DISEÑO, IMPLEMENTACION E INTERCONEXION DE UN NODO DE RED INALAMBRICA EN EL PROYECTO "CIUDAD BOLIVAR LOCALIDAD DIGITAL"

FERNANDO RAMIREZ RODRIGUEZ NELSON GONZALO RODRIGUEZ VERGARA

UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSE DE CALDAS” FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ D.C. 2011

DISEÑO, IMPLEMENTACION E INTERCONEXION DE UN NODO DE RED INALAMBRICA EN EL PROYECTO "CIUDAD BOLIVAR LOCALIDAD DIGITAL"

Presentado por: FERNANDO RAMIREZ RODRIGUEZ Cód.: 20071273022 [email protected]

NELSON GONZALO RODRIGUEZ VERGARA Cód.: 20092273016 [email protected]

Director: ING. RICARDO GONZALEZ

UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSE DE CALDAS” FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ D.C. 2011

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AGRADECIMIENTOS Los autores expresan sus agradecimientos a: La Universidad Distrital “FRANCISCO JOSE DE CALDAS” Facultad Tecnológica por el soporte académico brindado y por permitirnos realizar en nombre de tan prestigiosa Institución nuestro Proyecto de Grado. Al Ing. Frank Giraldo, Coordinador del Proyecto Curricular de Ingeniería en Telecomunicaciones, por su apoyo Al Ing. RICARDO GONZALEZ, Ingeniero Electrónico y Director del Proyecto, por sus valiosas orientaciones. Ing. Hermes Javier Eslava, Lic. en Electrónica, por su constante motivación a este trabajo En general, a todas la Instituciones que de alguna manera contribuyeron con la información requerida para alcanzar los objetivos trazados en el presente Proyecto. En especial, a nuestros padres y familiares que siempre nos apoyaron. Finalmente a todas las personas, colegas y amigos por su valiosa asesoría, Tiempo y dedicación.

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ÍNDICE

1. 1.1.

REFERENCIA AL CONSEJO

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INTRODUCCION

5

JUSTIFICACION E IMPORTANCIA

6

OBJETIVO GENERAL

7

OBJETIVOS ESPECIFICOS

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ESTADO DEL ARTE

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Marco Teórico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1. Redes Multipunto-Multipunto (MESH). . . . . . . . . . 1.1.2. Planificación de nodos en redes MESH. . . . . . . . . . 1.1.3. El modelo Cliente-Servidor. . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.4. Sistemas de Gestión de Contenidos: Joomla! . . . . . . . . .

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1.2. Marco Legal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.1. Proyecto de ley no. 021 de 2007. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.

MARCOS DE REFERENCIA

2.2. 2.3. 2.4.

Internacional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nacional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Local. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3. METODOLOGIA

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4.

RESULTADOS

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5. CRONOGRAMA

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CONCLUSIONES

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REFERENCIAS

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REFERENCIA AL CONSEJO

En el presente documento se muestra una propuesta de grado del proyecto curricular de ingeniería en telecomunicaciones de la Universidad Distrital “FRANCISCO JOSE DE CALDAS” donde se mostrará la implementación de un nuevo nodo de la Red inalámbrica comunitaria de Ciudad Bolívar, el cual se interconectará con el nodo más cercano y con un mínimo de 2 usuarios de la comunidad previamente capacitados para el ingreso al mismo y para el manejo de la plataforma y la aplicación puesta en el servidor, también se definen la justificación, objetivos, metodología y presupuesto a usar durante el desarrollo del proyecto. El proyecto tendrá una duración de 4 (cuatro) MESES.

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INTRODUCCIÓN

La localidad de Ciudad Bolívar es una de las más pobres de la ciudad de Bogotá en Colombia, allí muchas personas se encuentran alejadas de la tecnología, el propósito de éste proyecto es contribuir a reducir la brecha digital entre ésta población de escasos recursos y la tecnología, como lo han hecho países como Buenos Aires, España y la ciudad de Medellín en Colombia, donde el punto común es compartir información e implementar redes comunitarias a bajos costos. El presente documento hará una breve reseña acerca de proyectos similares y presentará la investigación realizada sobre las redes MESH y lo necesario para implementar un nodo con dicha topología y la metodología a seguir para la ejecución del proyecto.

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JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

Bogotá cuenta en la actualidad con unos 6.776.009 habitantes, número que tiene un porcentaje de desplazados que por sus bajos recursos se ven obligados a invadir terrenos en zonas marginadas como la Localidad de Ciudad Bolívar. Por la ubicación geográfica y el bajo nivel de ingresos esta comunidad tiene un acceso casi nulo a Tecnologías de Información y Comunicaciones (TIC’s), como La Internet. Se ha estimado que aproximadamente el 97% de la población no tiene acceso a Internet y en la mayoría de casos no cuentan con un equipo de cómputo. Es por esto que nace el proyecto “Ciudad Bolívar Localidad Digital”, del cual hace parte activa la Universidad Distrital Francisco José de Caldas con su Facultad Tecnológica y con el cual se ayuda a reducir esa brecha digital entre las personas y las TIC. Una de las partes de dicho proyecto es la Red Inalámbrica Comunitaria de Ciudad Bolívar, la cual se encuentra en construcción y actualmente cuenta con 2 nodos en funcionamiento; es aquí donde éste proyecto cobra importancia y pretende ayudar a la ampliación de dicha Red con la creación y puesta en marcha de un nuevo nodo.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Diseñar e implementar un nodo de red inalámbrica con topología MESH en el Colegio INSTITUTO TECNOLOGICO DE SAN FRANCISCO en la localidad de Ciudad Bolívar.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Diseñar e implementar un nodo de red inalámbrica en un área indicada para una buena cobertura de señal. Fomentar el uso de estas tecnologías de comunicación con la comunidad para que puedan hacer uso de ellas. Realizar un proyecto aplicado al acceso público de las TIC´s. Diseñar la página principal que accederá el nodo en el servidor y mínimo una aplicación que correrá el mismo y que será accedida por los clientes del nodo utilizando herramientas de software libre.

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1. ESTADO DEL ARTE

1.1. Marco Teórico 1.1.1.

Redes Multipunto-Multipunto (MESH)

En las redes multipunto a multipunto no hay un nodo central. Cada nodo de la red transporta el tráfico de tantos otros como sea necesario y todos se comunican directamente entre sí. La ventaja de este tipo de red es que aún si ninguno de los nodos es alcanzable desde el punto de acceso central, igual pueden tener comunicación entre sí. Algunas redes mesh son auto-reparables, detectan de forma automática problemas de enrutamiento y los corrigen. Extender una red mesh es tan sencillo como agregar más nodos. Si uno de los nodos en la nube tiene acceso a Internet, esa conexión puede ser compartida por todos los clientes. Dos grandes desventajas de esta topología son el aumento de la complejidad y la disminución del rendimiento.

La seguridad de esta red también es importante, ya que todos los participantes pueden en su mayoría transportar el tráfico de los demás. La resolución de los problemas de las redes multipunto a multipunto tiende a

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ser complicada, debido al gran número de variables que cambian al moverse los nodos. Las redes multipunto a multipunto generalmente no tienen la misma capacidad que las redes punto a punto, o las punto a multipunto, debido a la sobrecarga adicional de administrar el enrutamiento de la red y el uso más intensivo del espectro de radio.[6] 1.1.2.

Planificación de Nodos en Redes MESH

Un sistema básico se compone de dos radios, cada uno con su antena asociada, separados por la trayectoria que se va a cubrir. Para que los dos se comuniquen, los radios requieren que la señal proveniente de la antena tenga una potencia por encima de cierto mínimo. El proceso de determinar si el enlace es viable se denomina cálculo del presupuesto de potencia. El que las señales puedan o no ser enviadas entre los radios dependerá de la calidad del equipamiento que se esté utilizando y de la disminución de la señal debido a la distancia, denominado pérdida en la trayectoria.[6] 1.1.3.

Modelo Cliente-Servidor

Los elementos principales de la arquitectura cliente servidor son justamente el elemento llamado cliente y el otro elemento llamado servidor. Por ejemplo dentro de un ambiente multimedia, el elemento cliente seria el dispositivo que puede observar el vídeo, cuadros y texto, o reproduce el audio distribuido por el elemento servidor. Por otro lado el cliente también puede ser una computadora personal o una televisión inteligente que posea la capacidad de entender datos digitales. Dentro de este caso el elemento servidor es el depositario del vídeo digital, audio, fotografías digitales y texto y los distribuye bajo demanda de ser una maquina que cuenta con la capacidad de almacenar los datos y ejecutar todo el software que brinda éstos al cliente.[7] 1.1.4.

Sistemas de Gestión de Contenidos: Joomla!

Joomla! es un sistema gestor de contenidos creado principalmente para la organización y visualización de contenidos, pero que poco a poco ha ido agregando mas funcionalidades, tanto que hoy en día puede ser usado para muchísimas cosas, por ejemplo, una tienda virtual, una comunidad, un catalogo y un gran etc; cabe mencionar que un administrador de contenidos es una aplicación, script o programa que gestiona, organiza y publica artículos de contenido para ser organizado y mostrado de forma clara.[8] 9

1.2. Marco Legal. Debido a que la Red inalámbrica Comunitaria de Ciudad Bolívar opera en la banda de 2.4GHz bajo el estándar IEEE802.11G, no es necesaria una licencia del Ministerio de las TIC, ya que ésta banda de frecuencia es libre en el mundo entero; sin embargo, en la parte del software, existe la siguiente parte legal: 1.2.1.

Proyecto de ley no. 021 de 2007

“por la cual se fijan políticas y establecen criterios para la administración y adquisición de programas de computación por parte del estado.” lo anterior consta en el acta no. 17 del cinco (05) de diciembre de dos mil siete (2007). En referencia el articulo No 4 el cual describe lo siguiente: “Artículo 4. Política de uso de Software. El Gobierno Nacional desarrollará una política para la promoción y uso de las TIC´s en las entidades públicas, conforme a los siguientes criterios: 1. La definición de procedimientos y el empleo de estándares que permitan la interoperabilidad entre los distintos sistemas de las entidades públicas y privadas. 2. La democratización de la información, mediante el acceso de las personas a bases de datos que requieran para ejercer sus derechos, participar en la vida política y en la vida económica, administrativa y cultural de la Nación, salvo en aquellos casos en que se comprometa la seguridad nacional o la divulgación de la información quesea objeto de reserva, protección o restricción legal. 3. El apoyo a proyectos de Investigación y Desarrollo para las entidades de carácter científico y tecnológico, que fomenten la apropiación tecnológica, la inclusión digital y la integración de las comunidades. 4. La capacitación en uso de TIC´s yel fomento de una cultura de uso en los servidores públicos.5. La aplicación de incentivos, preferencias y apoyo al sector de la Informática, en especial al sector público, empresarial y educativo. 6. La promoción de proyectos educativos que promuevan el uso de TIC´s, en las entidades de educación pública.”

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2. MARCOS DE REFERENCIA

2.1. Internacional Alameda Wireless: es una propiedad de usuario, administrados por la comunidad, red inalámbrica ubicada en la ciudad de Alameda, California. Una red de la comunidad es muy diferente que la mayoría de la gente está acostumbrada. Su objetivo es crear una red inalámbrica de malla totalmente redundante que cubre la ciudad de Alameda, que está abierta y disponible para todos. No hay cargos involucrados para conectarse a la malla. Con el fin de conectar, cada persona va a crear un nodo de la red mediante la compra de sus equipos inalámbricos propia de un comerciante de su elección, o con nuestra ayuda. Cada propietario nodo propietario de su equipo, no va a ser de propiedad de Alameda Wireless. Alameda inalámbrica es una asociación de personas afines, que quieran crear una nueva red de última milla, libre de las restricciones de las líneas de cable o teléfono. Cada nueva persona que se une a la red ayuda a expandirse y crecer, al permitir a otros a conectarse a la red comunitaria a través de sus equipos de propiedad individual. Es útil pensar en Alameda inalámbrica como otra vía, de forma similar a una línea telefónica o cable, para obtener banda ancha para su hogar. Es como una red de área local, salvo que cubrirá toda la ciudad, sin necesidad de cables. Cada persona que forma parte de la red de la comunidad es libre de elegir su servicio de acceso a Internet. En este sentido, Alameda wi-fi sólo un "tubo" que lleva el tráfico a un proveedor de servicios de Internet y no es en sí un proveedor de servicios Internet. Imagínese el usuario A, B, C, D, E y F que se interconectan de forma inalámbrica por toda la ciudad. Un usuario puede utilizar el ancho de banda libre en la Alameda de Internet donado a los usuarios móviles, facilitada por un grupo como SFLan. El usuario B pueden optar por formar una asociación independiente para comprar tal vez una línea más rápido y compartir los costos con el usuario C y D. El E podrán mantener sus actuales conexiones de Cable o DSL de Internet. F El usuario puede optar por el acceso sólo el contenido local en la red y no tienen conexión a Internet. Todos estos usuarios son parte de la Alameda Wireless, y todos los demás rutas de tráfico, pero todos ellos pueden elegir su propia manera de acceder a Internet. La red inalámbrica comunitaria ofrece a los usuarios la posibilidad, por primera vez en la historia, a elegir libremente los servicios y proveedores eligen a usar (o no uso) de entre toda la gama de servicios de Internet,

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proveedores de servicios Internet, y proveedores de backbone de Internet. La red inalámbrica comunitaria finalmente entrega la competencia de libre mercado para los servicios de Internet para el usuario final.[1] Buenos Aires Libre: Es una red inalámbrica comunitaria la cual cubre la ciudad de Buenos Aires, en Argentina y sus alrededores. La infraestructura y los nodos son de cada usuario, es decir, cada usuario es responsable del mantenimiento de su nodo; a diferencia de la red inalámbrica comunitaria de Ciudad Bolivar, Buenos Aires libre utiliza topología tipo estrella y tienen una página en internet con toda la información detallada de nodos en funcionamiento, en mantenimiento y en construcción, además de información detallada acerca de como se diseña un nodo, cómo se diseñan las antenas, etc.[2] Montevideo Libre: Es un proyecto dedicado a la creación y organización de una red de datos libre en la ciudad de Montevideo, Uruguay, y alrededores. Es una red de computadoras, donde cada uno puede conectarse con otras computadoras, de la misma forma que lo hacemos en una pequeña red en una oficina, o en casa. Utilizan todo tipo de tecnologías de comunicación, siendo los estándares 802.11a/b/g/n (WiFi) los principales. Mediante esta tecnología se conectan unos con otros, formando una gran red que pretende cubrir toda la ciudad. El proyecto es absolutamente abierto y tienen también página web con toda la información detallada.[3]

2.2. Nacional Medellín Wireless: Es un proyecto no-comercial y de carácter independiente que busca la integración de los diferentes proyectos que actualmente se desarrollan en Colombia. Pretenden ser el punto de encuentro que logre coordinar e impulsar proyectos colaborativos proredes sin cables en Medellín y en Colombia. Su principal objetivo es crear en las ciudades, los pueblos y los barrios una nube que Techo-aTecho permita el acceso libre a las redes e internet[4]

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2.3. Local Nodo Bellaflor: Fue el primer nodo implementado en la red inalámbrica comunitaria de Ciudad Bolívar, fué instalado en el Colegio José María Vargas Vila del barrio Bellaflor en la localidad, donde Andrés Gómez usando el Administrador de Contenidos Drupal creó la plataforma en el servidor con Juegos, audio cuentos en línea, espacios para crear nuevas publicaciones por parte de los niños del Colegio o los miembros de la comunidad que desee hacer uso de la red, compartir imágenes, y gracias a la Colaboración de Jorge González, miembro de Ubuntu Colombia, instalaron una copia de la Wikipedia y los repositorios de Ubuntu.[5]

3. METODOLOGIA Se desarrollará la siguiente metodología durante el desarrollo del proyecto: Realizar un estudio de la mejor ubicación de la antena y del nodo en sí dentro del colegio. Diseño, implementación e instalación de la antena. Interconexión de la antena al router y al servidor del nodo. Instalar el software que debe tener el servidor de datos donde se almacenará la página principal y la aplicación realizada. Diseñar y desarrollar la página principal que se accederá al ingresar al nodo y la aplicación que utilizarán los usuarios que ingresen al mismo. Realización de pruebas de alcance y de intensidad de señal en la zona, e interconexión del nodo con el Nodo Paraíso Mirador. Capacitar a la comunidad en el ingreso al nodo y manejo de la plataforma y conexión de los usuarios (mínimo 2) al mismo. Elaboración y presentación del proyecto a la comunidad y al director, evaluador y jurados del proyecto demostrando el desarrollo del mismo,

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los beneficios que trajo a la comunidad, costos finales y una evaluación de resultados. Presentación del artículo IEEE ante la Universidad.

4. RESULTADOS ESPERADOS Generar un beneficio global en la comunidad de Ciudad Bolívar con este proyecto, en busca de la concientización ciudadana y el apropiamiento de los múltiples beneficios que generara este Proyecto en la Sociedad. En base al éxito de este proyecto implementar mas nodos en la localidad de Ciudad Bolívar y a largo plazo en las demás zonas marginadas de la ciudad y así tener no solo una Localidad Digital, sino toda una CIUDAD DIGITAL.

5. CRONOGRAMA El proyecto tendrá una duración de 4 (cuatro) MESES, en los cuales se realizará el siguiente cronograma: MESES(SEMANAS) ACTIVIDADES Obtención de permisos Colegio de Guavatá.

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MES 1 2 3

4

1

MES 2 2 3

4

1

MES 3 2 3

4

1

MES 4 2 3

4

Estudio de la mejor ubicación de la antena y el nodo en el Colegio. Diseño, implementación e instalación de la antena Interconexión de la antena al router y al servidor del nodo Instalar el software del servidor de datos. Diseño y desarrollo de página principal y aplicación del servidor pruebas de alcance e intensidad e interconexión con Paraíso Mirador Capacitación a la comunidad y conexión de los usuarios al nodo. Pruebas finales con los usuarios y nodo paraiso conectados Presentación del proyecto a la comunidad, director y jurados Resultados y articulo IEEE

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CONCLUSIONES

·Mediante este proyecto se pueden ofrecer múltiples beneficios a las comunidades menos favorecidas de Ciudad Bolívar, beneficios tales como la interacción entre la comunidad desde sus hogares, tramites y transacciones, planes de capacitación en línea y un sin número de aplicaciones. Siendo Ciudad Bolívar una localidad marginada, de bajos recurso y con una comunidad de bajos ingresos; es pionera en el avance tecnológico y la implementación de Localidades Digitales, que apuntan a una digitalización de la Capital a corto plazo y de Colombia a mediano plazo. Gracias a los conocimientos adquiridos y brindados por parte de la Universidad Distrital y con el apoyo de ETB y el ministerio de las TIC, se logra un optimo trabajo a la hora de implementar un proyecto tan importante y de gran escala como lo es Ciudad Bolívar Digital. Se evidencia el interés de la comunidad en este proyecto por los beneficios y el interés de la Ciudad de quitar el concepto de que las localidades ubicadas al Sur de la Capital son menos desarrolladas y con menor calidad humana que el resto de Localidades. Se logra un gran crecimiento con una inversión relativamente baja, tomando como referencias proyectos similares en varias ciudades del mundo.

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REFERENCIAS [1] “Alameda wireless community welcome.”http://alamedawireless.org/.

WiFi

networking

-

[2] C. BuenosAiresLibre, “BuenosAiresLibre | bienvenido/a a BuenosAiresLibre:,” http://www.buenosaireslibre.org/, Dec. 2008. [Online]. Available: http://www.buenosaireslibre.org/ [3] Uricio, “Portada,” http://montevideolibre.org/, Nov. 2010. [Online]. Available: http://montevideolibre.org/ [4] Eder, Diego, Alejo, and Daniel, “Colombia sin CablesMedellin wireless,” http://co.lab.cohete.net/wifi/MiTiN_2.html, Dec. 2003. [Online]. Available: http://co.lab.cohete.net/wifi/MiTiN_2.html [5] E. C. Ovalle, “Habia una vez en bella flor,” http://www.udtecnovirtual.org/index.php?option=com_content&view, Feb. 2010. [Online]. Available: http://www.udtecnovirtual.org/index. php?option=com_content&view [6] R. Flickenger, C. Aichele., S. Buttrich, and L. M. Drewett, Redes Inalámbricas en los Paises en Desarrollo, 3rd ed., Sep. 2008, vol. 1. [7] I. telecommunications Union, “X.170: Arquitectura de la gestion de red a red para redes de datos.” vol. 1, no. 1, p. 17, Jun. 1999. [Online]. Available: http://www.itu.int/rec/T-REC-X.170-199906-I [8] C. de Joomla en Colombia, “F.A.Q - joomla! en http://www.joomlaencolombia.net/zona-newbie/faq, 2009. Available: http://www.joomlaencolombia.net/zona-newbie/faq

colombia,” [Online].

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