2000
 Advanced Mobility / Quick Handoff: WindowsXP/2000 Utility with Enhanced
Mobility Driver from Ubiquiti
 Cisco Support: CCX 4.0 Supported Driver/Utility also available from Ubiquiti

3.2.1.2 XR5

El XtremeRange5 representa la primera carrier
class 802.11a‐based 5GHz módulo de radio
diseñado específicamente para la malla, de
transición, y aplicaciones de infraestructura
que requieren los más altos niveles de
rendimiento y fiabilidad sin compromiso.

Imagen 11 XR5
20

Características:

 Chipset: Atheros, 6th Generation, AR5414 with SuperA/Turbo Support
 600mW Output Power
 Industry‐Best Sensitivity
 Extended Temperature
 Enhanced Filtering
 5/10/20/40 MHz Channels
 MMCX Ant. Connector
 Radio Operation: IEEE 802.11a, 5GHz
 Operation Voltage: 3.3 VDC
 Antenna Ports: Single MMCX
 Security: WPA, WPA2, AES‐CCM & TKIP Encryption, 802.1x, 64/128/152bit WEP
 RoHS Compliance: Yes.

3.2.1.3 XR7

El XR7 es un módulo compacto de apoyo a Radio 32‐bit mini‐PCI tipo IIIA y
características estándar de alta potencia (600mW), temperatura extendida, un
innovador diseño del receptor
que proporciona inmunidad de
ruido y un rendimiento de
excelente sensibilidad. La
utilización de la patente Ubiquiti,
pendiente de la Libertad de
frecuencia de Tecnología, la XR7
fue diseñado específicamente
para las redes de 700 MHz de
prueba móvil WiFi, así como de
larga distancia, al aire libre de
banda ancha inalámbrica y
aplicaciones de seguridad pública.

Imagen 12 XR7
Características:

 Chipset: Atheros, 6th Generation, AR5414
 Radio Operation: Proprietary 700MHz, based on 802.11g OFDM
 Antenna Ports: Dual MMCX
21

 TX Channel Width Support: 5MHz / 10MHz / 20MHz
 Frequency Range: 760‐780 MHz
 Indoor Range (Antenna Dependent): over 400m

3.2.1.4 XR9

Presentación de la primera clase para la
primera radio modular para la banda de
900MHz sin licencia. El XR9 utiliza una
avanzada arquitectura de la inmunidad de
ruido de radio desarrollado por ingenieros a
través de sus interacciones con los clientes y
pruebas de campo.
El XR9 permite enlaces a velocidades y
distancias nunca antes vistas en una radio de
900 MHz y está diseñado para operar en las
más duras condiciones ambientales y de
ruido cuando otras soluciones no.

Imagen 13 XR9
Características:

 Chipset: Atheros, 6th Generation, AR5414
 Radio Operation: Proprietary 900MHz
 Antenna Ports: Dual MMCX
 Indoor Range (Antenna Dependent): over 400m

22


3.2.2 Tarjetas PCMCIA (2.4GHz)

Se puede decir que los dispositivos PCMCIA son periféricos encapsulados en un
soporte de tamaño similar al de una tarjeta de crédito convencional, estas tarjetas
permiten conectarse a redes Wi‐Fi. También sirve como herramienta de estudio, tanto
para 2,4 como para 5,8 GHz. Sus ventajas fundamentales, frente a otros tipos de
dispositivos son, además de sus reducidas dimensiones, su bajo consumo energético y
su elevada fiabilidad, ya que carecen de partes móviles. En la actualidad existen tres
tipos de tarjetas PCMCIA, denominados tipos I, II y III. Esta clasificación está en relación
directa con el tamaño del dispositivo, siendo las más pequeñas las de tipo I y las más
grandes las de tipo III. Las que se usaron en el proyecto NetCochamó son las de tipo II.

Características:

 Wireless Chipset: Atheros 5004
 Radio Operation: IEEE 802.11a/b/g with
CCK/OFDM at BPSK/QPSK/16QAM/64QAM
 Interface: 32‐bit Cardbus Type II
 Antenna Ports: Dual MMCX (Primary only
required; secondary optional for diversity)
 Temperature Range: ‐40C to +80C
(extended temp version up to +95C)
 Security: 802.11i, AES‐CCM & TKIP
Encryption, 802.1x, 64/128/152bit WEP
 Data Rates: 6Mbps, 9Mbps, 12Mbps, Imagen 14 PCMIA
24Mbps, 36Mbps, 48Mbps. 54Mbps
 Wireless Modular Approvals: FCC , Industry Canada, CE (100mW limited)
 Indoor Range (Antenna Dependent): up to 150meters
 Operating System Support: Linux, Windows Vista, Windows XP, Windows 2000
 Advanced Mobility / QuickHandoff: WindowsXP/2000 Utility with Enhanced

23

3.2.3 Tarjetas Compact‐Flash (CF)

El estándar CompactFlash (CF) de Kingston es para el uso cotidiano
de cámaras digitales, PDA y reproductores MP3. Estas tarjetas
estándar son la solución perfecta para almacenamiento adicional
en estos dispositivos. Estos medidores robustos, de bajo poder de
las tarjetas pueden almacenar grandes cantidades de datos
digitales y ofrecen a los usuarios alta calidad a un precio
excelente.
Imagen 15 Compact‐Flash

Con la velocidad de un chip de memoria y mejor portabilidad de un
floppy, tarjetas de memoria CompactFlash de Kingston ofrecen mayor
almacenamiento que muchas otras tarjetas, a una fracción del costo. Están disponibles
en una variedad de capacidades. Lo mejor de todo, la calidad legendaria de Kingston y
la fiabilidad son una característica estándar en cada tarjeta.
Características:

 Capacities — 2GB, 4GB, 8GB
 Dimensions — 1.43" x 1.68" x 0.13" (36.4mm x 42.8mm x 3.3mm) ‐ CF Type I
 Operating Temperature — 32° to 158° F / 0° to 70° C
 Storage Temperature — ‐4° to 185° F / ‐20°to 85° C
 Voltage — 3.3v / 5v
 Standardized — complies with CompactFlash Association specification
standards
 Small — one‐third the size of a full‐size PC card
 Easy — plug‐and‐play
 Guaranteed — lifetime warranty
 Versatile — compatible with PC Card Type II adapters
 Economical — autosleep mode preserves system battery life

3.3. ROUTER (LINKSYS WRT54GL)

Router integral para uso compartido de
Internet, conmutador de 4 puertos y punto de
acceso Wireless‐G (802.11g) a 54 Mbps.
Permite compartir una conexión a Internet con
otros recursos con dispositivos Ethernet de
cables, Wireless‐G y ‐B3. La función de
configuración con sólo pulsar un botón hace
que ésta sea simple y segura. Alta seguridad:
cifrado TKIP y AES, filtrado de direcciones MAC
inalámbricas, potente firewall SPI El Router
Wireless‐G de banda ancha es en realidad tres
dispositivos en uno.
Imagen 16 Linksys WRT54GL
24

En primer lugar, un Punto de acceso inalámbrico, que le permite conectar dispositivos
tanto Wireless‐G (802.11g a 54 Mbps) como Wireless‐B (802.11b a 11 Mbps) a la red a
velocidades increíbles. Incluye también un conmutador 10/100 de dúplex completo de
4 puertos para conectar sus dispositivos Ethernet con cable entre ellos. Pueden
conectarse directamente cuatro equipos o bien, conectar más concentradores y
conmutadores para crear una red, no importa el tamaño.

Por último, la función de router reúne todos los dispositivos y le permite a la red
compartir una conexión a Internet por cable o DSL de alta velocidad. Una vez que los
equipos estén conectados al router y a Internet pueden comunicarse entre sí,
compartiendo tanto recursos como archivos. De este modo existe la posibilidad de que
todos los equipos impriman en una impresora compartida ubicada en cualquier lugar
del establecimiento. Además, se podrá compartir entre los equipos todo tipo de
archivos.

Características:

 Tecnología de conectividad Inalámbrico, cableado
 Conmutador integrado Conmutador de 4 puertos
 Velocidad de transferencia de datos 54 Mbps
 Banda de frecuencia 2.4 GHz
 Protocolo de interconexión de datos Ethernet, Fast Ethernet, IEEE 802.11b, IEEE
802.11g
 Protocolo de conmutación Ethernet
 Protocolo de gestión remota HTTP
 Nº de canales seleccionables 13
 Indicadores de estado Estado puerto, actividad de enlace, alimentación
 Características Protección firewall, puerto DMZ, auto‐sensor por dispositivo,
asignación dirección dinámica IP, soporte de DHCP, negociación automática,
señal ascendente automática (MDI/MDI‐X automático), Stateful Packet
Inspection (SPI), filtrado de dirección MAC, actualizable por firmware
 Alimentación
 Dispositivo de alimentación Adaptador de corriente ‐ externa

3.4. ANTENAS

En el proyecto se han utilizado diversos tipos de antenas teniendo en cuenta los
principales parámetros, como son: la frecuencia a la que transmiten, sus diagramas de
radiación, la polarización, la directividad y la ganancia. A continuación se describen los
diferentes tipos.

3.4.1 PowerStation (PS)

La PowerStation (PS) es una versátil plataforma wireless basada en el estándar
802.11a, y que por tanto trabaja a una frecuencia de 5.8GHz, que puede ser utilizada
25

como AccesPoint, bridge o cliente. Estas antenas
permiten enlazar equipos a distancias de 50 km y
pueden proporcionar una velocidad de hasta 50
Mb/s, eso sí, a costa de tener un ancho de haz
mucho más estrecho.

Además, se caracterizan por tener incorporada la
tarjeta wireless en la propia antena, pudiéndose
configurar a través de un software sencillo y rápido
de utilizar. Otra de las características de las PS es
que disponen de indicadores led para facilitar la
lectura de la señal recibida. Imagen 17 PowerStation 5

Características:

 Memory Information
 RoHS Compliance
 Outdoor Range (Antenna Dependent):
 Max Power Consumption
 Power Supply
 Shock and Vibration
 16MB SDRAM, 4MB Flash
 YES Imagen 18 Luces indicadoras de señal
 over 50km
 6.5 Watts
 12V, 1A (12 Watts). Supply and injector included
 Passive Power over Ethernet (pairs 4,5+; 7,8 return)

3.4.2 Antena Yagi‐Uda

La antena de Yaqui es una antena direccional de alto rendimiento basada en una
estructura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos conocidos como
reflector y directores. La invención del Dr. Yagi (patentada en 1926) no fue usado en
Japón en un principio. Sin embargo fue aceptada en Europa y Norteamérica, en donde
se incorporó a la producción comercial, de los sistemas de difusión, TV y otros.

Aunque este tipo de antenas no es habitual para la transmisión de datos vía wifi, en el
proyecto se utilizan antenas Yagi de 700MHz y 900MHz no comerciales fabricadas a
petición con el objetivo de minimizar el efecto negativo de la lluvia que afecta más en
las transmisiones en 2.4GHz.

Características:

 Conector tipo N Hembra
 Rango de Frecuencias: depende de sus elementos
 Impedancia: Habitualmente 50 Ohms nominal Imagen 19 Antena Yagui‐Uda

26

 Polarización vertical si está perpendicular al plano de tierra
 Polarización horizontal si es paralela al suelo

3.4.3 Antena Helicoidal

La antena helicoidal es una antena direccional con forma de solenoide, simple de
realizar y tolerante a variaciones de medidas, y por tanto muy útil para realizar enlaces
de corto alcance. De hecho son unas antenas muy fáciles de realizar con materiales
reciclados, y el primer año del proyecto, gran parte de los radioenlaces contaba con
éstos tipos de antenas.

Características:

 Rango de Frecuencias: depende de las dimensiones
 Impedancia: Habitualmente adaptada a 50 Ohms
 Polarización circular

Imagen 20 Antena helicoidal

3.4.4 Antena Patch

Una antena tipo Patch Microstrip consiste en un parche muy fino que se coloca a
pequeña fracción la longitud de onda sobre un plano de tierra. El parche y el plano de
tierra son separados por un dieléctrico. Normalmente el parche es de cobre y puede
asumir cualquier forma. Los parches están generalmente fotograbados en el substrato
dieléctrico y el substrato es generalmente no magnético. La permitividad relativa del
substrato es un parámetro importante a considerar. Este tipo de antena es
caracterizado por su longitud L, la anchura W, y el espesor h.

La antena patch que se utiliza en el proyecto es la WAE‐140PAV2, una antena de 14dBi
construdia con un material resistente para duras condiciones climatológicas. La
cobertura direccional (30 grados en horizontal, 30 grados en vertical) hace que la
antena enfoque su señal para grandes distancias, por eso es muy conveniente usarla
como puente exterior punto‐a‐punto.

27

Imagen 21 Diagrama de radiación antena patch

Características:

 Rango de Frecuencias 2.4 a 2.5GHz
 Impedancia 50 Ohms nominal
 Radiación direccional (35º horizontal, 35º
vertical)
 Polarización vertical

Imagen 22 Antena patch

3.4.5 Antena Grilla

Este tipo de antenas es ampliamente utilizado en entornos donde el clima es muy
extremo dado a su resistente diseño y bajo coste. El diseño de las aberturas en el
cuerpo de la rejilla, por ejemplo, minimiza la carga del viento.

Características:

 Rango de Frecuencias: se utilizan grillas de 2.4 a
2.5GHz
 Impedancia 50 Ohms nominal
 Polarización vertical u horizontal
 Radiación direccional
Imagen 23 Antena grilla

28

3.5. WI‐SPY DBX

El Wi‐Spy DBx es un revolucionario analizador de espectros capaz de detectar redes de
2.4GHz y adicionalmente de 5.8GHz (redes Wi‐Fi 802.11a/b/g/n). Su mínimo tamaño y
fácil conectividad lo convierte en un elemento muy útil para analizar las redes
presentes cerca de las torres de emisión/recepción a través de un simple portátil4.

Imagen 24 Wi‐Spy
Adicionalmente, el Wi‐Spy viene acompañado de un software muy gráfico e intuitivo
de utilizar para analizar el comportamiento de la red. Así una vez analizado el espectro,
nos muestra qué canal (entre 1 y 11) es mejor para utilizar, teniendo en cuenta
factores de ocupación del rango de frecuencias. También determina las interferencias
cercanas de otros Acces Points, y otras aplicaciones menos relevantes para nuestro
proyecto.

Imagen 25 Captura del software del Wi‐Spy

4
Ver capturas del Wi-Spy sobre la red instalada en el apartado 7.3 del presente documento

29

3.6. CONECTORES

Una mala elección o incorrecta de un conector puede hacer perder la paciencia en una
instalación de cierta envergadura, y una mala calidad del mismo puede influir en la
cobertura o alcance final de toda la instalación. La máxima es siempre la mínima, se
debe intentar usar el número mínimo de conectores, solo los imprescindibles y
necesarios, a ser posible usar conexión (pigtail) directa entre tarjetas y antenas, de lo
contrario, además de encarecer la instalación final, se conseguirá un mayor elemento
de componentes que añaden perdidas a la comunicación final. Aunque por mucho que
se desee eliminarlos siempre habrá que usar un mínimo de conectores.

3.6.1 Conectores N y SMA

Estos conectores son los más utilizados para realizar conexiones a muchas antenas
externas, se pueden encontrar en múltiples combinaciones con otros conectores y
diferentes tipos de cables. En concreto en este proyecto se usaron conectores para
cables LMR400.

Por ejemplo gracias al cable N‐Macho/rSMA‐Macho, se permite la conexión entre una
antena y un dispositivo, en el que el conector N‐Macho estará de lado de la antena, y
el conector SMA‐Macho‐Invertido en el lado del dispositivo 802.11. La pérdida de
ganancia de este cable es de 0.5 dBi/m, y por lo tanto la pérdida en concreto variará
según la longitud que se use.

Como es lógico pensar, también existen los conectores N‐Hembra y SMA‐Hembra, de
forma que los conectores hembra se conectan con los conectores macho y viceversa.






                                                 Imagen 26 Conectores N y SMA hembra y macho

30

3.6.2 Conectores R/P TNC

Es el conector usado en toda la serie de equipos Wireless Cisco y Linksys, mide
alrededor de 12mm de diámetro. Sobre todo en puntos de accesos inalámbricos.

RP significa Reverse Polarity o simplemente “reverse“; el pin central está
intercambiado entre macho y hembra; por ejemplo, el SMA‐Macho tiene el pin central
mientras que el RP‐SMA Macho no lo tiene sino que lo tiene el RP‐SMA Hembra.


      Imagen 27 Conectores R/P TNC

3.6.3 Conectores MMCX

Al igual que el resto de los conectores que ya hemos visto, los conectores MMCX o MC‐
Card los podemos distinguir entre macho y hembra.

La familia de conectores MMCX de 50 Ohm consta de versiones recta y acodado 90º
para conexión de cable, así como conectores para montaje en PCB, en SMD y en
montaje tradicional. La resistencia de aislamiento es superior a 1G Ohm, la vida de
servicio es supe rior a 500 ciclos y la efectividad del apantallamiento de más de 60db.

                                            Imagen 28 Conectores MMCX macho y hembra

Se muestra a continuación un ejemplo de cómo sería un conector MMCX en una
tarjeta PCMCIA.

31
Imagen 29 Conector MMCX

3.6.4 Conectores UFL (hirose)

Este tipo de conector tiene multitud de nombres: U.FL variante Hirose, MHF, I.PEX
(IPAX) y AMC. Los conectores MiniPCI que se poden encontrar en las tarjetas wireless
MiniPCI de algunos portátiles y en muchos puntos de acceso y router wireless. Pero se
ha de tener mucho cuidado pues sus variantes son muchas.El más habitual que quizás
se puede llamar UFL o Conector MiniPCI es el que se muestra a continuación:

Imagen 30 Conector UFL con N‐Hembra y conector UFL(derecha)

Una posible utilización de este conector seria un pigtail con conector UFL (Mini‐PCI) y
Conector N‐Hembra, pero hay una gran variedad de combinaciones posibles, por
ejemplo, N macho y N hembra con MMCX o UFL, es decir MMCX‐ NM, MMCX‐NH, UFL‐
NM, UFL‐NH.

3.6.5 Conectores DB9

El conector DB9 (originalmente DE‐9) es un conector analógico de 9 clavijas de la
familia de conectores D‐Subminiature (D‐Sub o Sub‐D).

El conector DB9 se utiliza principalmente para conexiones en serie, ya que permite una
transmisión asíncrona de datos según lo establecido en la norma RS‐232 (RS‐232C).

Se debe tener en cuenta que existen adaptadores DB9‐DB25 para convertir fácilmente
un enchufe DB9 en uno DB25 y viceversa.

Número de clavija Nombre

1 CD: Detector de transmisión

2 RXD: Recibir datos

3 TXD: Transmitir datos

4 DTR: Terminal de datos lista

5 GND: Señal de tierra

6 DSR: Ajuste de datos listo

7 RTS: Permiso para transmitir

8 CTS: Listo para enviar

9 RI: Indicador de llamada

32

Es importante también hacer notar que se usa en las Soekris de este proyecto Null
módem (modem nulo) es un método para conectar dos terminales usando un cable
serie RS‐232. En la confección null módem las líneas de transmisión y recepción están
cruzadas. Existe más de una forma de realizar una conexión null módem ya que no hay
ningún estándar que defina esta conexión.

Para una conexión de este
tipo no se necesita ningún
hardware adicional, como una
placa de red, la conexión
entre dos ordenadores se
podría realizar fácilmente solo
con un cable null módem.
Imagen 31 Conector DB9

3.6.6 Conectores RJ45

Es uno de los conectores más utilizados en telecomunicaciones dado que es la interfaz
física comúnmente usada para conectar redes de cableado estructurado, (categorías 4,
5, 5e y 6)5. RJ es un acrónimo inglés de Registered Jack que a su vez es parte del Código
Federal de Regulaciones de Estados Unidos. Posee ocho "pines" o conexiones
eléctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado. Es
utilizada comúnmente con estándares como TIA/EIA‐568‐B, que define la disposición
de los pines o wiring pinout.

Una aplicación común es su uso en cables de red Ethernet, donde suelen usarse 8
pines (4 pares). Otras aplicaciones incluyen terminaciones de teléfonos (4 pines o 2
pares) por ejemplo en Francia y Alemania, otros servicios de red como RDSI y T1 e
incluso RS‐232.

Para que todos los cables funcionen en cualquier red, se sigue un estándar a la hora de
hacer las conexiones. Los dos extremos del cable llevan un conector RJ45. En un
conector macho (como el de la foto inferior) el pin 8 corresponde al situado más a la
derecha cuando se mira desde arriba (con la lengüeta en la parte inferior). En un
conector hembra (por ejemplo el de una roseta) el pin 1 corresponde al situado más a
la izquierda.

5
Ver apartado 3.7.2
Imagen 32 Conectores RJ45
33

3.7. CABLES

3.7.1 Cable coaxial

El cable coaxial se utiliza para transportar señales eléctricas de alta frecuencia y  posee
dos conductores concéntricos, el central, llamado vivo es el encargado de llevar la
información, y uno exterior llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de
tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada
dieléctrico. Finalmente, todo el conjunto está protegido por una cubierta aislante.

El núcleo interno de servicios regulares de cable coaxial
de cobre sólido es usualmente entre uno y dos
milímetros de grosor, pero en algunos tipos de cable el
núcleo se compone de diversos hilos para la mejora de la
flexibilidad.

El dieléctrico es de espuma aislante, de plástico sólido, o
un hueco creado por separadores de plástico. El núcleo y
la malla deben estar  siempre separados uno del otro, si
se  llegaran a tocar, se produciría un cortocircuito.

El blindaje es normalmente hecho de cobre trenzado y
rodea completamente la capa aislante. Por lo general, es
trenzado para proporcionar la flexibilidad, pero también
puede ser hecha de aluminio pelicular o un tubo
corrugado de cobre o aluminio.
Imagen 33 Diagrama cable
coaxial La malla favorece el apantallamiento protege los datos
que se transmiten, absorbiendo el ruido, de forma que no
pasa por el cable y no existe distorsión de datos. Hay cables con doble
apantallamiento que consisten en una lámina aislante y una capa de apantallamiento
de metal trenzado. Para evitar grandes interferencias también existe el
apantallamiento cuádruple que consiste en dos láminas aislantes, y dos capas de
apantallamiento de metal trenzado.

La malla absorbe las señales electrónicas perdidas, de forma que no afecten a los datos
que se envían a través del cable interno. Por esta razón, el cable coaxial es una buena
opción para grandes distancias y para soportar de forma fiable grandes cantidades de
datos con un sistema sencillo.

Por último, el blindaje está cubierto por una cubierta exterior no conductora
(normalmente hecha de goma, teflón o plástico) rodea todo el cable, para evitar las
posibles descargas eléctricas.

Cable coaxial tiene muchas ventajas sobre el cable de par trenzado, pero también
algunos inconvenientes. Tiene una gran gama de frecuencias que le permite ejecutar
múltiples señales, lo que lo hace ideal para llevar muchas emisiones de televisión por

34

cable. Cada canal también tiene un mayor ancho de banda que permite la alta
definición de vídeo. El blindaje reduce interferencias y otras interferencias, lo que
permite una mayor longitud del cable entre amplificadores. Sin embargo, el cable
coaxial es más difícil de de instalar, más grueso, menos flexible, más cara la instalación
y utiliza una topología de red que es propensa a la congestión.

La característica principal de la familia RG‐58 es el núcleo central de cobre. Tipos:

 RG‐58/U: Núcleo de cobre sólido.
 RG‐58 A/U: Núcleo de hilos trenzados.
 RG‐59: Transmisión en banda ancha (TV).
 RG‐6: Mayor diámetro que el RG‐59 y considerado para frecuencias más altas
que este, pero también utilizado para transmisiones de banda ancha.

Imagen 34 Características de los distintos tipos de cable coaxial

El cable coaxial se utiliza para transportar señales de televisión y conectar equipos de
vídeo entre ellos. También se usa para transportar señales de radio y conectar los

35

receptores, transmisores y antenas. Se utilizan para conectar los dispositivos con los
equipos de ensayo, como generadores de señales.

El cable coaxial también era ampliamente utilizado para conectar ordenadores en
redes de área local (LAN) como Ethernet en sus antiguas versiones 10BASE2 y
10BASE5, pero ha sido sustituido por el cable de par trenzado. Sin embargo, el cable de
banda ancha sigue siendo popular y utiliza el mismo cable coaxial que usa la televisión
por cable. La mayoría de las redes de cable coaxial será sustituida por redes de fibra
óptica superior. Finalmente también se utilizan en  las redes telefónicas interurbanas y
en los cables submarinos.

3.7.2 Cable par trenzado

Es un sistema de cableado estructurado que consiste de una infraestructura flexible de
cables que puede aceptar y soportar sistemas de computación y de teléfono múltiples.
Son cables de pares trenzados que se utilizan para diferentes tecnologías de red local.

El cable par trenzado es un modo de cablear en la que dos conductores están
trenzados para conseguir la cancelación de interferencias electrónicas de fuentes
externas.

Consiste en dos hilos de cobre o aluminio aislados de un milímetro de grosor y
trenzados entre ellos. Los pares trenzados se agrupan bajo una cobertura común de
PVC en cables multípara de pares trenzando desde 2 hasta 300 pares. La tasa de
trenzado está definida en vueltas por metro, como mayor es el numero de vueltas
mayor es la atenuación de la diafonía.

Se utilizan tanto en transmisión analógica como digital i
su ancho de banda depende del grosor de la sección de
cobre utilizada y de la distancia que tenga que recorrer
el señal.

Tipos de cables par trenzado:

Imagen 35 Cable de par trenzado En Noviembre de 1991, la EIA (Electronics Industries
Association) publicó un documento titulado “Boletín de
sistemas técnicos‐especificaciones adicionales para cables de par trenzado sin
apantallar”, documento TSB‐36. En dicho documento se dan las diferentes
especificaciones divididas por “categorías” de cable UTP ( Unshielded Twisted Pair ).

 UTP acrónimo de Unshielded Twisted Pair o Cable trenzado sin apantallar. Son de
bajo costo y de fácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y
tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal.

 STP, acrónimo de Shielded Twisted Pair o Par trenzado apantallado. Se trata de
cables cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico

36

de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un
conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de
ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión no
apantallada o UTP.

 FTP, acrónimo de Foiled Twisted Pair o Par trenzado con pantalla global.

Los cables UTP se distinguen por categorías, que representan un conjunto de
parámetros de transmisión que garantizan un ancho de banda determinado en un
canal de comunicaciones de cable de par trenzado.

Cableado de categoría 1:

 Descrito en el estándar EIA/TIA 568B. El cableado de Categoría 1 especialmente
diseñado para comunicaciones telefónicas, el clásico cable empleado en teléfonos,
y dentro de las compañías telefónicas.

Cableado de categoría 2 :

 El cableado de Categoría 2 puede transmitir voz y datos a velocidades de hasta 4
Mbps.


 El cableado de Categoría 3 define los parámetros de transmisión hasta 16 MHz. Los
cables de categoría 3 están hechos con conductores calibre 24 AWG y tienen una
impedancia característica de 100 W. Entre las principales aplicaciones de los cables
de categoría 3 encontramos: voz, Ethernet 10Base‐T y Token Ring. Parámetro de
transmisión Valor para el canal a 16 MHz. Atenuación 14.9 dB. NEXT 19.3 dB . ACR
4.0 dB. Estos valores fueron publicados en el documento TSB‐67.


 El cableado de Categoría 4 se utiliza en redes Token Ring y tiene la capacidad de
soportar comunicaciones en redes de computadoras a velocidades de 20Mbps.

Cableado de categoría 5:

 El cableado de Categoría 5 es un estándar en las redes LAN actuales y puede
transmitir datos a velocidades de hasta 100 Mbps.

Ventajas:

 Bajo costo en su contratación.
 Alto número de estaciones de trabajo por segmento.
 Facilidad para el rendimiento y la solución de problemas.
 Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.

37

Desventajas:

 Altas tasas de error a altas velocidades.
 Ancho de banda limitado.
 Baja inmunidad al ruido.
 Baja inmunidad al efecto crosstalk.
 Alto coste de los equipos.
 Distancia limitada (100 metros por segmento).

En relación a la tecnología Ethernet, se utiliza el cable de par trenzado sin apantallar
(UTP), que es un cable regular formado por 8 hilos de cobre trenzados de dos en dos.
Además, en este cable, un material aislante cubre los distintos hilos. Gracias al
trenzado de los cables y al material aislante conseguimos reducir los problemas de
ruido. Como hemos comentado, la terminación estándar para este tipo de cable es el
conector Registered Jack‐45 (RJ‐45). Gracias a este conector se reduce el ruido, la
reflexión y la estabilidad mecánica. Es similar al conector telefónico, con la diferencia
de tener 8 conductores, en lugar de cuatro.

La norma TIA/EIA 568 define la norma de cableado para telecomunicaciones en
edificios comerciales. En nuestro caso, esta norma define la forma en que deben
“crimparse” los cables (es decir, cómo se conectan los pines del conector RJ45 a los
hilos del cable UTP).

La correspondencia entre los pines del conector RJ45 macho y los conductores del
cable, con el estándar T568‐A se recoge en la siguiente tabla:

Imagen 36 Tabla de correspondencia de pines

38

3.8. LIGHTNING ARRESTOR

Los accesorios Netkrom Surge Protectors (Lightning Arrestor) brindan seguridad y
protección a los equipos inalámbricos contra golpes de relámpagos e inducción
eléctrica. Si se instala una antena en un espacio libre ó en el techo de un edificio, la
antena puede ser susceptible a golpes de rayos ó inducciones eléctricas cercanas. El
Lightning protector redirigirá la corriente eléctrica
hacia la tierra para proteger los equipos.

Características:

Imagen 37 Lighting arrestor
 Descarga de gas ultra rápida
 Descarga múltiple strike 6KA
 Pérdida de inserción Máx. de 0.4db
 900MHz to 2.4GHz Antenna Systems
 Impedancia de 50 Ohms
 DC Breakdown Voltage de 90V
 Rango de frecuencias de 100 – 3000 MHz
 Modelo WAC‐LA3G
 Perdidas de inserción de 0.2 a 0.4 dB
 Potencia de entrada de hasta 42W

39

3.9. UPS (FUENTE DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIBLE)

La UPS es un dispositivo que gracias a sus baterías puede proporcionar energía
eléctrica tras un apagón a todos los dispositivos que tenga conectados. Otra de las
funciones de las UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a los
aparatos, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el
caso de usar Corriente Alterna. En el proyecto es un elemento sumamente importante
ya que en la zona de actuación la corriente fluctúa mucho y esta era una de las
principales causas de que las Soekris se dañaran, al estar conectadas directamente a la
corriente.

Características:

 Capacidad 800VA/480W
 Entrada Voltaje: 220/230/240VAC
 Voltaje aceptable (regulado): 162‐290vac
 Frecuencia: De 45/65Hz El ±5% (Auto Sensing)
Imagen 38 UPS
 Salida Voltaje: 220/230/240VAC
 Regulación de voltaje: ±10%
 Salida Frecuencia: 60 Hz
 Regulación de Frecuencia (Modo de Batería): +‐1Hz
 Forma de salida de la onda (Modo de Batería): Sinewave Modificado
 Capacidad y cantidades de la batería 12V/9AH x 1pc
 Alarma Audible
 Temperatura de Operación: 0‐40°C
 Humedad de Operación: 0%‐90% sin condensación
 Conectores: 3 Conectores de Salida AC, 1 Conector de Entrada AC, 1 Puerto USB

3.10. PLACA SOLAR Y BATERÍA

En Sotomó se dispone de un sistema de alimentación para las antenas a través de una
placa solar conectada a una batería dado que en la ubicación de la torre no es posible
hacer llegar la corriente alterna. Éste hecho limita las antenas que se pueden instalar
en Sotomó ya que la potencia entregada es limitada.

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