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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA PLATAFORMA DE COMERCIO ELECTRÓNICO A TRAVÉS DE UN NODO PARA EL DESARROLLO DE LA RED INALÁMBRICA COMUNITARIA EN CIUDAD BOLÍVAR. Pablo Enrique López. [email protected] Javier Melo Diagama [email protected] UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA.

Resumen—La Universidad Distrital “Francisco José de Caldas”, Facultad Tecnológica, crea la “red inalámbrica comunitaria de Ciudad Bolívar”, contribuyendo en el proyecto que esta desarrollando el ministerio de las tecnologías de la información y la comunicación (MINTIC) “Ciudad Bolívar comunidad digital” y el cual pretende contribuir al mejoramiento de la calidad de vida de los habitantes de la localidad de Ciudad Bolívar, mediante el desarrollo de una estrategia orientada a alcanzar un amplio acceso a los servicios de TIC y la apropiación de su uso cotidiano, esto para acercar a la comunidad hacia el desarrollo de la innovación de las redes ,ayudando a disminuir la brecha digital entre los habitantes de la localidad y las tecnologías de información y comunicaciones, y por medio de la plataforma virtual que desarrollaremos enfocarse en una de las principales actividades económicas como lo es el comercio en la comunidad, tanto formal (supermercados, hoteles, restaurantes, etc) e informal (venta o alquiler de inmuebles, venta o permuta de automóviles, alquiler de garajes, etc ), convirtiendo la plataforma de comercio electrónico en algo cotidiano y fácil de utilizar que en un futuro muy cercano sea el medio por el cual se difundan todos los anuncios publicitarios comerciales que la economía de la comunidad genera. Index Terms—MESH, Red Inalámbrica, Multipunto, Nodo.

I.

INTRODUCCIÓN.

La Red Inalámbrica Comunitaria de Ciudad Bolívar cuenta con cierto numero de nodos en funcionamiento pero las aplicaciones que se han venido desarrollando ninguna se ha dirigido a la parte comercial de la comunidad es por eso que nos dimos en la tarea de implementar el uso de tecnologías de información y comunicación mediante la instalación de un sistema de conectividad inalámbrica para facilitar la promoción y difusión del comercio formal e informal que genera la comunidad, esto para aportar en el crecimiento de la red inalámbrica comunitaria de ciudad bolívar y reducir la brecha de ignorancia tecnológica que separa a la comunidad de las nuevas formas de comunicación que existen.

II. II-A.

MARCO TEÓRICO.

Redes MESH.

Las redes mesh, o redes en malla, son aquellas redes en las que se mezclan las dos topologías de las redes WiFi. Básicamente son redes con topología de infraestructura, pero que permiten unirse a la red a dispositivos que, a pesar de estar fuera del rango de cobertura de los AP o nodos, están dentro del rango de cobertura de algún dispositivo WiFi que directamente o indirectamente esté dentro del rango de cobertura del AP; también permiten que los dispositivos WiFi se comuniquen, independientemente del AP, entre sí, es decir, los dispositivos que actúan como emisores pueden no mandar directamente sus paquetes al AP sino que pueden pasárselos a otros dispositivos WiFi para que lleguen a su destino, que caracteriza de las redes con topología ad-hoc. Para hacerlo posible es necesario contar con un protocolo de enrutamiento que permita transmitir la información hasta su destino con el mínimo número de saltos o con el número de los mismos, aún no siendo el mínimo, sea suficientemente bueno. Además tiene como principal característica que es tolerante a fallos, puesto que la caída de un solo nodo no implica la caída del resto de la red.[1] En la figura 1. se muestra una topología básica de una red tipo MESH.

Figura 1.

Red tipo MESH.

2

II-B.

Modelo Cliente Servidor.

Un servidor es una aplicación que ofrece un servicio a usuarios de Internet; un cliente es el que pide ese servicio. Una aplicación consta de una parte de servidor y una de cliente, que se pueden ejecutar en el mismo o en diferentes sistemas. Los usuarios invocan la parte cliente de la aplicación, que construye una solicitud para ese servicio y se la envía al servidor de la aplicación que usa TCP/IP como transporte. El servidor es un programa que recibe una solicitud, realiza el servicio requerido y devuelve los resultados en forma de una respuesta. Generalmente un servidor puede tratar múltiples peticiones( múltiples clientes) al mismo tiempo.[2] En la figura 2. se observa el modelo cliente servidor.

Figura 2.

II-C.

Redes Punto a Punto.

Las redes punto a punto habitualmente se utilizan para conectar dos sitios alejados en la geografía terrestre con el objetivo de compartir recursos desde una estación principal y una estación remota. Del mismo modo una vez realizado un enlace punto a punto, se pueden incluir otros enlaces de este tipo con el fin de extender más la red o comunicar dos sitios donde no existe línea de vista, por ejemplo: Se desean conectar dos puntos A y B donde existen obstáculos que no permiten su directa conexión por medio de un enlace punto a punto, una forma de resolver este inconveniente es ubicando un punto en común o punto de repetición C logrando por medio de dos enlaces punto a punto (A-C y C-B) la conexión entre las partes.[3] En la figura 3. se muestra un esquema básico de un enlace punto a punto.

Figura 3.

II-D.

Calculo del Presupuesto.

La potencia disponible en el estándar 802.11 se caracteriza por los siguientes factores: !Potencia de Transmisión. Se expresa en mili-vatios, o en dBm. La Potencia de Transmisión tiene un rango de 30 mW a 600 mW, o más.La potencia TX a menudo depende de la tasa de transmisión. !La potencia TX de un dispositivo dado debe ser especificada en los manuales provistos por el fabricante, pero algunas veces puede ser difícil de encontrar. !Ganancia de las Antenas. Las antenas son dispositivos pasivos que crean el efecto de amplificación debido a su forma física. Las antenas tienen las mismas características cuando reciben que cuando transmiten. !Pérdidas en los Cables. En cualquier tipo de enlace existen perdidas de energía de la señal por el medio de transmisión como lo son los cables, conectores. La pérdida depende del tipo de cable utilizado y de su longitud. La pérdida de señal para cables coaxiales cortos incluyendo los conectores es bastante baja, del rango de 2-3 dB. Lo mejor es tener cables que sean lo más cortos posible. Cuando se calcula la pérdida en la trayectoria, se deben considerar varios efectos, algunos de ellos son las pérdidas en el espacio libre, atenuación y dispersión. La potencia de la señal se ve disminuida por la dispersión geométrica del frente de onda, conocida comúnmente como pérdida en el espacio libre. Ignorando todo lo demás, cuanto más lejanos los dos radios, más pequeña la señal recibida debido a la pérdida en el espacio libre. Esto es independiente del medio ambiente, se debe solamente a la distancia. Esta pérdida se da porque la energía de la señal radiada se expande en función de la distancia desde el transmisor. Utilizando los decibelios para expresar la pérdida y utilizando 2,45 GHz como la frecuencia de la señal, la ecuación para la pérdida en el espacio libre es: Lf sl = 40 + 20 ∗ log(r)

(1)

Con la ecuación (1) podemos calcular las perdidas de la señal en el espacio libre, (Free SpaceLoss por sus siglas en ingles) como en todo sistema las perdidas se expresan en dB y r es la distancia dada en metros que existe entre el transmisor y receptor. La segunda contribución para la pérdida en el camino está dada por la atenuación. Esto ocurre cuando parte de la potencia de la señal es absorbida al pasar a través de objetos sólidos como árboles, paredes, ventanas y pisos de edificios. La atenuación varia dependiendo de la estructura del objeto que la señal esté atravesando, y por lo tanto es muy difícil de cuantificar, dado esto se utilizan perdidas generalizadas para cierto tipo de objetos. Por ejemplo, los árboles suman de 10 a 20 dB de pérdida por cada uno que esté en el camino directo, mientras que las paredes contribuyen de 10 a 15 dB dependiendo del tipo de construcción. A lo largo del trayecto del enlace, la potencia de RF (radio frecuencia) deja la antena transmisora y se dispersa. Una parte de la potencia de RF alcanza a la antena receptora directamente, mientras que otra rebota en la tierra. Parte de esa potencia de

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RF que rebota alcanza la antena receptora. Puesto que la señal reflejada tiene un trayecto más largo, llega a la antena receptora más tarde que la señal directa. Este efecto es denominado multitrayectoria, desvanecimiento, o dispersión de la señal. En algunos casos las señales reflejadas se añaden y no causan problemas. Cuando se suman en contrafase, la señal recibida es muy baja llegando inclusive a anularse por las señales reflejadas. Este fenómeno es conocido como anulación. Existe una técnica simple utilizada para tratar con la multitrayectoria, llamada diversidad de antena. Consiste en agregar una segunda antena al radio. De hecho, la multitrayectoria es un fenómeno muy localizado. Si dos señales se suman fuera de fase en una determinada ubicación, no lo harán en otra ubicación en las cercanías. Si tenemos dos antenas, al menos una de ellas será capaz de recibir una señal utilizable, aún si la otra está recibiendo una señal distorsionada. Cuando se transmite, el radio utiliza la última antena usada para la recepción. Los equipos más modernos usan varias cadenas independientes de transmisión, cada una conectada a su propia antena y la correspondiente configuración en el receptor, en lo que se conoce como MIMO (Múltiple Input, Multiple Output), lo que consigue mejorar notablemente el caudal recibido. Esta es una de las tecnologías utilizadas en el estándar IEEE 802.11n. La distorsión generada por la multitrayectoria degrada la habilidad del receptor de recuperar la señal de manera similar a la pérdida de señal. Una forma simple de tomar en cuenta los efectos de la dispersión para el cálculo de la pérdida en el trayecto es cambiar el exponente del factor distancia en la fórmula de pérdida en el espacio libre. El exponente tiende a incrementarse con la distancia en un medio ambiente con mucha dispersión. En la ecuación (2) se combinan pérdida en el espacio libre, atenuación y dispersión, la pérdida en el camino es: L(dB) = 40 + 10 ∗ n ∗ log(r) + Lpermitida

(2)

Donde n es el exponente mencionado. Para realizar una estimación aproximada de la viabilidad del enlace, se puede considerar solamente la pérdida en el espacio libre. El medio ambiente puede generar pérdida adicional de señal, y debe ser considerado para una evaluación exacta del enlace. De hecho, el medio ambiente es un factor muy importante, y nunca debe ser descuidado. Para evaluar si un enlace es viable, debemos conocer las características del equipamiento que estamos utilizando y evaluar la pérdida en el trayecto. Cuando hacemos este cálculo, la potencia TX debe ser sumada sólo en uno de los lados del enlace. Si está utilizando diferentes radios en cada lado del enlace, debe calcular la pérdida para cada dirección (utilizando la potencia TX adecuada para cada cálculo). Sumar todas las ganancias y restar las pérdidas como se muestra en la ecuación (3). T XR1 + GAR1−LCR1 + GAR2−LCR2 = GT

(3)

Donde TXR1 es la potencia de transmisión del radio 1, GAR1 y GAR2 son las ganancias de las antenas de los radios

1 y 2 respectivamente, LCR1 y LCR2 son las pérdidas en los cables de los radios 1 y 2 respectivamente y GT es la ganancia total.[4]

III.

ESTADO DEL ARTE.

A continuación se mostraran algunos tipos de redes inalámbricas que existen a nivel internacional y también en nuestro país. III-A.

Internacionales.

Avilés WI-FI gratis: La ciudad de Avilés-España fue la primera ciudad en el país ibérico en brindar conexión inalámbrica gratuita. empezó disponiendo de 66 nodos que cubrían 75 hectáreas de la ciudad, es decir un 60 % de la ciudad y su financiación se realizo mediante publicidad, la velocidad con la cual empezó el proyecto fue de tan solo 200 kbps y en su momento tenia algunas restricciones para el intercambio de archivos.[11] Maracay WI-FI: En la capital de Aragua en Venezuela el plan inicio con tres fases. Para septiembre de 2010 el 80 % de las parroquias del sur, es decir, José Casanova Godoy, Joaquín Crespo y Los Tacariguas ya tenían conexión inalámbrica pública a internet, para esto se hizo uso de tres antenas repetidoras el enlace fue suministrado por CANTV, quien destino 2 megas para la red inalámbrica publica.[10] Buenos Aires Libre: Mediante este grupo se creo, y se esta manteniendo actualmente una red inalámbrica comunitaria para la ciudad de Buenos Aires en Argentina y en sus alrededores, aunque tienen la predisposición para trabajar con cualquier tipo de tecnología, actualmente trabajan solamente con tecnología wireless 802.11b.[8], [9] Montevideo Libre: Es un proyecto de redes de computadoras en la cual de una manera libre y comunitaria pueda prestar el servicio de acceso a internet gratuito. Para esto se pueden utilizar cualquier tipo de tecnologías para acceso de comunicación libre, para este proyecto se utilizan los estándares 802.11a/b/g/n. Proyecto absolutamente abierto.[7] III-B.

Nacionales.

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 pro redes sin cables en Medellín y en Colombia.[6] Red Inalámbrica Comunitaria de Bogotá: La red Inalámbrica Comunitaria de Bogotá, cono iniciativa de personas y entidades, civiles y académicas, tienen como uno de sus fines promover la investigación aplicada de diversas áreas del conocimiento.

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Se adelantan investigaciones aplicadas de: - Desarrollo de firmware para sistemas embebidos en routers. - Simulación múltiple de protocolos de enrutamiento de redes malla. - Estudios de radiación - Estudios de tráfico - Estudios de Seguridad de la Información - Medición de NBI y penetración de TIC - Conceptualización de Brecha Digital e Inclusión Digital. - Tecnologías libres como base de procesos comunitarios.[5]

III-C.

Locales.

NODO BARRIO PARAÍSO MIRADOR: Este nodo tiene un portal con información de la comunidad, información general de interés, vídeos para el aprendizaje infantil. un repositorio donde se puede colgar archivos, como guías escolares, cuentos, comunicados de la comunidad etc. Los usuarios se pueden registrar y publicar noticias de interés para la el barrio. Para el entretenimiento tiene juegos, también tiene acceso a una Wikipedia que sirve de apoyo escolar y para la comunicación instantánea tiene una herramienta de chat entre los usuarios registrados.[5] NODO RODRIGO LARA BONILLA SEDE B: Este aplicativo cuenta con diferentes lecciones de estudio en las materias de inglés y matemáticas debido a que estas presentan un nivel por debajo del promedio teórico de las pruebas de estado, debido a que este proyecto se desarrollo en la sede B de este colegio en el que solo se cursa educación básica primaria, se desarrollaron los contenidos enfocados en niños con edades entre los 7 y los 11 años, categorizando por niveles de dificultad las materias según el curso actual (Tercero, cuarto o quinto de primaria) del estudiante.[5] NODO COLEGIO CDA BARRIO JUAN PABLO: Es un sitio web diseñado en Joomla y alojada en un servidor Web (Ubuntu Server), con contenidos de interés social sobre el alcoholismo, el pandillismo, la drogadicción, los desastres naturales y cómo prevenirlos, información sobre las Tics, información general sobre Ciudad Bolívar y el barrio Juan Pablo, una biblioteca virtual y una serie de cursos virtuales; todo con el fin de formar y concienciar a esta comunidad clasificada como una de las zonas más inseguras de la localidad.[5]

III-D.

Mejora con respecto al estado del arte.

Si bien en la localidad la Red Inalámbrica Comunitaria de Ciudad Bolívar cuenta con cierto numero de nodos en funcionamiento; las aplicaciones que se han venido desarrollando ninguna ha sido dirigida a la parte comercial de la comunidad es por eso que con la ejecución de este proyecto se implementara el uso de tecnologías de información y comunicación mediante la instalación de un sistema de conectividad

inalámbrica para facilitar la promoción y difusión del comercio formal e informal que genera la comunidad, esto para aportar en el crecimiento de la red inalámbrica comunitaria de ciudad bolívar y reducir la brecha de ignorancia tecnológica que separa a la comunidad de las nuevas formas de comunicación que existen. IV.

METODOLOGÍA.

Para dar cumplimiento con la elaboración del proyecto se llevara a cabo un plan de actividades, a continuación se enumeran las mas importantes: • Realizar los estudios necesarios que permitan la mejor ubicación de la antena y del nodo, para que de esta manera se pueda establecer un enlace optimo con otros nodos de la red inalámbrica comunitaria. • Realizar los cálculos que se requieran para la implementación e interconexión de la antena al router y al servidor del nodo. • Diseñar y desarrollar el software que debe tener el servidor de datos donde se almacenará el sistema de administración y aplicación que utilizaran los usuarios que ingresen al mismo. • Capacitación a la comunidad en el ingreso al nodo y manejo de la plataforma. • Elaboración y presentación del proyecto a la comunidad, director, evaluador y jurados del proyecto dando a conocer el desarrollo del mismo, los beneficios que trajo a la comunidad, costos finales y una evaluación de resultados. • Presentación del artículo IEEE ante la Universidad.

V.

RESULTADOS ESPERADOS.

Con la ejecución del proyecto se espera obtener una aplicación WEB que permita la conectividad inalámbrica para facilitar la promoción y difusión del comercio formal e informal que genera la comunidad, esto con el fin de generar un mayor crecimiento de la Red Inalámbrica Comunitaria de Ciudad Bolívar y permitiendo que la comunidad cercana tenga acceso a tecnologías de información gracias a la funcionalidad de interconexión con otros nodos del sector. R EFERENCIAS [1] «Redes Mesh». [Online]. Available: http://blog.fon.com/es/archivo/tecnologia/redesmesh. html. [Accessed: 08-jun-2012]. [2] «cliente servidor». [Online]. Available: http://neo.lcc.uma.es/evirtual/cdd/tutorial/aplicacion/clienteservidor. html. [Accessed: 08-jun-2012]. [3] I. telecommunicationsUnion, “X.170 : Arquitectura de la gestion de red a red para redes de datos.” vol. 1, no. 1, p. 17, Jun. 1999. Consulted: Mar. 2011. [Online]. Available: http://www.itu.int/rec/TRECX. 170-199906-I. [4] R. Flickenger, C. Aichele., S. Buttrich, and L. M. Drewett, Redes Inalámbricas en los Paises en Desarrollo, 3rd ed., Sep. 2008, vol. 1. [5] «Investigación | Red Inalambrica Comunitaria de Bogota | RICB». [Online]. Available: http://www.ricb.org/organizacional/investigacion. [Accessed: 03-abr-2012]. [6] «Digital Event - Altred- Medellin Wireless». [Online]. Available: http://www.efagia. org/enteraltred.html. [Accessed: 09-jun-2012]. [7] «Portada ·». [Online]. Available: http://www.montevideolibre.org/. [Accessed: 07-jun-2012].

5

[8] «Ciudades Wi-Fi en Argentina», Nimbuzz Argentina. [Online]. Available: http://argentina.blog.nimbuzz.com/2009/08/10/ciudades-wi-fi-enargentina/. [Accessed: 07-jun-2012]. [9] «BuenosAiresLibre | Bienvenido/a a BuenosAiresLibre:» [Online]. Available: http://buenosaireslibre.org/. [Accessed: 07-jun-2012]. [10] «Ciudades Wi-Fi en Venezuela: Maracay y San Diego», suite101.net. [Online]. Available: http://suite101.net/article/ciudades-wifien-venezuela-a24511. [Accessed: 07-jun-2012]. [11] «Hispamp3 Avilés tendrá WiFi gratis.» [Online]. Available: http://www.hispamp3.com/2009/01/29/aviles-tendra-wifi-gratis. [Accessed: 07-jun-2012].