Comunicaciones IP en Emergencias

Amateur Radio Emergency Data Network
Despliegue de redes
IP en Emergencias

Alex Casanova
Email: alexbogus@gmail.com
Web: https://about.me/alex.casanova
EA5HJX | 46T794
Apasionado por las nuevas tecnologías, las telecomunicaciones y
las emergencias, con una gran vocación de servicio. Alta
experiencia en sistemas y redes, actualmente trabaja como
responsable de ciberseguridad; habitual en congresos de su sector
donde ha impartido diferentes talleres y conferencias. En su tiempo
libre, colabora con el podcast “El mundo en nuestra Antena”, labor
que compagina con la radioafición (EA5HJX | 46T794) y el voluntariado
en una AVPC.

Redes IP en Emergencias

Los desastres naturales tienen
un poder descomunal que
golpea sin miramiento a las
redes de telecomunicaciones
Cuando una catástrofe ocurre
habitualmente los sistemas de
comunicaciones se encuentran
saturados y/o inestables
Cada vez existe una mayor
demanda de capacidades de
transmisión de A/V en tiempo
real para apoyar en el mando y
control de una emergencia
La interoperatividad de los
intervinientes es clave para el
intercambio eficaz de
información que ayude a la toma
de decisiones
En una emergencia las telecomunicaciones se ven afectadas

Los radioaficionados somos
personal cualificado con
conocimientos muy diversos. La
actual radioafición une las
comunicaciones, las redes y la
informática.
En una emergencia se dará el
caso del BYODD (Bring your
own device to the Disaster). Las
telecomunicaciones pueden ser
una buena forma de comunicar a
la población
Este aumento de la demanda de
ancho de banda y de servicios
hace que sea necesario el
despliegue de soluciones IEN
(Instant Emergency Networks )
Los radioaficionados somos un
recurso útil que suma en el
despliegue de comunicaciones. El
proyecto Mesh Wireless pretende ser:
portable, de despliegue rápido, e
interoperable
Los radioaficionados somos un recurso útil en una emergencia

Redes MESH de radioaficionados: AREDN

Con AREDN el radioaficionado podrá:
• Instalar un nodo de red con poco esfuerzo y conocimiento
• Configurar la red automáticamente para que no sea necesario un
conocimientode red avanzado
• Usar equipamiento comercial confiable y de bajo costo
• Definir estándares de integración entre redes
El objetivo del Proyecto AREDN™ es, brindar a los
radioaficionados un medio por el que transmitir
información a alta velocidad (datos y/o vídeo), que
sirva para apoyar con una red TCP/IP las
necesidades existentes de ancho de banda en una
situación de emergencia.

Capaz de desplegar una red de
campo en cuestión de minutos.
Los nodos viene preconfigurados
y no hace falta tener
conocimientos avanzados de
routing
Capacidad de disponer de
enlaces de alta velocidad (Mb/s)
con equipos totalmente
compatibles (wifi 2,4 Ghz y
ethernet)
Múltiples aplicaciones pre-
desplegadas: Voz sobre IP
(VoIP), servidores de
almacenamiento (fileservers),
audio y vídeo en tiempo real
Opcionalmente salida a Internet
a través de nodos remotos que
dispongan de enlaces fiables
(vSAT) o mediante otros
operadores
Despliegue de redes IP
en Emergencias

Vocalía de emergencias
Despliegue de redes IP en Emergencias
Voz sobre IP
PBX interna
acceso a la PSTN
Vídeo
Circuito de cámaras
en streaming
Datos
Fileserver, Chat,
Winlink, GIS, email
RoIP
Conexión a
repetidores (BM)
Backbone
Enlaces de alta
capacidad a larga
distancia
Relay
Enlaces de alta
capacidad a media
distancia
Endpoint
redes ad hoc en el
teatro de
operaciones
Infraestructura
Servicios
Económico
Coste de un nodo
alrededor de 100€
Usabilidad
No requiere skills
de networking
Compatibilidad
compatible con
muchos fabricantes
Equipamiento

Solicitud de uso especial del espectro
radioeléctrico por Aficionados

Plan de bandas
Uso especial de espectro radioeléctrico
• Los radioaficionadosdisponemos de asignaciónde frecuencias en la bandade 2.3 Ghz y 5.7 Ghz
• Se recuerda que tantoen la bandade 2.3GHz como en la de 5GHz es necesario obtener autorización
especial para emplearestas frecuencias.
• Tambiénse recuerda que el estándarpara un puntode acceso es usar 802.11abgn
• Las comunicacionesno puede ir cifradas
• En el ESSID deberá identificarsea la estación (EAXXX)
2357 Ghz (5 Mhz ancho de canal) - Canal reservado
2362 Ghz (5 Mhz ancho de canal) - Enlaces PtP
2397 Ghz (5 Mhz ancho de canal) - Acceso usuario
5695 Ghz (10 Mhz ancho de canal) - Acceso usuario
https://www.dropbox.com/s/58j8dn1wjijv18z/Informacion%20adici
onal%20a%20la%20solicitud%20de%20uso%20especial%20del
%20espectro%20radioeltrico%20por%20AficionadosV2.doc?dl=0Cortesía de HAMNET Spain

¿Qué es una red MESH?

¿Qué es una red Mesh?
Qué es y cómo funciona
Las redes Mesh o redes malladas son un
tipo de red cuya topología se puede ver
en la imagen adjunta, y que se basa en
las redes ad hoc, donde no existe un
punto central y cada uno de los nodos es
nodo y encaminador de paquetes del
resto de la red. Consiguiendo de esta
forma descentralizartoda la red.
La diferencia entre las redes malladas y
las redes ad hoc se basa en que un nodo
localizado en una red ad hoc, que no
tiene visibilidad con otro nodo, no puede
comunicarse. Sin embargo, en una red
mallada los nodos pueden comunicarse
con todos los nodos, bien de forma
directa si se encuentra en el rango de
alcance de la conexión Wireless, o a
través de otros nodos (mediante rutas
multi-salto)
Redes LAN Internet Mesh

Red Wireless convencional Red Wireless mallada
Todos los nodos se conectan a un punto central, y este es el
que da salida a internet. Los equipos para comunicarse entre
sí tienen que pasar por el punto de acceso, no hablan
directamente unos con otros.
En el caso de las redes malladas los nodos que tienen
visibilidad entre ellos pueden comunicarse entre sí. En este
tipo de redes cada “nodo” asume dos roles: nodo y router a la
vez. Lo que permite encaminar el tráfico hacia otros puntos

Arquitectura de red
Backone (PtP):
• Normalmente en 5 Ghz
• Ubicado a gran altitud
• Enlaces troncales con distancia 5-10 Km
Nodos de Relay
• Normalmente en 5 Ghz
• Ubicados en torres o edificios altos
• Enlaces inferiores a 5 Km
Endpoint Nodes
• Utilizan 2,4 Ghz
• Destinado a enlazar al usuario final
• Distancias inferiores a 1 Km

Arquitectura de red

Dispositivos compatibles

https://www.arednmesh.org/content/supported-platform-matrix https://kit.com/alexbogus/aredn-amateur-radio-emergency-data-network

Casos de uso
¿cómo podemos ayudar los radioaficionados?

Casos de uso
Triage en campo abierto
Imaginemos por un momento que en
una emergencia el triage se ha
desplegadoen un parque(en campo
abierto) , El equipode EMCOM lleva
preconfiguradosvarios micro-routers
AR150 USB.
Cada una de las personas que participen
en la emergencias podránusar sus
propiosordenadorestan sólo
conectandoal puerto USB el micro-
router, no tendránque configurarnaday
podránacceder mediantesu ordenador.
Además, cada ordenadorconectadoa la
red MESH ampliarála cobertura de la red
ya que cada uno de ellos hace a la vez de
cliente y de servidor ampliandola
cobertura.

Imaginemos a múltiples agencias que tengan que coordinarse y necesiten
desplegar una red IP lo más rápido posible, tan sólo seria necesario “prestarles”
durante el tiempo que dura la emergencias de un micro-router GL.inet AR150
que automáticamente les conectará a la red MESH y a sus servicios.
Microrouter mesh
GL.inet AR150

Otro de los casos de uso para los que puede dar apoyo una red MESH como la
planteada aquí es para interconectar el Puesto Médico Avanzado con el PMA
mediante un de voz sobre IP (VoIP). Ya en el año 2010 varios de los voluntarios
de EMCOM que estamos aquí desplegamos algo parecido para un preventivo de
Cruz Roja en San Juan.
Comunicaciones
VoIP

En el caso de una emergencia dónde sea necesario desplegar un albergue, o una zona
para la filiación de los damnificados. Sería muy sencillo desplegar nodos MESH para
facilitar a los intervinientes el acceso a una red que les permita informatizar la toma de
datos y la gestión de los mismos. Además, se pueden desplegar aplicaciones CAD o
formularios que ayuden en la gestión

En los casos de rescate urbano, una red MESH puede ayudar transmitir imagen y/o video
en tiempo real a los puestos de mando y control (PMA). Además al igual que hemos visto
en los slides anteriores junto con un drone o globo cautivo se podría tener en tiempo real
imágenes de la zona devastada.

Los radioaficionados disponemos de la capacidad de posicionar a nuestros equipos de
radio mediante APRS. Si a eso le sumamos la capacidad de llevar en una mochila un
nodo mesh alimentado por una batería, dispondremos de comunicaciones IP durante
toda la zona de búsqueda en una operación SAR (“Search & Rescue”)

CASO DE USO DEL DRONE CAUTIVO

Casos de uso
Drone cautivo
Imaginemos por un momento que en
una emergencia no hay ningunared
disponibley que se debe dar coberturaa
una amplia.No es posibledesplegar una
torre con suficiente alturaparaalcanzar
otros nodos de la red MESH.
Dado el poco peso de los equiposMESH
sería posible disponer de un “drone
cautivo”como se ha podidover en el
vídeo anterior,que facilitarseel enlace
entre la zona que sí dispone de cobertura
y la zona afectada por la emergencia.
* Puede ser un apoyo a WESCAM

Aprovechando el poco peso de los equipos MESH y el poco consumo que tienen estos. Sería
relativamente sencillo disponer de un globo cautivo que permita levantar 25-30 de altura con un
nodo que ampliase la cobertura de la red MESH en una situación de emergencia.

Colaboración del Radio Club Errante con la Agrupación de Voluntarios de Protección Civil Molina de Segura (Murcia) que nos ha permitido demostrar las
capacidades de los radioaficionados para prestar ayuda en grandes catástrofes, como son los terremotos, a través de la participación en el primer curso
teórico-práctico de Búsqueda y Rescate en Estructuras Colapsadas según metodología INSARAG

Todas estas actividades fueron coordinadas desde la BoO (Base of Operations) y el OSOCC virtual, donde los miembros de Radio Club en su vertiente
de Voluntarios Colaboradores de la agrupación gestionaron y operaron los medios de transmisiones propios de Protección Civil. Además, apoyaron
mediante su conocimiento en materias de informática y comunicaciones a las áreas de logística y operaciones. Por ejemplo, participaron en la obtención
información geográfica local (mediante comunicaciones HF) y sectorización de zona de operaciones de acuerdo con la metodología INSARAG

Disponer de una red IP que cubra una determinada extensión, nos permite desplegar casi cualquier infraestructura. En este caso, se puede observar
como un “nodo desplegable” en la emergencia mediante conexión a la red MESH o mediante otro sistema se puede conectar con un servidor central
alojado en un centro de datos. Esta conexión permite que en el teatro de operaciones de la emergencia se puedan desplegar nodos (hotspots) que se
conecten con el servidor y este a su vez con el resto de nodos, repetidores o sistemas móviles.

Las combinaciones son casi infinitas

Servicios que se podrían desplegar:
• Red mesh para interconexión
• Mesh con gw via vSAT
• Voz sobre IP (VoIP)
• Servidor para intercambio de ficheros
• Servidor videoconferencia
• Servidor winlink (correo internet)
• Wifi pública + Portal cautivo
• CCTV + Streaming
• Cualquier servicio que corra bajo IP
Zona caliente
/ DOE*
* DOE (Dirección Operativa de la Emergencia)

Despliegue de Software

Es posible desplegar un servidor de
VoIP (Asterisk) en el mismo punto de
la emergencia y este puede estar
interconectado mediante un trunk con
la PABX o con otros sistemas de
VoIP
Los smartphones mediante wifi y
usando una aplicación “softphone”,
también podrían conectarse a la red
de voz sobre IP (VoIP)
Voz sobre IP
Es posible albergar en los propios
nodos un sistema de mensajería
instantánea que permita la
comunicación entre todos los puntos.
Alternativamente es posible
desplegar servidor más complejos
como “mattermost” que además
pueden ir federados con otros
servidores en otras redes (Internet)
Mesh Chat
Los radioaficionados podemos
posicionar nuestros equipos de radio
mediante APRS y GPS para que
puedan integrarse en un mapa y
tener localizados a los integrante, por
ejemplo de un equipo SAR (Search &
Rescue). A través de la red MESH el
resto de agencias podrían acceder al
mapa y visualizar la información en
tiempo real
APRS Gateway

A través de la red MESH es posible
instalar un servidor DMR (HBLINK3)
y en los nodos remotos un “hotspot”.
Esto permitirá desplegar una red
DMR ad-hoc que puede ser aislada o
interconectada con otras redes.
La independencia de otras redes
permitirá la resiliencia frente a la
pérdida de infraestructuras
DMR
Dentro del servidor HAMSERVER, se
dispone de un acceso a un servidor
de ficheros que contiene toda la
información de EMCOM España.
Además puede realizar las funciones
de repositorio y lugar de intercambio
de información durante la
emergencia.
Fileserver
A través de la red MESH y mediante
un sencillo navegador, como si de
Google maps se tratase, es posible
acceder a un servidor de mapas
actualizado. Los datos de estos
mapas provienen de fuentes
verificadas como OpenStreetMaps,
entre otras.
Mapas

Al igual que se despliegan otras
aplicaciones, en el servidor alojado
en el rack de comunicaciones se
pueden alojar aplicaciones CAD
(Computer Aided Dispatch Software)
para ayudar en la gestión y
coordinación de la emergencia.
Aplicaciones como:
https://opencad.io/
CAD
Person Finder es una aplicación de
código abierto diseñada por Google
para proporcionar un registro de
personas para familiares de
damnificados por una catástrofe
natural. También permite buscar
información sobre su situación y
ubicación posible. Fue creada por
ingenieros de Google tras el
terremoto de Haiti en 2010
Person Finder
También se puede crear un portal
cautivo en una red wifi abierta, para
que los ciudadanos puedan acceder
un blog donde esté la información
oficial, a software para informar
acerca de la desaparición de un
familiar, y/o aportar información a las
agencias (p, ejemplo “Person Finder
de Google inc.)
Portal Cautivo

Documentación
EMCOM almacenada
en Google Drive Cloud
Servidor en Rack de comunicaciones de
EMCOM
Sincronización vía AREDN
Sincronización vía Internet

Construir una arquitectura de servicios mediante Docker nos permite poder
desplegar aplicaciones de forma rápida y mantenerlas actualizadas con un
repositorio central. Además, mediante scripting es muy sencillo replicar la
configuración en otros HAMSERVERs.
1
Seleccionamos las aplicaciones
que queremos desplegar 2
Ejecutamos el código que nos
permite desplegar la APP
Existe una gran cantidad
de aplicaciones “empaquetadas”
3
Nuestro servidor está
listo para poder usarse
Mediante scripts
hacemos el backup y
replicamos el servidor
ham@hamserver:/> rclone sync
ham@hamserver:/> Docker-compose up -d

Demostración

Servidor de Chat Editor colaborativo
Gestión Docker Servidor ficheros
Servidor mapas
Hamserver.mesh.local
10.242.132.83
EA5NET-rack.mesh.local
Wifi pública

Despliegues “tácticos”

¿Preguntas? ¿dudas?

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