pilacuan orellana michael ricardo quimí balcázar antony...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

“Diseño de una red inalámbrica para el acceso a internet en el

Parque Urbano del Cantón La Troncal”

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTORES:

Pilacuan Orellana Michael Ricardo

Quimí Balcázar Antony Samuel

TUTOR:

Ing. Miguel Molina Villacís, M.Sc.

GUAYAQUIL – ECUADOR

2019

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TÍTULO: “Diseño de una red inalámbrica para el acceso a internet en el Parque

Urbano del Cantón La Troncal”

AUTORES: Pilacuan Orellana Michael Ricardo


REVISORES: Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil Facultad: Ciencias Matemáticas

y Físicas

CARRERA: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

FECHA DE PUBLICACIÓN: N°. DE

PÁGINAS:

146

ÁREA TEMÁTICA: Redes Inalámbricas.

PALABRAS CLAVES: Internet, red inalámbrica, ancho de banda, portal cautivo,

bandas de frecuencias.

RESUMEN: El Parque Urbano ubicado en el cantón La Troncal, se ha convertido en

un lugar turístico, sin embargo, los administradores del parque no consideraron el

impacto tecnológico en lugares como este, por ende, no disponen de un diseño de

red inalámbrica para su implementación y satisfacer la demanda del uso de internet

por parte de los usuarios que visitan el parque. El objetivo principal de este proyecto

se enfocó a diseñar una red inalámbrica implementando, portal cautivo para mejor

calidad de servicio a los usuarios.

Se desarrolló la metodología “James Mccabe”, está enfocado específicamente al área

de redes lo que permite un mejor análisis de requerimientos específicos y flujos de

transferencia adaptados a las necesidades del sistema de telecomunicación. Se

encuentra constituida por dos fases: la primera fase de análisis de la situación actual,

empleando un estudio de campo para tener una visión amplia sobre las necesidades

y requerimientos que presenta el parque urbano para el diseño de la red inalámbrica

a nivel de infraestructura TI. La segunda fase es el diseño de la red, que se va a llevar

a cabo un estudio de los equipos que se va a utilizar, la ubicación de los equipos de

red, su ancho de banda, bandas de frecuencias a utilizar, etc.

N°. DE REGISTRO: N° DE CLASIFICACION:

N°

DIRECCIÓN URL:

ADJUNTO PDF: SI X NO

CONTACTO CON EL AUTORES:

Pilacuan Orellana Michael

Ricardo


Teléfono:

0992072084

0939416413

E-mail:

[email protected] [email protected]

CONTACTO CON LA

INSTITUCIÓN:

Nombre: Ab. Juan Chávez Atocha

Teléfono: 042307729

E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

IV

CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “Diseño de una red inalámbrica

para el acceso a internet en el Parque Urbano del cantón La Troncal” elaborado

por el Sr. Pilacuan Orellana Michael Ricardo y el Sr. Quimí Balcázar Antony

Samuel. Alumnos no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la

Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en

Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber

orientado, estudiado y revisado, la apruebo en todas sus partes.

Atentamente

Ing. Miguel Molina Villacís, M.Sc.

TUTOR

V

DEDICATORIA

El presente trabajo dedico principalmente a

mis padres Richard Pilacuan y Juana

Orellana, por su amor, trabajo, sacrificio y el

apoyo moral que me brindaron a lo largo de

esta etapa, gracias a ustedes he logrado

llegar hasta aquí ́y convertirme en lo que soy

ahora.

A mi hermano menor quien se ha convertido

en mi motivación para seguir adelante.

Michael Pilacuan Orellana

VI

DEDICATORIA

Dedico el presente proyecto de titulación

principalmente a Dios y a mis padres Yisela y

Geovanny, por guiarme, aconsejarme y

ayudarme a seguir adelante con mis estudios

para ser un profesional y el sacrificio que han

hecho por mi durante todas las etapas de mi

vida. Gracias a ellos he logrado llegar hasta

aquí para cumplir esta meta.

Antony Quimí Balcázar

VII

AGRADECIMIENTO

Quiero expresar mi gratitud a Dios, quien con

su bendición llena siempre mi vida y a toda mi

familia por estar siempre presente.

Mi profundo agradecimiento a todos los

docentes quienes aportaron con sus

conocimientos para convertirme en un

profesional, al tutor y revisor de tesis que,

gracias a sus consejos, correcciones hoy

puedo culminar este trabajo.

A mis amigos con los que compartí dentro y

fuera de las aulas.

Michael Pilacuan Orellana

VIII

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por brindarme salud,

sabiduría y fuerza para culminar mí carrera y

a mis padres que son el pilar fundamental de

mi vida.

Expreso mi agradecimiento a todos los

docentes quienes aportaron con sus

conocimientos para convertirme en un

profesional, al tutor y revisor de tesis que

gracias a su profesionalismo hoy puedo

culminar este trabajo.

Antony Quimí Balcázar

IX

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

_____________________________ Ing. Gustavo Ramírez Aguirre, M.Sc.

DECANO DE LA FACULTAD CIENCIAS MATEMÁTICAS Y

FÍSICAS

____________________________ Ing. Francisco Palacios Ortiz, M.Sc. DIRECTOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

____________________________ Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc. PROFESOR REVISOR DEL

PROYECTO TRIBUNAL

____________________________ Ing. Jorge Chicala Arroyave, M.Sc. PROFESOR REVISOR DEL ÁREA

TRIBUNAL

_____________________________ Ing. Miguel Molina Villacís, M.Sc.

PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO DE TITULACION

_____________________________

Ab. Juan Chávez Atocha, Esp. SECRETARIO DE LA FACULTAD

X

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de este

Proyecto de Titulación, nos corresponden

exclusivamente; y el patrimonio intelectual de

la misma a la UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL”.



XI



CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

“Diseño de una red inalámbrica para el acceso a internet en el Parque

Urbano del cantón La Troncal”

Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el título de

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES.

Autores: Pilacuan Orellana Michael Ricardo

C.I.: 035014421-8


C.I.: 094063805-9

Tutor: Ing. Miguel Molina Villacís, M.Sc.

Guayaquil, Abril de 2019

XII

CERTIFICADO DE APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo

Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de

Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por los estudiantes

PILACUAN ORELLANA MICHAEL RICARDO y QUIMÍ BALCÁZAR

ANTONY SAMUEL, como requisito previo para optar por el título de Ingeniero

en Networking y Telecomunicaciones cuyo tema es:

“Diseño de una red inalámbrica para el acceso a internet en el Parque

Urbano del cantón La Troncal”

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

Pilacuan Orellana Michael Ricardo 035014421-8

Apellidos y Nombres Completos Cédula de ciudadanía Nº

Quimí Balcázar Antony Samuel 094063805-9

Apellidos y Nombres Completos Cédula de ciudadanía Nº


Guayaquil, Abril de 2019

XIII




Autorización para publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital

1. Identificación del Proyecto de Titulación

Nombres Alumnos: Pilacuan Orellana Michael Ricardo


Dirección: Cantón La Troncal, Av. Alfonso Andrade y 9na Sur.

Teléfono: 0992072084

0939416413

E-mail: [email protected]

[email protected]

Facultad: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Título al que opta: Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones

Profesor guía: Ing. Miguel Molina Villacís, M. Sc.

Título del Proyecto de titulación: “Diseño de una red inalámbrica para el

acceso a internet en el Parque Urbano del cantón La Troncal”

XIV

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de

Titulación

A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y

a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica

de este Proyecto de Titulación.

Publicación Electrónica:

Inmediata X Después de 1 Año

Firma Alumno:

______________________ ____


C.I.: 035014421-8

_________________________


C.I.: 094063805-9

3. Forma de Envío

El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como

archivo .Doc. O .RTF y .Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden

ser: .gif, .jpg o .TIFF.

DVDROM CDROM X

XV

ÍNDICE GENERAL

CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR ........................................................... IV

DEDICATORIA .................................................................................................... V

DEDICATORIA ................................................................................................... VI

AGRADECIMIENTO .......................................................................................... VII

AGRADECIMIENTO ......................................................................................... VIII

ÍNDICE GENERAL ........................................................................................... XV

ÍNDICE DE FIGURAS ..................................................................................... XIX

ÍNDICE DE GRÁFICOS ................................................................................... XXI

ÍNDICE DE TABLAS ...................................................................................... XXII

RESUMEN ..................................................................................................... XXIII

ABSTRACT ................................................................................................... XXIV

INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 1

CAPÍTULO I ........................................................................................................ 3

EL PROBLEMA................................................................................................... 3

Planteamiento Del Problema ............................................................................. 3

1.1 Ubicación Del Problema En Un Contexto .............................................. 3

1.2 Situación Conflicto Nudos Críticos ......................................................... 4

1.3 Causas Y Consecuencias Del Problema ............................................... 4

1.4 Delimitación Del Problema..................................................................... 4

1.5 Formulación Del Problema .................................................................... 5

1.6 Evaluación del Problema ....................................................................... 5

1.7 Objetivos de la investigación ................................................................. 6

1.7.1 Objetivo General ............................................................................. 6

XVI

1.7.2 Objetivos Específicos ..................................................................... 6

1.8 Alcance Del Problema ........................................................................... 7

1.9 Justificación e Importancia..................................................................... 7

1.10 Metodología Del Proyecto ..................................................................... 8

1.10.1 Tipo de investigación ...................................................................... 8

1.10.2 Metodología a utilizar...................................................................... 8

CAPITULO II ..................................................................................................... 10

MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 10

2.1 Antecedentes de Estudio ..................................................................... 10

2.2 Fundamentación Teórica ..................................................................... 11

2.2.1 Introducción a las redes inalámbricas ........................................... 11

2.2.2 Redes Inalámbricas ...................................................................... 12

2.2.3 Ventajas de las Redes Inalámbricas ............................................. 12

2.2.4 Red de tecnología Wi-Fi ............................................................... 14

2.2.5 Radiofrecuencia WLAN. ............................................................... 15

2.2.6 Tecnologías Wi-Fi - Estándar IEEE 802.11 ................................... 17

2.2.7 Bandas de Frecuencias de las Redes Wi-Fi ................................. 22

2.2.8 Capas del Estándar IEEE 802.11 ................................................. 28

2.2.9 Modos de configuración de una red inalámbrica ........................... 33

2.2.10 Componentes Básicos de una Red Inalámbrica ........................... 37

2.2.11 Portal cautivo ................................................................................ 44

2.2.12 ISP (Internet Service Provider) ..................................................... 45

2.2.13 Reguladores y de Normalización .................................................. 46

2.3 Fundamento Legal ............................................................................... 51

XVII

2.4 Hipótesis .............................................................................................. 54

2.5 Variables de la Investigación ............................................................... 54

2.5.1 Variable Independiente ................................................................. 54

2.5.2 Variable Dependiente ................................................................... 54

CAPITULO III .................................................................................................... 55

PROPUESTA TECNOLÓGICA ......................................................................... 55

3.1 Análisis de factibilidad ......................................................................... 55

3.2 Factibilidad Operacional ...................................................................... 56

3.3 Factibilidad Técnica ............................................................................. 57

3.4 Factibilidad Legal ................................................................................. 65

3.5 Factibilidad Económica ........................................................................ 66

3.6 Etapas De La Metodología De Proyectos ............................................ 67

3.7 Configuraciones ................................................................................... 80

3.8 Procesamiento y Análisis ..................................................................... 92

CAPITULO IV .................................................................................................. 105

4.1 Criterios de aceptación del producto o servicio ..................................... 105

4.2 Conclusiones ........................................................................................ 106

4.3 Recomendaciones ............................................................................. 107

Bibliografía ..................................................................................................... 108

Anexos ........................................................................................................... 111

XVIII

ABREVIATURAS

ISO Organización Internacional de Normalización

IEEE Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos

Wi-Fi Wireless Fidelity

WLAN Red de Área Local Inalámbrica

SSID Identificador de conjunto de servicios

BSS Conjunto de servicio básico

ESS Conjunto de servicio extendido

NIC Tarjeta de interfaz de red

AP puntos de acceso

OSI Interconexión de Sistemas Abiertos

OFDM multiplexión por división de frecuencias ortogonales

MIMO Múltiple entrada, Múltiple salida

LLC Control de enlace lógico

MAC Control de acceso medio

PLCP Procedimiento de convergencia de la capa física

PMD Medio físico dependiente

DSSS Espectro extendido de secuencia directa

FHSS Espectro ensanchado por salto de frecuencia

XIX

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura N° 1. Logo Wi-Fi (Wireless Fidelity). ....................................................... 15

Figura N° 2. Tecnologías WLAN. ...................................................................... 21

Figura N° 3. Banda de frecuencia de 2.4 GHz................................................... 23

Figura N° 4. Canales de la banda de frecuencia de 2.4 GHz. ........................... 25

Figura N° 5. Canales de banda de frecuencia de 5 GHz. .................................. 26

Figura N° 6. Modelo OSI y el Protocolo IEEE 802.11 ........................................ 28

Figura N° 7. Codificación de una señal DSSS. .................................................. 30

Figura N° 8. Asignación de canal y el uso de canal de FHSS. .......................... 31

Figura N° 9. Transmisión por IR (Infrarrojo). ..................................................... 32

Figura N° 10. Subcapas de la Capa de Enlace. ................................................ 33

Figura N° 11. Red Ad-Hoc. ................................................................................ 34

Figura N° 12. Red de Infraestructura. ................................................................ 35

Figura N° 13. Red Inalámbrica Mesh. ............................................................... 37

Figura N° 14. Componentes básicos de una red inalámbrica. ........................... 39

Figura N° 15. Modos de radiar de los diferentes tipos de antena. ..................... 41

Figura N° 16. Polaridad de las antenas. ............................................................ 43

Figura N° 17. Logo ITU. .................................................................................... 47

Figura N° 18. Logo IEEE. .................................................................................. 48

Figura N° 19. Logo Wi-Fi Alliance. .................................................................... 49

Figura N° 20. Logo ISO. .................................................................................... 50

Figura N° 21. UniFi AP AC Mesh Pro. ............................................................... 60

Figura N° 22. Router mikrotik RB3011UiAS-RM. ............................................... 61

Figura N° 23. NanoBeam NBE-M5-16. .............................................................. 62

Figura N° 24. Estación base Rocket M5 – Ti. .................................................... 63

Figura N° 25. Antena omnidireccional AMO-5G13. ........................................... 64

Figura N° 26. Ubicación del “Parque Urbano” del cantón La Troncal. ............... 68

Figura N° 27. Zonificación general del Parque Urbano. ..................................... 70

Figura N° 28. Mapa de cobertura sobre el plano del Parque Urbano. ............... 74

XX

Figura N° 29. Diseño de red del Parque Urbano. .............................................. 77

Figura N° 30. Cronograma de implementación de la WLAN. ............................. 80

Figura N° 31. Creación de Address Lists. .......................................................... 82

Figura N° 32. Creación de Address Lists. .......................................................... 83

Figura N° 33. Creación de regla NAT. ............................................................... 84

Figura N° 34. Selección de address list en regla NAT. ...................................... 85

Figura N° 35. Configuración de la acción de Regla NAT. .................................. 85

Figura N° 36. Bloqueo de página a través de firewall. ....................................... 86

Figura N° 37. Creación de perfil de usuario. ...................................................... 87

Figura N° 38. Creación de perfil de servidor. ..................................................... 88

Figura N° 39. Interfaz del Portal Cautivo. .......................................................... 89

Figura N° 40. Creación del servidor. ................................................................. 90

Figura N° 41. Interfaz del Portal Cautivo. .......................................................... 91

XXI

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico N° 1. Resultado, Pregunta 1. ................................................................ 93





Gráfico N° 6. Resultado, Pregunta 6. .............................................................. 100



XXII

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla N° 1. Causas y Consecuencias. ................................................................ 4

Tabla N° 2. Comparación de las tecnologías WLAN y LAN. .............................. 14

Tabla N° 3. Comparación de las tecnologías Inalámbricas. ............................... 17

Tabla N° 4. Comparativa de los Estándares IEEE 802.11 ................................. 22

Tabla N° 5. Diferencias entre las bandas de frecuencias 2.4 GHz y 5 GHz. ...... 27

Tabla N° 6. Parámetros que debe cumplir un access Point. .............................. 57

Tabla N° 7. Detalles técnicos UniFi AP AC Mesh Pro. ....................................... 60

Tabla N° 8. Detalles técnicos Router mikrotik RB3011UiAS-RM........................ 61

Tabla N° 9. Detalles técnicos NanoBeam NBE-M5-16. ...................................... 62

Tabla N° 10. Detalles técnicos Estación base Rocket M5 – Ti. .......................... 63

Tabla N° 11. Detalles técnicos AMO-5G13. ....................................................... 64

Tabla N° 12. Presupuesto Estimado. ................................................................. 67

Tabla N° 13. Resultado del conteo de personas. ............................................... 69

Tabla N° 14. Ancho de banda que consume cada aplicación. ........................... 71

Tabla N° 15. Resultado teórico de los enlaces de 5GHz. .................................. 76

Tabla N° 16. Direccionamiento de los equipos. ................................................. 79

Tabla N° 17. Resultado, Pregunta 1. ................................................................. 93





Tabla N° 22. Resultado, Pregunta 6. ............................................................... 101



Tabla N° 25. Validación de la propuesta. ......................................................... 105

XXIII




“Diseño de una red inalámbrica para el acceso a internet en el Parque Urbano

del cantón La Troncal”

Autores: Pilacuan Orellana Michael Ricardo,

Quimí Balcázar Antony Samuel.


RESUMEN

El Parque Urbano ubicado en el cantón La Troncal, se ha convertido en un lugar

turístico, sin embargo, los administradores del parque no consideraron el impacto

tecnológico en lugares como este, por ende, no disponen de un diseño de red

inalámbrica para su implementación y satisfacer la demanda del uso de internet

por parte de los usuarios que visitan el parque. El objetivo principal de este

proyecto se enfocó a diseñar una red inalámbrica implementando, portal cautivo

para mejor calidad de servicio a los usuarios.

Se desarrolló la metodología “James Mccabe”, está enfocado específicamente al

área de redes lo que permite un mejor análisis de requerimientos específicos y

flujos de transferencia adaptados a las necesidades del sistema de

telecomunicación. Se encuentra constituida por dos fases: la primera fase de

análisis de la situación actual, empleando un estudio de campo para tener una

visión amplia sobre las necesidades y requerimientos que presenta el parque

urbano para el diseño de la red inalámbrica a nivel de infraestructura TI. La

segunda fase es el diseño de la red, que se va a llevar a cabo un estudio de los

equipos que se va a utilizar, la ubicación de los equipos de red, su ancho de

banda, bandas de frecuencias a utilizar, etc.

XXIV




“Design of a wireless network for internet access in the Urban Park of La Troncal

canton”

Authors: Pilacuan Orellana Michael Ricardo



ABSTRACT

The Urban Park located in the canton La Troncal, has become a tourist place

however the park managers did not consider the technological impact in places

like this and therefore do not have a wireless network design that meets the

demand for the use of Internet by the users. The main objective of this project was

focused on designing a wireless network implementing captive portal for better

quality of service to users.

The methodology "James Mccabe" was developed, it is specifically focused on

the area of networks which allows a better analysis of specific requirements and

transfer flows adapted to the needs of the telecommunication system. It is

constituted by two phases: the first phase of analysis of the current situation, using

a field study to have a broad view on the needs and requirements presented by

the urban park at the IT infrastructure level. The second phase is the design of

the network, which is going to carry out a study of the location of the network

equipment, its bandwidth and frequencies that will be used.

1

INTRODUCCIÓN

Las tecnologías inalámbricas actualmente son el principal medio para

tener acceso a internet ya que son adecuadas para soportar la movilidad de los

dispositivos electrónicos del usuario o para implementar infraestructuras de

comunicación en entornos difíciles. Hoy en día el internet es muy importante para

la comunicación y para el acceso a todo tipo de información.

En el parque urbano ubicado en el cantón La Troncal, no se encuentra

implementado una red inalámbrica por ende los usuarios que visitan este lugar

no tienen acceso a internet a través de sus dispositivos electrónicos.

Por esta razón se ha propuesto un diseño de red inalámbrica que brinde

total cobertura en todas las áreas del parque de igual forma el acceso a internet

por un método de autenticación para los usuarios que asistan al Parque Urbano.

El diseño de la red inalámbrico del presente proyecto es fundamental para

promover el uso de nuevas tecnológicas y optimizar todos los recursos de red,

brindando escalabilidad, disponibilidad y un buen servicio de internet a los

usuarios que visiten el parque. Los equipos de red deben estar correctamente

ubicados en un lugar estables para prevenir que se dañen rápidamente por

factores ambientales.

En el Capítulo I - El Problema, hablaremos sobre la situación actual del

parque urbano, las causas y consecuencias, la delimitación del problema, los

objetivos, el alcance y la justificación e importancia.

En el Capítulo II - El Marco Teórico, se detalla las conceptualizaciones y

fundamentos tecnológicos como estándares, bandas de frecuencias modos de

configuración de una red inalámbrica y por último se menciona la fundamentación

legal.

2

En el Capítulo III – La Metodología, hablaremos sobre la propuesta

tecnológica, se determinará la factibilidad del diseño de red, configuraciones, las

encuestas realizadas, y la investigación de información para la realización del

diseño de red.

En el Capítulo VI – Conclusiones y Recomendaciones, se presentará los

criterios de aceptación de la propuesta, las conclusiones del trabajo realizado y

recomendación para que el diseño inalámbrico funcione de forma óptima.

3

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Planteamiento del problema

1.1 Ubicación del problema en un contexto

El internet se ha convertido en una herramienta necesaria para que las

personas a través de los diferentes dispositivos electrónicos puedan realizar

diversas tareas entre ellas, leer noticias, descargar contenido multimedia,

comunicarse con su familia, divertirse, educarse o incluso resolver algún tipo de

emergencia.

El cantón La Troncal con una población de 54.389 de habitantes según el

último censo del año 2010, siendo una localidad en desarrollo tiene el enfoque de

convertirse en una Ciudad Digital lo que en otras partes del mundo ya es una

realidad (INEC, 2010).

Una ciudad digital es aquella en la que, utilizando los recursos que brindan

la infraestructura de telecomunicaciones y de informática existentes, entre ellas

la denominada Internet, brinda a sus habitantes un conjunto de servicios digitales.

Los Servicios Digitales son una combinación de servicios de telecomunicaciones

y de procesamiento de datos. (Imaginar, 2017).

El acceso a internet en zonas públicas mediante redes Wi-Fi constituye

una oportunidad para poder encaminar una urbe a convertirse a futuro en una

Ciudad Digital y así contribuir de esta manera en el desarrollo social, turístico y

económico del sector.

Ante la necesidad de mejorar la calidad de vida de los ciudadanos y con

la finalidad de aportar en la evolución tecnológica de la ciudad, surge la necesidad

de diseñar una red inalámbrica para el Parque Urbano en el cantón La Troncal,

ya que actualmente no cuenta con ninguna infraestructura de red que brinde el

servicio de acceso a internet ya que es un área publica principal donde se

desarrollan todo tipo de evento social, cultural, deportivo, etc.

4

1.2 Situación Conflicto Nudos Críticos

El problema de la falta del servicio de acceso a internet en el Parque

Urbano del cantón La Troncal, surge debido a la inexistencia de una

infraestructura de red inalámbrica que permita la transmisión de datos, la cual

persiste hasta la fecha actual, debido a esto, es complicado que los eventos

sociales, culturales, artísticos, etc. se puedan desarrollar de forma eficaz.

1.3 Causas Y Consecuencias Del Problema

Tabla N° 1. Causas y Consecuencias.

CAUSAS CONSECUENCIAS

No existe infraestructura de red.

Se necesita la adquisición total de

equipos de red.

Se requiere la contratación de

servicio a internet.

Ninguna referencia de números de

usuarios aproximados.

Ninguna estadística del ancho de

banda que se requiere.

Elaborado por: Michael Pilacuan– Antony Quimí.

Fuente: Michael Pilacuan– Antony Quimí.

1.4 Delimitación Del Problema

El diseño contempla garantizar una completa cobertura de la red

inalámbrica para el acceso a internet en el Parque Urbano situado en el cantón

La Troncal a través de hotspot y un portal cautivo que mediante una página web

se encargará de que ningún usuario tenga acceso a los servicios de la red sin

antes pasar por un proceso de autenticación y de esta forma limitar el tiempo de

conexión y ancho de banda a los usuarios.

5

1.5 Formulación Del Problema

Es importante el uso del internet en el “Parque Urbano” situado en el

cantón La Troncal, ya que se ha convertido en la principal área pública de

recreación deportiva, artística, social, cultural, etc. de la ciudad, al que concurren

cientos de visitantes nacionales y extranjeros. Sin embargo, actualmente en el

lugar no existe acceso a internet, para que las personas puedan compartir

información o comunicarse mediante el uso de dispositivos tecnológicos, es por

eso se ve en la necesidad de efectuar un plan para solventar esta carencia de un

lugar tan concurrido y así contribuir de esta manera en el desarrollo social,

tecnológico, turístico y económico del sector.

Al realizar el diseño de red inalámbrico utilizando los equipos necesarios

para su optima cobertura, para el acceso a internet mediante un portal cautivo.

¿Permitirá una mejor condición para el acceso a la red inalámbrica en el Parque

Urbano situado en el cantón La Troncal?

1.6 Evaluación del Problema

Delimitado: La propuesta del diseño de una red inalámbrica y el uso de

un portal cautivo en el “Parque Urbano” situado en el cantón La Troncal, el cual

cubrirá la necesidad de los usuarios puedan conectarse a la red inalámbrica de

forma segura ya que se ha convertido en la principal área pública de recreación

de la ciudad, al que concurren cientos de visitantes nacionales y extranjeros.

Permitirá que los usuarios tengan acceso a internet de forma segura por un

determinado tiempo a través de un portal cautivo y así brindar una mejor calidad

de servicio a los usuarios que se conecten a la red inalámbrica a través de sus

dispositivos electrónicos.

Claro: En este proyecto, se diseñó una red inalámbrica con uso de un

portal cautivo en el “Parque Urbano” situado en el cantón La Troncal. Para brindar

un servicio de internet de forma segura a los usuarios y ayudar al desarrollo

social, tecnológico, turístico y económico del sector.

6

Evidente: Se debe contar con una red inalámbrica que brinde acceso a

internet en el parque ya que se a convertido en un lugar turístico y los visitantes

necesitan acceder a información o comunicarse mediante redes sociales, la red

estará con todas las medidas de seguridad, para proteger la autenticación de los

usuarios conectados a la red inalámbrica.

Relevante: Actualmente el “Parque Urbano” situado en el cantón La

Troncal no dispone de una red inalámbrica y se hace el diseño con la finalidad de

que se pueda implementar y que los visitantes que acudan al parque puedan

comunicarse mediante el uso de internet por sus dispositivos tecnológicos y

brindarles un servicio de calidad.

Factible: El proyecto se lo determina factible, ya que se ha convertido en

un lugar turístico en el parque y se necesita diseñar una red inalámbrica para su

implementación y brinde estabilidad y seguridad, ya que los usuarios muchas

veces no disponen de un plan de datos y tienen la necesidad de comunicarse y

navegar por la web.

Identifica los productos esperados: El proyecto se lo define eficaz y

beneficioso porque ayuda con el desarrollo social, tecnológico, turístico y

económico del sector.

1.7 Objetivos de la investigación

1.7.1 Objetivo General

Diseñar una red inalámbrica que permita el acceso a internet a los

ciudadanos que asistan al Parque Urbano del Cantón La Troncal.

1.7.2 Objetivos Específicos

✓ Analizar la situación actual del Parque Urbano del Cantón la Troncal, al

igual que los requerimientos necesarios para la red inalámbrica.

7

✓ Realizar un Estudio del Parque Urbano del cantón La Troncal para

establecer el número de equipos necesarios para la cobertura de la red.

✓ Desarrollar un presupuesto económico y de criterios de ingeniería para

evaluar equipos y tecnologías más optimas que se podrían utilizar.

✓ Desarrollar un diseño lógico y físico de la red inalámbrica.

✓ Realizar un método de inicio de sesión en la red inalámbrica a través de

un portal cautivo.

1.8 Alcance Del Problema

El presente proyecto propone un diseño de red inalámbrico en el Parque

Urbano para contar con una red eficiente y donde el servicio de acceso a internet

esté disponible 24/7, brinde una cobertura a todo el parque y que la conexión al

hotspot sea controlado a través de un portal cautivo, el cual permitirá establecer

un límite de tiempo al usuario y limitar el tráfico de ancho de banda para priorizar

la navegación web.

1.9 Justificación e Importancia

El diseño de una red inalámbrica en el parque urbano se realiza con el fin

de poder permitir la conexión y comunicación a través de internet y así ofrecer un

servicio a disposición de la comunidad mejorando la calidad de vida de las

personas y aportando en la evolución tecnológica de la ciudad.

Se establecerá un estudio de las diferentes alternativas de solución, con

el fin de optar por una que sea económica y que cumpla con los requerimientos

básicos de una red pública, como son las siguientes:

8

✓ Funcionalidad.

✓ Cobertura y Velocidad de acceso.

✓ Escalabilidad.

✓ Fiabilidad.

✓ Gestión Centralizada.

✓ Adaptabilidad.

1.10 Metodología Del Proyecto

1.10.1 Tipo de investigación

Investigación – Acción: Es una forma de investigación que permite

vincular el estudio de los problemas en un contexto determinado con programas

de acción social, de manera que se logren de forma simultánea conocimientos y

cambios sociales (Jiménez, 2014).

Esta metodología nos permitirá identificar los requerimientos para la

propuesta del diseño de una red inalámbrica, la que será destinada como una

solución del problema que actualmente el Parque Urbano del cantón La Troncal

atraviesa, ya que hoy en día no cuenta con una infraestructura de red inalámbrica,

que brinde un servicio de internet para los visitantes y puedan utilizar sus

dispositivos electrónicos para el acceso a internet y así ayudar al desarrollo social.

1.10.2 Metodología a utilizar

Metodología Mccabe James

Está enfocado específicamente al área de redes lo que permite un mejor

análisis de requerimientos específicos y flujos de transferencia adaptados a las

necesidades del sistema de telecomunicación. Se encuentra constituida por dos

fases.

9

Fase de Análisis

✓ Recabar requerimientos.

✓ Definir las aplicaciones que se ejecutarán en forma distribuida.

✓ Caracterizar como usan los usuarios las aplicaciones, definir métricas

para medir el desempeño.

✓ Distinguir entre requerimientos de servicio: Entradas y Salidas.

✓ Definir flujos, establecer las fronteras de flujo.

Fase de Diseño.

✓ Establecer metas de diseño. - Desarrollar criterios para evaluación de

tecnologías: costo, rapidez, confiabilidad, etc.

✓ Realizar la selección de tecnologías.

✓ Integrar mecanismos de interconexión.

✓ Integrar aspectos de administración y seguridad al diseño.

✓ Incorporar análisis de riesgos y planificación de contingencias.

✓ Evaluar opciones de diseño del cableado.

✓ Seleccionar la ubicación de los equipos.

✓ Realizar el diagrama físico de la red.

✓ Incorporar las estrategias de enrutamiento con base en los flujos.

✓ Optimizar flujos de enrutamiento.

✓ Desarrollar una estrategia detallada de enrutamiento.

10

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

2.1 Antecedentes de Estudio

Los dispositivos tecnológicos son un elemento esencial en la actualidad

para las personas, por medio de los dispositivos tecnológicos se busca una rápida

solución para los problemas que aparecen a diario en las personas a medida que

el tiempo avanza, las personas desean estar más comunicadas. Las tecnologías

inalámbricas son adecuadas para soportar la movilidad de los dispositivos

electrónicos del usuario o para implementar infraestructuras de comunicación en

entornos difíciles.

Historia de las Redes Inalámbricas

En Noviembre de 1899 se patento por el Italiano Guillermo Marconi, la

primera conexión inalámbrica y se dio inicio a las comunicaciones por radio. En

1907, se transmitieron los primeros mensajes completos que cruzaron el

Atlántico.

En 1971, un grupo de investigadores en la Universidad de Hawái crearon

el primer sistema de conmutación de paquetes a través de una red de

comunicación por radio la cual se la conoce con el nombre de ALOHA y consigo

se establece como la primera red de área local Inalámbrica (WLAN) (Izaskun ,

Andreu, & Lesta, 2006).

En Suiza en 1979, empleados del área de ingeniería de IBM publicaron la

información obtenida de un experimento, en su intento por utilizar enlaces

infrarrojos para la creación de una red local en una fábrica. Estos avances

ayudaron a la creación de enlaces utilizando infrarrojos y microondas donde

también se hizo uso del Espectro ensanchado (Izaskun , Andreu, & Lesta, 2006).

11

En Mayo de 1985 la agencia federal del Gobierno de Estados Unidos

(FCC, “Comisión Federal de Comunicaciones”) otorgo las bandas IMS (“Industria,

Científica y Médica”) las cuales son bandas para uso comercial sin licencia: 902-

928 MHz, 2,400-2,4835 GHz, 5,725-5,850 GHz a las redes inalámbricas basadas

en Espectro ensanchado. La FCC otorga la banda y establece los parámetros de

utilización con lo cual las WLAN se iniciaron en el camino del mercado.

Luego en Mayo de 1991 se desarrollaron las redes Inalámbricas WLAN

operativas que tenían velocidades superiores a 1 Mbps (Izaskun , Andreu, &

Lesta, 2006).

2.2 Fundamentación Teórica

2.2.1 Introducción a las redes inalámbricas

Las redes inalámbricas se llevan a cabo mediante ondas de radio para

conectar los dispositivos electrónicos, sin la necesidad de utilizar ningún tipo de

cables, para la comunicación de los usuarios. Ejemplo: se puede enviar

información de un usuario a otro por medio de bluetooth, la cual es una

transmisión de datos inalámbricamente (Salazar, Redes Inalámbricas, 2016).

Los dispositivos que comúnmente utilizan las redes inalámbricas incluyen

ordenadores portátiles, ordenadores de escritorio con adaptador Wi-Fi, netbooks,

teléfonos móviles y dispositivos localizadores. Las redes inalámbricas funcionan

de manera similar a las redes cableadas, sin embargo, las redes inalámbricas

deben convertir las señales de información en una forma adecuada para la

transmisión a través del medio de aire (Salazar, Redes Inalámbricas, 2016).

Las redes inalámbricas permiten a los dispositivos remotos que se

conecten sin dificultad, independientemente que estos dispositivos estén a unos

metros o a varios kilómetros de distancia. Todo ello sin necesidad de romper

paredes para pasar cables o instalar conectores. Esto ha hecho que el uso de

esta tecnología sea muy popular, extendiéndose rápidamente (Salazar, Redes

Inalámbricas, 2016).

12

Según Salazar afirmar que las redes inalámbricas disponen de una gran

ventaja en cuando a su movimiento, no necesita estar conectados a dispositivos

de red por medio de cables, como en los dispositivos electrónicos móviles,

laptops, etc. Además, la conexión inalámbrica nos permite movilizarnos. Hoy en

día los dispositivos móviles son los que más utilizan esta tecnología inalámbrica

y su alcance puede ser a corta o larga distancia (Salazar, Redes Inalámbricas,

2016).

2.2.2 Redes Inalámbricas

Las redes inalámbricas, permite el acceso inalámbrico a los dispositivos

electrónicos para el envío y recepción de información utilizando el espectro

radioeléctrico, los dispositivos electrónicos se utilizan en todos los lugares, en el

hogar, en el colegio en lugar de trabajo y los dispositivos celulares son los más

utilizados (Dordoigne, 2015).

Las redes inalámbricas ayudan a los usuarios estar en movimiento sin

estar conectados por medio de cables, dentro de un rango de cobertura para estar

conectados a la red (Dordoigne, 2015).

2.2.3 Ventajas de las Redes Inalámbricas

Las redes inalámbricas tienen varias ventajas en comparación con la red

LAN o cableadas, las cuales son las siguientes:

• Accesibilidad: Todos los equipos móviles hoy en día vienen con la

tecnología Wi-Fi adecuado para conectarse directamente a una red

inalámbrica. Los usuarios pueden tener conexión de forma segura a la red

desde cualquier lugar, pero dentro de su área de cobertura de la red

(Dordoigne, 2015).

13

• Movilidad: Los usuarios pueden estar conectados a la red inalámbrica y

estar en movimiento dentro del rango de cobertura, para que puedan

navegar y acceder a información y aplicaciones que requieran de internet

(Dordoigne, 2015).

• Productividad: El acceso a la información y a las aplicaciones clave de

su compañía ayudan a su personal a realizar su trabajo y fomenta la

colaboración. Los visitantes (como clientes, contratistas o vendedores)

pueden tener acceso de invitado seguro a Internet y a sus datos de

empresa (Dordoigne, 2015).

• Fácil configuración: No es necesario el uso cables físicos en un lugar, la

instalación puede ser más rápida y ventajosa. Las redes inalámbricas

también permiten la conectividad de red en ubicaciones de complicado

acceso (Dordoigne, 2015).

• Costos: En una red inalámbrica puede disminuir en el costo, ya que se

eliminan o se disminuye los costos de cableado durante el cambio de

oficina, nuevas configuraciones o crecimiento de la red (Dordoigne, 2015).

• Seguridad: Es muy importante en una red inalámbrica el control y la

administración del acceso a la red inalámbrica. La tecnología Wi-Fi brinda

protecciones de seguridad para que los usuarios puedan navegar de

forma segura (Dordoigne, 2015).

14

Tabla N° 2. Comparación de las tecnologías WLAN y LAN.

ASPECTO WLAN LAN

Velocidad de Transmisión

11 Mbps

54 Mbps

10/100 Mbps

Costo de Instalación Baja Alto

Movilidad Si No

Flexibilidad Muy Alta Baja

Escalabilidad Alta Muy Alta

Seguridad Media Alta

Configuración e Instalación Fácil Compleja

Costo de Expansión Bajo Alto

Elaborado por: Michael Pilacuan - Antony Quimí.

Fuente: (Dordoigne, 2015).

2.2.4 Red de tecnología Wi-Fi

Wi-Fi es una de las tecnologías más utilizadas en la actualidad para la

comunicación, que actúan en la capa física y de enlace del modelo OSI. Es un

sistema en el cual se puede conectar varias redes y ordenadores sin conectarse

de forma alámbrica o cables, permitiendo el acceso a los servicios de internet que

nos brinda de manera fácil por medio de ondas electromagnéticas (Salazar,

Redes Inalámbricas, 2016).

La tecnología Wi-Fi abarca la tecnología del Estándar IEEE 802.11 que

comprende toda una familia de diferentes estándares para redes inalámbricas de

área local. Son comercializadas bajo la marca Wi-Fi. Debido a la competencia,

otros estándares como HIPERLAN nunca recibieron tanta aplicación comercial.

El estándar IEEE 802.11 fue más sencillo de implementar y se hizo reconocido

más rápido con el mercado (Salazar, Redes Inalámbricas, 2016).

15

Salazar expresa que Wi-Fi solo es un nombre comercial y su abreviatura

es “Wireless Fidelity”. el término fue incorporado por Wi-Fi Alliance quien entrega

un certificado de interoperabilidad a todos equipos que tienen incluidos esa

tecnología (Salazar, Redes Inalámbricas, 2016).

Figura N° 1. Logo Wi-Fi (Wireless Fidelity).

Elaborado por: Michael Pilacuan – Antony Quimí

Fuente: (Salazar, Redes Inalámbricas, 2016).

2.2.5 Radiofrecuencia WLAN.

Las comunicaciones por Radiofrecuencia se forman desde un dispositivo

electrónico, el cual la información de la red se transmite por medio del espectro

radioeléctrico. Al enviar una oscilación transmitida la cual será recibida en uno o

varios dispositivos electrónicos u ordenadores. Esta oscilación de la señal se

fundamenta en una constante llamada frecuencia en la que el transmisor y el

receptor deben permanecer para que la señal sea transmitida. El espectro queda

determinado gracias a las radiaciones que lanza cada una de las ondas que se

traslada sobre el mismo (Carlos Meza, 2017).

Las redes Wi-Fi funcionan en dos frecuencias estándar. La frecuencia

representa la velocidad en la que se transmiten y reciben datos entre los

dispositivos de la red inalámbrica. Las redes inalámbricas comprenden las

frecuencias entre 2,4 GHz y 5 GHz. Estas bandas son de uso común y no

requieren de licencia para utilizarlas. Por lo tanto, no tienen la protección contra

las interferencias (Carlos Meza, 2017).

16

Carlos Meza afirma que la técnica de comunicación que utilizan las

Radiofrecuencia WLAN es diferente a la utilizada para la transmisión de una señal

de radio o TV, que varían depende al medio de propagación, como el ruido

ocasionando lo siguiente:

• Reflexión: Es cuando la señal de Radiofrecuencia se transmite en el aire

en forma de una onda de radio y al chocar con un elemento reflectivo la

señal se refleja o rebota (Carlos Meza, 2017).

• Refracción: Es cuando la señal de Radiofrecuencia atraviesa objetos de

varias densidades cambiando de dirección, ésta se refracta reduciendo su

calidad y la velocidad de onda (Carlos Meza, 2017).

• Absorción: Es cuando la señal de Radiofrecuencia se ve atenuada al

topar con objetos que absorben su energía o radiación electromagnética,

en lo cual mientras una parte se atenúa y sigue propagándose (Carlos

Meza, 2017).

▪ Dispersión: Si la onda es desviada por un material y produce una pérdida

de energía, la onda es desviada y la señal Radiofrecuencia se dispersa

en distintas direcciones y ocurre una atenuación (Carlos Meza, 2017).

• Difracción: Es la zona sin cobertura que se produce cuando la señal

Radiofrecuencia se choca con un material interrumpiendo o absorbiendo

parte del espectro electromagnético de la señal y produce una pérdida de

energía (Carlos Meza, 2017).

17

Tabla N° 3. Comparación de las tecnologías Inalámbricas.

Tipo de Red /

Característica

WAN

MAN

LAN

PAN

Estándar

GSM/GRPS/UM

TS

802.16

WiMax

802.11

Wi-Fi

802.15

Bluetooth

Velocidad

10-384 Kbps

<6-54

Mbps

2-54 Mbps

<1 Mbps

Frecuencia

0.9 / 1.8 / 2.1

GHz

2-11/11-60

GHz

2.4 y 5 GHz

2.4 GHz

Rango

>35 Km

3-10, 30-

50 Km

70 – 150 m

10 m

Técnica Radio

Varias

OFDM

FHSS, DSSS,

OFDM

FHSS

Aplicaciones

PDAs moviles,

telefonía

celular

Fixed.

Ultima

milla

Redes

empresariales

Dispositivo

a

Dispositivo


Fuente: (Orozco Lara, 2018).

2.2.6 Tecnologías Wi-Fi - Estándar IEEE 802.11

Se estableció un equipo de trabajo específico para las redes inalámbricas

creadas con la tecnología Wi-Fi, IEEE 802.11, que soluciono la incompatibilidad

que existía entre los dispositivos inalámbricos de varios fabricantes (Zella, 2015).

Dentro del grupo de trabajo IEEE 802.11 existen diferentes versiones. La

cual son las siguientes tecnologías:

18

Estándar IEEE 802.11b

Este estándar define la creación de redes sin hilos, opera en la banda de

frecuencia de 2.4 GHz y su velocidad de transmisión es de 11 Mbps, cosa que

supone una velocidad efectiva para los usuarios de aproximadamente 5.5 Mbps.

Banda de uso libre, simplicidad de funcionamiento. Es muy sensible a

interferencias con otras tecnologías inalámbricas (Zella, 2015).

El Estándar 802.11b fue aprobada en 1999, recoge todas las

características del estándar 802.11, permitiendo una funcionalidad comparable a

Ethernet en una red inalámbrica, mientras que su antecesora, la 802.11, estaba

limitada a 2 Mbps como máximo (Zella, 2015).

El 802.11b es el estándar más extendido en el mercado en lo referente a

WLAN. Sus principales nichos de aplicación se encuentran en Small Office Home

Office (SoHo), empresas y proveedores de Internet inalámbricos. Otros

componentes interferentes en su banda de trabajo son los hornos microondas,

así como algunos sistemas de telefonía inalámbrica (Zella, 2015).

Estándar IEEE 802.11a

El estándar IEEE 802.11a fue aprobado en diciembre de 1999, es una

extensión de la 802.11. Opera en la banda de frecuencia de 5 GHz y consigue

velocidades de datos hasta 54 Mbps y es capaz de conseguir tasas de datos de

48, 36, 24, 18, 12 y 6 Mbps en la banda de frecuencia de 5 GHz. Utiliza

modulación OFDM (multiplexión por división de frecuencias ortogonales),

tecnología de espectro expandido. Esta técnica distribuye la información en

pequeños paquetes que se transmiten simultáneamente en múltiples canales

frecuenciales separados (Corral González, 2016).

Los estándares 802.11a y 802.11b no son compatibles entre sí, dado que

cada uno opera en un segmento diferente del espectro. Es decir, como curiosidad

que el estándar 802.11b apareció antes que el 802.11a. Esta norma pretendía

aportar un tipo de redes en otra banda no autorizada, 5 GHz menos saturada que

19

la de los 2.4 GHz, capaz de conseguir mayor velocidad de transmisión en

comparación a las de las redes cableadas. Pero frecuencias mayores implican

mayores pérdidas de propagación (Corral González, 2016).

Estándar IEEE 802.11g

El estándar IEEE 802.11g fue aprobado en el año 2003, trabaja en la

banda de 2,4 GHz y Ofrece velocidades de hasta 54 Mbps, se trata de una

evolución del estándar 802.11b (Corral González, 2016).

La aportación más importante de este estándar es el conseguir una mayor

velocidad en la banda de 2.4 GHz, así como incorporar OFDM, lo cual la hace

ser más eficiente que el resto de los estándares de la 802.11 en esta banda

(Corral González, 2016).

El estándar 802.11g es compatible con equipos 802.11b, lo cual se puede

decir que es una evolución del 802.11b, lo hace muy importante en entornos en

los que ya existe un estándar 802.11b. Al ser compatible permite que ambas

tecnologías estén en la misma red, lo cual puede facilitar migrar lentamente a los

usuarios de la tecnología 802.11b al nuevo estándar 802.11g (Corral González,

2016).

Las empresas proveedoras de acceso a Internet inalámbrico tienen en

esta la posibilidad de dar acceso de muy alta velocidad a los usuarios, compatible

con otro acceso de menos velocidad como la tecnología 802.11b con la misma

infraestructura. La red 802.11g será la competidora directa de la 802.11a, en

prestaciones dentro de las redes inalámbricas, además de las ventajas de

compatibilidad con las versiones anteriores como la 802.11 y 802.11b (Corral

González, 2016).

20

Estándar IEEE 802.11n

El estándar IEEE 802.11n aprobado en el año 2007, el objetivo de este

estándar es de mejorar el alcance de manera que sea comparable a las redes de

área local fijas, Cómo hoy en día se lo llama Ethernet, brinda velocidades de

transmisión hasta 600 Mbps. Este estándar tiene la capacidad de funcionar en

las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz (Zella, 2015).

La gran innovación del 802.11n es el uso de más de una antena en cada

punto de acceso y en cada terminal, de manera que se puedan utilizar los

"rebotes" y combinarlos para conseguir una mejor señal. también se puede enviar

varias señales a la vez. Combinando ambos efectos, se consigue una transmisión

más eficiente y más fuerte y más anchura de lado para el usuario. Esta técnica

se llama MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) (Zella, 2015).

En este estándar son versiones propietarias que implementan la técnica

MIMO, pero que no necesariamente serán compatibles con los demás

estándares. Ya que algunos estándares no son compatibles entre sí, ya que cada

desarrollo de un nuevo estándar se liga a un único fabricante (Zella, 2015).

Estándar IEEE 802.11ad

Su transmisión es enfocada hacia cada cliente. Puede proporcionar una

velocidad de hasta 6.7 Gbps, opera en la banda de frecuencia de 60 GHz. tiene

compatibilidad de 2,4 GHz y 5 GHz, un rendimiento muy alto (Zella, 2015).

Estándar IEEE 802.11ah

Este estándar también es conocido como super Wi-Fi. Trabaja en espectro

de las bandas VHF y UHF que son las señales para televisión, Opera por debajo

de 1 GHz, entre las bandas de 54 y 790 MHz (Zella, 2015).

21

Estándar IEEE 802.11af

Este estándar también es conocido como Halow, está en una banda

inferior a 1 GHz, específicamente en una banda de 900 MHz, por lo que tanto el

alcance de la señal es mucho mayor que en otros estándares inalámbricos (Zella,

2015).

Figura N° 2. Tecnologías WLAN.



22

Tabla N° 4. Comparativa de los Estándares IEEE 802.11

Estándar

Velocidad Máxima

Frecuencia

Compatibilidad con versiones

anteriores

802.11a 54 Mbps 5 GHz No

802.11b 11 Mbps 2.4 GHz No

802.11g 54 Mbps 2.4 GHz 802.11b

802.11n 600 Mbps 2.4 GHz o 5 GHz 802.11b/g

802.11ac 1.3 Gbps 2.4 o 5.5 GHz 802.11b/g/n

802.11ad 7 Gbps 2.4, 5, 5.5 GHz 802.11b/g/n/ac



2.2.7 Bandas de Frecuencias de las Redes Wi-Fi

Las redes Wi-Fi trabajan en dos bandas dentro del espectro de

frecuencias, que es la banda de 2.4 GHz y la banda de 5 GHz, se refiere a las

bandas de frecuencia de radio (García Marín, 2016).

Estas frecuencias no necesitan licencia para operar. La mayoría de los

dispositivos electrónicos operan en una frecuencia de 2.4 GHz, que viene

configurado desde fábrica, la frecuencia de 5 GHz se encuentra menos saturada

que la 2.4 GHz y dispone de menos interferencia que otros dispositivos (García

Marín, 2016).

Banda de Frecuencia Wi-Fi de 2.4 GHz

La banda de frecuencia 2.4 GHz es la más usada dentro de las redes

WLAN, ya que es capaz de atravesar obstáculos como paredes, el rango es

subdividido en varios canales desde (2.412 a 2.484). También la señal de 2.4

GHz se atenúa menos y por tanto logramos mayor cobertura, que depende del

estándar de configuración (Valdéz, 2015).

23

La banda 2.4 GHz es Compatible con todos los dispositivos Electrónicos

Wi-Fi que hay actualmente como tablets, smartphones, consolas, portátiles etc.

La banda de 2.4 GHz lleva con nosotros mucho tiempo y asegura compatibilidad

con productos que disponen de las tecnologías 802.11b, g, n y no requiere ningún

tipo de licencia para su uso (Valdéz, 2015).

En la banda 2.4 GHz tiene mayor cobertura debido a que la atenuación en

el aire es menor que en la banda de 5 GHz y los enlaces a larga distancia, por

eso es recomendable hacerlo en la banda de 2.4 GHz si el espectro no está

saturado alcanzara más lejos la cobertura, es decir menor atenuación en el aire

(Valdéz, 2015).

Es conveniente que cada canal necesite 22 MHz de ancho de banda para

operar, como puede observarse en la Figura N° 3, se produce un solapamiento

de varios canales contiguos. El canal 1 se superpone con los canales 2, 3, 4 y 5,

y por tanto los dispositivos que emitan en ese rango de frecuencias pueden

generar interferencias. Lo mismo ocurre con el canal 6 y los canales 7, 8, 9 y 10

(González P. C., 2015).

Figura N° 3. Banda de frecuencia de 2.4 GHz.


Fuente: (Valdéz, 2015).

24

Canales Wi-Fi de la Banda de Frecuencia de 2.4 GHz

Las redes Wi-Fi pueden funcionar en distintos canales para evitar posibles

interferencias entre ellas. Actualmente la mayoría de routers usan la misma

frecuencia que viene por defecto, como solo hay 14 canales diferentes, habrá

algunos canales más saturados que otros, si intentamos transmitir por ese canal

saturado, puede ocurrir problemas como:

• Baja velocidad.

• Señal inestable.

• Pérdida de señal y menor cobertura.

• Desconexiones.

• Problemas para conectarnos a nuestra red.

Según González afirma que todos los routers permiten se puede

configurar manualmente en el canal que desea transmitir la señal Wi-Fi, pero los

canales más recomendados para Wi-Fi de 2,4 GHz es el 1, 6 y 11, porque no se

superponen entre sí y siempre debe intentar utilizar los canales 1, 6 o 11 para

evitar interferencias de los canales Wi-Fi, por los que es recomendables

configurar los routers en un canal óptimo (González P. C., 2015).

Como se indica en la Figura N° 4, en la banda de frecuencia de 2.4 GHz

Cada rango de frecuencias fue subdividido, a su vez, en multitud de canales.

Estamos hablando de 14 canales, separados por 5 MHz (González P. C., 2015).

25

Figura N° 4. Canales de la banda de frecuencia de 2.4 GHz.

Elaborado por: Michael Pilacuan – Antony Quimí.

Fuente: (González P. C., 2015).

Banda de Frecuencia Wi-Fi de 5 GHz

La banda de frecuencia de 5GHz ofrece mucho más espacio libre en las

frecuencias más altas, que alcanza una velocidad aproximada a los 867 Mbps,

está compuesta por tres sub-bandas, UNII-1 (5.15 – 5.24 GHz), UNII-2 (5.26 –

5.32 GHz), UNII 2 extended (5.5 – 5.7 GHz) y UNII-3 (5.725 – 5.825 GHz).

Cuando se utilizan UNII-1 y UNII-2, hay 8 canales sin solapamiento disponibles.

El ancho de banda de 5 GHz es mayor que en la banda de 2,4 GHz (300 MHz

por 73 MHz) (García Marín, 2016).

Como se indica en la Figura N° 5, La banda de 5 GHz Ofrece 23 canales

que no se superponen a 20 MHz entre ellos y a su vez tienen un ancho de banda

de 16.6 MHz. No hay solapamiento de los canales lo que permite una

planificación de la red al ser utilizados simultáneamente (García Marín, 2016).

26

Figura N° 5. Canales de banda de frecuencia de 5 GHz.


Fuente: (García Marín, 2016).

Diferencias entre las Bandas de Frecuencia de 2.4 GHz y 5 GHz

Según Marín, las principales diferencias entre las bandas de 2.4 GHz y 5

GHz son las siguientes:

• La banda 5 GHz tiene mayor velocidad de conexión que la banda de 2.4

GHz, la tasa de transferencia de datos es mayor, lo cual se navega en

Internet más rápido en la banda de 5 GHz que en una de 2.4 GHz (García

Marín, 2016).

• La banda 2.4 GHz tiene mayor cobertura debido a que la atenuación en

el aire es menor que la banda de 5 GHz. La banda de 5 GHz si se alejan

del router con obstáculos perderá cobertura, por lo que se navegará por

internet a una velocidad más lenta (García Marín, 2016).

• La banda de 2.4 GHz tiene por lo general una velocidad de 50 o 60 Mbps

como máximo y la banda de 5 GHz alcanza velocidades aproximada a

los 867 Mbps (García Marín, 2016).

27

• Las bandas de frecuencias de 5 GHz tienen menor rango de cobertura, y

poseen un gran problema que es el superar obstáculos como paredes.

Es decir que las bandas de frecuencias de 2.4 GHz son más lentas, pero

llegan más lejos (García Marín, 2016).

• La banda de 2.4 GHz puede transmitir a través de 14 canales diferentes,

pero es complicado encontrar un canal poco saturado, la señal puede

recibir interferencias y pierda la conexión, hace que la cobertura sea

demasiado baja. Para estos inconvenientes existen los routers dual

band, o de doble banda que además de emitir en 2.4 GHz lo hacen

también en 5 GHz, dando lugar a las nuevas redes Wi-Fi de alta velocidad

(García Marín, 2016).

Tabla N° 5. Diferencias entre las bandas de frecuencias 2.4 GHz y 5 GHz.

Diferencias 2.4 GHz 5 GHz

Canales 14 canales. 23 canales.

Interferencias Más interferencias. Menos interferencias.

Velocidad Máxima

Menos velocidad de

conexión.

Más velocidad de

conexión.

Ranco de Red Mayor rango. Menor rango.

Estándar

IEEE 802.11b, 802.11g,

802.11n.

IEEE 802.11a, 802.11n,

802.11ac.


Fuente: (García Marín, 2016).

28

2.2.8 Capas del Estándar IEEE 802.11

El estándar IEEE 802, es un protocolo el cual está dedicado por completo

a la normalización de Redes (LAN), centrándose en las capas más baja de la

arquitectura OSI que determinan el funcionamiento de las comunicaciones

inalámbricas: capa física y capa de enlace. En la Figura N° 6, se muestra algunos

de los estándares que plantea el estándar IEEE 802, así como su estructura de

capas según el modelo OSI (Dordoigne, 2015).

Según Dordoigne indica que la capa de enlace de datos está compuesta

por dos subcapas: control de enlace lógico (LLC) y control de acceso al medio

(MAC) que están bajo el nombre del estándar IEEE 802 (Dordoigne, 2015).

Figura N° 6. Modelo OSI y el Protocolo IEEE 802.11



Capa Física

La capa 1 del modelo OSI es la capa Física, su La función es la de

codificar en señales los dígitos binarios que representan las tramas de la capa de

Enlace de datos, además de transmitir y recibir de los datos del canal a través de

capa física medios guiados, como cable coaxial, fibra óptica o medio inalámbrico,

29

que conectan los dispositivos de la red. La capa física para poder interactuar con

la capa MAC es importante definir dos funciones que son (Salazar, Redes

Inalámbricas, 2016):

• PLCP (“Physical Layer Convergence Procedure”)

Es una de las partes más importantes de la capa física. Es la que Define

un método para transformar o asociar los PDUs de la MAC a un formato

idóneo para la transmisión y recepción de datos entre estaciones que

utilizan una capa PMD (Medio físico dependiente) asociada. La capa MAC

se comunica con la PLCP mediante primitivas, enviadas a través del punto

de acceso al servicio de la capa física (Salazar, Redes Inalámbricas,

2016).

• PMD (“Physical Medium Dependent”)

También conocida como La subcapa física dependiente del medio, es

encargada de la transmisión y recepción entre dos entidades de la capa

física a través del medio inalámbrico (modulación y demodulación). Es

decir, su deber principal es ocuparse de la difusión de la señal. La PMD y

la PLCP se comunican a través de primitivas para controlar las funciones

de transmisión y recepción (Salazar, Redes Inalámbricas, 2016).

El estándar IEEE 802.11 comprende de dos diferentes implementaciones

para el nivel físico para la transmisión y recepción de tramas 802.11:

DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)

El DSSS es una tecnología de transmisión de frecuencia directa a banda

ancha, soporta velocidades de transmisión de 5.5 Mbps y 11 Mbps especificado

en el estándar 802.11b. utilizando DSSS cada bit de la señal original es

representado por múltiples bits usándose un código de extensión. El código de

extensión esparce la señal dentro de un ancho de banda en proporción directa al

número de bits utilizados (Gordon, 2015).

30

El esparcimiento de la información es llevado a cabo usando una señal de

esparcimiento llamado código pseudoaleatorio, el cual no depende de la

información y cuenta con un bit rate llamado también velocidad de transmisión

que es mayor al de la señal de información. La unión de la señal de información

y el código pseudoaleatorio es también es llamado código de ensanchamiento

(Gordon, 2015).

En la Figura N° 7, muestra el esparcimiento de una señal utilizando DSSS,

el cual una señal de información es combinada con el código PN permaneciendo

constante la potencia y como resultado da una señal codificada con una densidad

espectral de potencia menor, donde 𝑇𝑏 es el intervalo de bit de la información, y

𝑇𝑐 es el intervalo de bit del código pseudoaleatorio, 𝑇𝑐 es también llamado

intervalo de chip. El motivo de 𝑇𝑏 a 𝑇𝑐 es llamado proceso de ganancia (Gordon,

2015).

Figura N° 7. Codificación de una señal DSSS.


Fuente: (Gordon, 2015).

31

FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)

El sistema FHSS (Espectro ensanchado de salto de frecuencia), durante

la transferencia de señales salta de una frecuencia a otra permite que los

paquetes sean transmitidos en una frecuencia dada y por un determinado tiempo

de permanencia en cada frecuencia está fijado y no puede superar los 400ms, la

secuencia de los saltos es pseudoaleatoria. pasado ese tiempo los saltos serán

transmitidos en frecuencias constantes según un orden de secuencia

determinado. Los saltos de un canal a otro deben sucederse a una velocidad

mínima de 2.5 saltos/seg. y deben estar en una distancia de frecuencia al menos

de 6MHz (Gordon, 2015).

Figura N° 8. Asignación de canal y el uso de canal de FHSS.



IR (infrarrojo)

Las redes basadas en rayos infrarrojos usan la tecnología IR, es una

emisión electromagnética no visible para el ojo humano y opera con longitud de

onda en el rango que va de 850nm a 950nm, por debajo del rango de frecuencias

de la luz visible. Estas redes están limitadas, dado que los rayos infrarrojos no se

propagan a través de objetos opacos como las paredes, muros, etc. Tiene una

comunicación de los sistemas con enlaces punto a punto (Gordon, 2015).

32

Como se observa en la Figura N° 9, muestra una transmisión de

información por medio de Infrarrojo desde un edificio hasta otro.

Figura N° 9. Transmisión por IR (Infrarrojo).



Capa De Enlace

Capa de enlace de datos está compuesta por dos subcapas: LLC (control

de enlace lógico) y MAC (control de acceso al medio) que están bajo el nombre

del estándar IEEE 802 que desarrollan, en conjunto las funciones típicas de la

capa de enlace de datos del modelo OSI (Romero, 2014).

• LLC (Logical Link Control): Es la subcapa superior de la capa de enlace

de datos del modelo OSI, es muy importante porque gestiona los enlaces

lógicos de la capa de enlace (nivel 2) y provee una interfaz común para el

nivel de red, ocultando las diferencias de la topología y a las técnicas de

acceso al canal (Romero, 2014).

• MAC (Medium Access Control): Es la subcapa inferior de la capa de

enlace de datos del modelo OSI, como su nombre lo dice, la capa MAC

sirve para gestionar acceso de los medios a diferentes dispositivos. se

33

preocupa de controlar y administrar el acceso al medio físico en el caso

en el que venga compartido por varios terminales o nodos de la red

(Romero, 2014).

Figura N° 10. Subcapas de la Capa de Enlace.


Fuente: (Romero, 2014).

2.2.9 Modos de configuración de una red inalámbrica

Red ad-hoc

La red Ad-Hoc es también conocida como punto a punto. Los clientes al

conectarse inalámbricamente pueden realizar la comunicación directa entre sí a

través de las señales de radio, no es necesario usar un punto de acceso central

en la comunicación (Dordoigne, 2015).

Si uno de los nodos está conectado a Internet, puede expandir esta

conexión a los demás nodos de la red que estén conectados a él en modo Ad-

Hoc y el alcance está dado individualmente por cada ordenador (Dordoigne,

2015).

Todos los nodos de una red Ad-Hoc se pueden comunicar directamente

con otros ordenadores de la red inalámbrica. Como se muestra en la Figura N°

11, cada uno de los nodos deben configurar su adaptador en este modo de la red

Ad-Hoc, los ordenadores de la red inalámbrica deben de usar los mismos

identificadores de red inalámbrica y el mismo número de canal para comunicarse

entre ellos (Dordoigne, 2015).

34

Figura N° 11. Red Ad-Hoc.



Red de infraestructura

En esta configuración se conectan varios puntos de acceso (AP) a una

red principal, donde cada cliente se conecta a un punto de acceso a través de un

enlace inalámbrico. Para poder establecerse la comunicación, todos los nodos

deben estar dentro de la zona de cobertura del punto de acceso (AP) (Dordoigne,

2015).

Si un usuario que esté conectado a la red inalámbrica se mueve dentro

del área de cobertura, el adaptador de red inalámbrica de su equipo puede

cambiarse de manera automática de punto de acceso que se encuentre dentro

de su cobertura, según la calidad de la señal que reciba el usuario. Es posible

conectar varios puntos de acceso (AP) entre sí, configurándolos con el mismo

identificador de red (SSID) y con distinto canal, para que el usuario tenga la

capacidad total de la red y no le genere inconveniente (Dordoigne, 2015).

Como se muestra en la Figura N° 12, Los puntos de acceso (AP), se

comunican entre sí dentro de un rango de cobertura, mediante un sistema de

distribución con el fin de intercambiar información sobre las estaciones. La

35

ventaja de esta red es que permite a los usuarios moverse de un punto de acceso

a otro de forma sin que el usuario pierda la conexión (Dordoigne, 2015).

Figura N° 12. Red de Infraestructura.



Red inalámbrica modo infraestructura BSS

Estas redes se denominan en inglés “Basic Service Set” (BSS), o en

español: Conjunto de servicios básicos. Esta tipología se caracteriza por disponer

de un Punto de Acceso, o “Access Point” (AP). Los clientes se unen a la red

mediante este AP. Este tipo de topología es común en ámbitos de diferente índole

(Nafría Oñate, 2018).

Red inalámbrica modo infraestructura ESS

Esta tipología se denomina en inglés “Extended Service Set” (ESS), o en

español, Conjunto de Servicios Extendidos o Área de Servicio Extendida, esta

tipología es como la BSS, pero escalable dado que, en vez de contar con un único

AP, se dispone de varios. Los clientes pueden conectar a distintos AP para

acceder a la red, se podría hacer una equiparación de un BSS corresponde a la

red inalámbrica creada por un AP y un ESS corresponde a una WLAN completa

creada por todos los AP (Nafría Oñate, 2018).

36

Identificadores SSID y BSSID

SSID: “Service Set Identifier” o en español, Identificador de Conjunto de

servicios, se podría definir como el nombre de la red. Es necesario identificar a

las diferentes redes inalámbricas con su correspondiente nombre y que así

puedan existir diferentes redes en el mismo medio y que los usuarios las puedan

identificar sencillamente por su nombre. (Nafría Oñate, 2018).

BSSID: “Basic Service Set Identifier” o en español identificador de

conjunto de servicios básicos, es un elemento utilizado para identificar el AP

dentro una WLAN especifica. Mientras que el SSID nos servía para identificar

diferentes WLAN, el BSSID nos sirve para identificar diferentes AP dentro o no,

de la misma WLAN. Esta información se debe incluir en todos los paquetes

inalámbricos. (Nafría Oñate, 2018).

Red inalámbrica Mesh

Las Redes Inalámbricas Mesh o redes de malla inalámbrica, son redes en

las que se mezclan las dos topologías, red ad-hoc y de infraestructura. En general

son redes con topología de infraestructura, pero permite unirse a la red a

dispositivos que se encuentren fuera del rango de cobertura de un punto de

acceso (AP), en un nodo móvil que si se encuentre dentro del rango del cobertura

del punto de acceso, permitiendo la conexión directamente o indirectamente que

este dentro del rango de cobertura (González T. P., 2015).

Una de sus ventajas es bajo costo de instalación, es de fácil

mantenimiento y la robustez de la red, ya que es mallada y si un nodo se cae los

demás pueden proporcionar una cobertura y un servicio muy fiable para los

usuarios. Pero también tienes sus desventajas que son la latencia debido al

número de salto que puede llegar a dar un paquete para que llegue a su destino.

También debido al limitado número de frecuencias (canales) que tiene las redes

WLAN, pueden existir interferencias entre usuarios que están en una misma área

de cobertura (González T. P., 2015).

37

Como se indica en la Figura N° 13. Los nodos Mesh se encargar de

mantenimiento de la red y también de su establecimiento, es decir se organiza y

se configura de manera automática creando una red ad-hoc (González T. P.,

2015).

Figura N° 13. Red Inalámbrica Mesh.


Fuente: (González T. P., 2015).

2.2.10 Componentes Básicos de una Red Inalámbrica

Tarjeta de red inalámbrica

Conocida también como NIC (Network Interface Card) es la encargada de

comunicar el dispositivo con la red inalámbrica, los dispositivos portátiles

modernos como Smartphone, ordenadores portátiles, tablets etc. llevan incluida

de fábrica la tarjeta inalámbrica. Sin embargo, los ordenadores de sobremesa son

habitual que no lo incluyan de fábrica, así como ordenadores portátiles antiguos

(Díaz Salvo, 2015).

38

Punto de acceso

Es un repetidor de la señal inalámbrica que permite conectar varios

dispositivos a la red inalámbrica, funciona de manera similar a un Switch de una

red cableada, pero en este caso sin cables. En ocasiones se conectan varios

puntos de acceso en una misma red inalámbrica, esto permite ampliar

notoriamente la cobertura de la red y la movilidad de los usuarios. Cuando estos

se desplazan dentro del área de cobertura, se irán conectando a los puntos de

acceso más cercanos en cada momento (Díaz Salvo, 2015).

Router Inalámbrico

Masivamente presentes en hogares y oficinas, los routers son dispositivos

“inteligentes” cuya principal misión es conectar a los usuarios pertenecientes a

una red a otra. El uso más frecuente es el de conectar a uno o varios usuarios de

una red LAN a la red internet inalámbricamente. Además, tienen otras funciones

como lo son: (Díaz Salvo, 2015).

• Gestionar permisos de conexión de dispositivos de red (Díaz Salvo, 2015).

• Gestionar las direcciones IP asignadas a cada dispositivo conectado.

Todo dispositivo conectado a una red debe tener una dirección IP que lo

identifique de manera única dentro de esa red. Una dirección IP es como

un código postal de una persona. Servirá para localizar e identificar al

dispositivo dentro de una red (Díaz Salvo, 2015).

• Aplicar multitud de parámetros de configuración para asegurar la fluidez

de las comunicaciones: puertos a la escucha, canales de transmisión de

datos, firewalls, etc. (Díaz Salvo, 2015).

39

Figura N° 14. Componentes básicos de una red inalámbrica.


Fuente: (Díaz Salvo, 2015).

Antenas

El IEEE define a una antena como aquella parte de un sistema transmisor

o receptor diseñada específicamente para radiar o recibir ondas

electromagnéticas (Figueroa Torres, 2016).

Dicho de otro modo, la antena es la transición entre un medio guiado y el

espacio libre, que transforma una onda electromagnética en una señal eléctrica

o viceversa. La ventaja que presentan los enlaces alámbricos con respecto a los

inalámbricos que emplean antenas es que están libres de interferencias. Mientras

que sus inconvenientes son el costo elevado y el tiempo de instalación de

infraestructura para enlaces de larga distancia. Por otro lado, las antenas

permiten realizar enlaces punto-punto y/o punto-multipunto a grandes distancias

y en zonas de difícil acceso (Figueroa Torres, 2016).

40

Direccionalidad

La direccionalidad hace referencia al modo de radiar de la antena, es

decir, a la potencia que se alcanza en cada dirección del espacio durante la

emisión (Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

Tipos de antena

• Antenas isotrópicas: Irradian desde una fuente puntual en todas las

direcciones por igual con una eficiencia del 100%. Aunque no existe un

radiador tal, sería irradiar en la forma de una esfera (Ubiquiti Networks,

Inc., 2017).

• Antenas omnidireccionales: Las antenas Omnidireccionales o antenas

omni, proporcionan 360º de cobertura en el plano de azimut. Se suelen

utilizar en las redes inalámbricas al aire libre donde se necesita la

cobertura general, de igual manera que los puntos de acceso a los sitios

de una estación base. A pesar de que ofrecen facilidad de

implementación, su alcance es relativamente corto (Ubiquiti Networks,

Inc., 2017).

• Antenas direccionales: emiten con mayor intensidad hacia una dirección

concreta del espacio, en la cual pueden lograr mayor alcance que las

antenas omnidireccionales. Se utilizan habitualmente para conectar

puntos de la WLAN lejanos entre sí (Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

• Antenas unidireccionales: Proporcionan mayor intensidad en uno de los

sentidos de la dirección de emisión.

• Antenas bidireccionales: Reparten por igual la intensidad en los dos

sentidos de la dirección de emisión.

41

• Antenas sectoriales: Las antenas sectoriales son dispositivos directivos.

Las antenas sectoriales proporcionan una cantidad fija de cobertura en el

plano de azimut tal como se define por la anchura de haz del lóbulo

principal. Las antenas sectoriales airmax tienen anchuras de haz

comúnmente divisibles por 15 grados (por ejemplo, 45º, 60º) a fin de

proporcionar con su sumatoria, la cobertura de 360º grados en la estación

base (Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

Figura N° 15.


Fuente: (Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

Figura N° 15. Modos de radiar de los

diferentes tipos de antena.

42

Ganancia

Otro parámetro importante que está directamente relacionado con la

directividad es la ganancia de la antena. Su definición es similar a la directividad,

pero la comparación no se establece con la densidad de la potencia radiada, sino

con la potencia entregada a la antena. La ganancia pone de manifiesto el hecho

de que una antena real no radia toda la potencia que se le suministra, sino que

parte de esta se disipa en forma de calor. Por lo tanto, la ganancia y la directividad

están relacionadas por la eficiencia de la antena (Figueroa Torres, 2016).

Ancho del canal

También conocido como ancho de banda, representa toda una gama de

frecuencias utilizadas por el radio portador para transferir datos. Cuanto más

grande es la anchura del canal, mayor es el potencial de rendimiento. Sin

embargo, a una mayor anchura de canal, la densidad espectral de potencia

disminuye, lo que resulta en menor rango (Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

Pérdida en el espacio libre

La pérdida en el espacio libre explica como una señal que se propaga a

través del espacio, se expande hacia el exterior, resultando en una reducción en

los niveles de potencia. Es cierto que, de todas las señales de radio, las señales

de frecuencia más alta (por ejemplo, 5 GHz) se someten a una mayor pérdida de

trayectoria en comparación con las señales de baja frecuencia (por ejemplo, 2.4

GHz) (Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

43

Sensibilidad

Sensibilidad define la capacidad de la radio para “escuchar” las señales

débiles. Cuanto mayor es la sensibilidad de la radio, se puede recibir señales más

débiles también (Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

Polaridad de la antena

Todas las ondas electromagnéticas viajan a través del espacio consistente

con un plano dado o polaridad. Antenas Ubiquiti están linealmente polarizadas,

lo que significa que irradian ondas a lo largo de planos distintos: vertical (V-pol) y

horizontal (H-pol), la polarización de la señal es otra razón por la cual las antenas

deben ser alineados correctamente, ya que una falta de coincidencia de polaridad

en cada extremo daría como resultado una pérdida de intensidad de la señal

(Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

Figura N° 16. Polaridad de las antenas.


Fuente: (Ubiquiti Networks, Inc., 2017).

44

2.2.11 Portal cautivo

El portal cautivo es una página web que obliga a cada uno de dispositivos

que quieran hacer uso de la red, a pasar a través de una plataforma privada que

debe interactuar antes de que le permita el acceso a la red. Los portales cautivos

son utilizados para restaurantes, cafeterías, y en espacios públicos o privados y

otros proveedores que ofrecen Hotspot de Wi-Fi para usuarios de Internet. El

portal cautivo puede asignar un ancho de banda determinado para cada sector,

dependiendo de la manera que se distribuya la red (Jairo Toala, 2018).

En un portal cautivo cuando un usuario desea conectarse a la red, primero

se tiene que autenticar ante una red, se abre una página Web, en la cual se

requieren ciertas acciones antes de proceder con el acceso. El portal cautivo

manipula el tiempo de conexión del usuario haciendo que la sección de este

caduque en un determinado tiempo, también bloquea la red para el usuario no

pueda hacer uso de internet a través del mismo dispositivo dentro de un tiempo

límite que es configurado por el administrador de la red, para todos los usuarios

de manera general (Jairo Toala, 2018).

Beneficios de un portal cautivo

El portal cautivo brinda un mayor control sobre el ancho de banda,

asignándole la posibilidad de limitar de forma personalizada los tiempos de

conexión a la red a cada usuario. Es muy útil en el momento de componer una

red inalámbrica Wi-Fi, ya que podremos controlar a los usuarios que se conectan

a la red (Jairo Toala, 2018).

Un portal cautivo presenta al usuario los términos de servicio y debe

aceptarlos para poder acceder a la red Wi-Fi, Supuestamente esto puede

absolver al proveedor del servicio de cualquier culpa por el uso ilegal del servicio.

El portal cautivo puede requerir de una contraseña, que puede ser brindada al

cliente por alguna compra que haya realizado, además es como una medida de

seguridad jurídica en caso de que se cometa cualquier delito digital en internet.

45

Su instalación es sencilla, y es de bajo costo, de igual manera su administración

y mantenimiento (Jairo Toala, 2018).

Estructura de un Portal Cautivo

Un portal cautivo está conformado por dos partes:

• Gateway: El Gateway sirve para administrar las reglas, este no permite el

acceso a usuarios que no se hayan identificado y establece los puertos

como el puerto TCP 80 y 443 y protocolos que los usuarios que se

encuentran autorizados pueden utilizar sin ningún problema, el Gateway

se enlaza con el servidor de autenticación (Jairo Toala, 2018).

• Servidor de autenticación: El servidor de autenticación se encarga de

realizar la comprobación de datos, muestra al usuario una página de

autenticación, si el usuario introduce las credenciales correctas, este la

realiza por medio de un servidor Radius o consultando a una base de

datos para permitir o denegar el acceso, también para asignar

restricciones como el ancho de banda o el límite de tiempo para la

navegación en la red (Jairo Toala, 2018).

2.2.12 ISP (Internet Service Provider)

ISP es el intermediario de internet, es el que provee de servicio de internet,

es considerado como el componente principal de Internet y tiene un papel

esencial para mantener Internet disponible y estable. Puede ser una compañía

pública o privada que brinde el servicio de internet.

ISP proporciona servicios que satisfacen las necesidades de los clientes

ya sea por medio de troncales donde le brindan internet a un determinado sector,

tomando en cuenta las avenidas y calles principales. El ISP debe estar instalado

46

correctamente para evitar la denegación del servicio a los usuarios tanto como

sea posible y proporcionar los servicios de una manera eficaz.

Los ISP están evolucionando rápidamente en su naturaleza, escala y

alcance, y están preparados para conectarse cada vez más y a mayor velocidad,

los medios de transmisión utilizados por los proveedores de servicios son por

medio de enlace satelitales, cable de cobre, fibra óptica.

La transmisión por medio de enlace satelital es poco solicitada, son de

mucha ayuda en el caso que los usuarios residan en lugares remotos, donde es

complicado llevar un servicio de internet por medio de cable. El cable de cobre

era uno de los medios de transmisión más utilizados, con el que se llegaba a los

usuarios hasta su lugar de residencia, pero se está utilizando en redes mixtas o

donde aún no hay fibra óptica (Pazmiño, 2018).

La fibra óptica es el medio actual más empleado como medio de

transmisión en las redes inalámbricas de internet. Consiste en un hilo muy fino

de un material transparente que puede ser de platico o de vidrio. Es un medio

que transmite señales ópticas donde son representadas por pulsos de luz en

lugar de una señal eléctrica, lo cual permite enviar los datos a una mayor

velocidad y a gran capacidad de transmisión y es inmune a interferencias

electromagnéticas (Pazmiño, 2018).

2.2.13 Regulación y Estandarización

Los estándares, según la interoperabilidad entre los dispositivos hechos

por diferentes fabricantes. Las tres organizaciones clave que influencian los

estándares WLAN en todo el mundo son (Orozco Lara, 2018):

• ITU-R

• IEEE

• Wi-Fi Alliance

47

Estándar ITU-R

ITU-R (Unión Internacional de Telecomunicaciones) sector

radiocomunicaciones, es el organismo especializado de las Naciones Unidas

para las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) (ITU, 2018).

Es el que regula la asignación del espectro radiofrecuencia y orbitas

satelitales. el uso eficaz del espectro de radiofrecuencia por todos los servicios

de radiocomunicaciones, los sistemas y las redes para el servicio fijo por satélite,

para el servicio fijo y para el servicio móvil y las operaciones espaciales, el

servicio de exploración de la Tierra por satélite (ITU, 2018).

Figura N° 17. Logo ITU.



48

Estándar IEEE

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), en español

(Instituto de Ingenieros Eléctricos Y Electrónicos), es una asociación dedicada a

la estandarización, lo cual su trabajo es promover la creatividad, el desarrollo y la

integración, compartir, aplicar los avances en las tecnologías de la información y

mantener los estándares para las redes local y metropolitana con los demás

estándares de la IEEE 802 (Orozco Lara, 2018).

Figura N° 18. Logo IEEE.



49

Estándar Wi-Fi Alliance

Es una asociación de comercio industrial global sin fines de lucro, impulsar

la interoperabilidad, la adopción y la evolución de Wi-Fi a nivel mundial (Orozco

Lara, 2018).

Wi-Fi Alliance define tecnologías y programas de Wi-Fi innovadores y

basados en estándares, certifica productos que están basados en el estandar

802.11, que cumplen con los estándares de calidad, rendimiento, seguridad y

capacidad, proporciona liderazgo de la industria y protege las normas de espectro

justo a nivel mundial (Orozco Lara, 2018).

Figura N° 19. Logo Wi-Fi Alliance.



50

ISO

ISO (International Organization for Standardization), los estándares

internacionales hacen que las cosas funcionen. Entrega especificaciones de

clase mundial para productos, servicios y sistemas, para asegurar la calidad, la

seguridad y la eficiencia, son muy importantes para facilitar el comercio

internacional (ISO, 2018).

ISO ha publicado 22444 Normas Internacionales y documentos

relacionados, que rodea casi todas las industrias, desde las tecnologías,

seguridad alimentaria, agricultura y para la salud. Las Normas Internacionales

ISO asombran a todos, en todas partes del mundo (ISO, 2018).

Figura N° 20. Logo ISO.



Espectro Radioeléctrico

El espectro radioeléctrico constituye un subconjunto de ondas

electromagnéticas u ondas hertzianas fijadas convencionalmente por debajo de

3000 GHz, que se propagan por el espacio sin necesidad de una guía artificial. A

través del espectro radioeléctrico es posible brindar una variedad de servicios de

telecomunicaciones que tienen una importancia creciente para el desarrollo y

económico de un país (ARCOTEL, 2018).

El espectro radioeléctrico es considerado por la Constitución de la

República como un sector estratégico, en la cual el Estado se guarda el derecho

https://www.iso.org/store.html

51

de su administración, regulación, control y gestión. La legislación de

telecomunicaciones ecuatoriana lo define como un recurso natural limitado,

perteneciente al dominio público del Estado (ARCOTEL, 2018).

2.3 Fundamento Legal

ARCOTEL

La Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones

(ARCOTEL), Creada el 18 de febrero del 2015, está anexo al Ministerio rector de

las Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información (ARCOTEL, Agencia

de Regulación y Control de las Telecomunicaciones, 2015).

Es el organismo encargado de la administración, regulación y control de

las telecomunicaciones y del espectro radioeléctrico, también de los aspectos

técnicos de medios de comunicación social que utilizan frecuencias del espectro

radioeléctrico o que instalen y operen en redes (ARCOTEL, Agencia de

Regulación y Control de las Telecomunicaciones, 2015).

Ley Orgánica de Telecomunicaciones

La Constitución de la República en su artículo 408, indica que el espectro

radioeléctrico es un recurso natural de propiedad inalienable, imprescriptible e

inembargable del Estado (ARCOTEL, Ley Orgánica De Telecomunicaciones,

2015).

La Constitución de la República en su artículo 16, consagra el derecho de

todas las personas en forma individual o colectiva al acceso en igualdad de

condiciones al uso de las frecuencias del espectro radioeléctrico para la gestión

de estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias, y a bandas

libres para la explotación de redes inalámbricas (ARCOTEL, Ley Orgánica De

Telecomunicaciones, 2015).

52

Artículo 18

Uso y Explotación del Espectro Radioeléctrico

El espectro radioeléctrico constituye un bien del dominio público y un

recurso limitado del Estado, inalienable, imprescriptible e inembargable. Su uso

y explotación requiere el otorgamiento previo de un título habilitante emitido por

la Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones, de conformidad

con lo establecido en la presente Ley, su Reglamento General y regulaciones que

emita la Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones (ARCOTEL,

Ley Orgánica De Telecomunicaciones, 2015).

Las bandas de frecuencias para la asignación a estaciones de

radiodifusión sonora y televisión públicas, privadas y comunitarias, observará lo

dispuesto en la Ley Orgánica de Comunicación y su Reglamento General

(ARCOTEL, Ley Orgánica De Telecomunicaciones, 2015).

CAPÍTULO I

Asignación del espectro radioeléctrico

Art. 94.- Objetivos

La administración, regulación, gestión, planificación y control del espectro

radioeléctrico perseguirá los siguientes objetivos:

• Desarrollo tecnológico e inversión: Se debe promover el desarrollo y la

utilización de nuevos servicios, redes y tecnologías de la información y las

comunicaciones y su acceso universal a toda la población y fomentar la

inversión pública y privada. (ARCOTEL, Ley Orgánica De


• Comunicación: Se debe garantizar una comunicación libre, intercultural

incluyente, diversa y participativa, así como la creación y fortalecimiento

de medios de comunicación social públicos, privados y comunitarios y el

acceso universal a las tecnologías de información y comunicación en

53

especial para las personas y colectividades que carezcan de dicho acceso

a lo tengan de forma limitada (ARCOTEL, Ley Orgánica De


• Eliminación de interferencias: Se debe garantizar el uso de las

frecuencias sin interferencias perjudiciales, para lo cual se implementarán

adecuados sistemas de monitoreo y control.

• Acceso equitativo y transparente: El acceso al espectro radioeléctrico

deberá realizarse en forma transparente y equitativa.

• Seguridad pública y del Estado: El uso del espectro radioeléctrico

deberá contribuir a la seguridad pública y del Estado.

• Flexibilización y convergencia: La asignación del espectro

radioeléctrico debe realizarse con procedimientos ágiles y flexibles y se

debe promover y facilitar que las redes inalámbricas soporten varios

servicios con diversas tecnologías (ARCOTEL, Ley Orgánica De


54

2.4 Hipótesis

El diseño de la red inalámbrica permitirá a los usuarios que visiten el

parque obtener acceso a internet en todas las áreas del parque que se encuentre,

a través de la implementación de un portal cautivo.

2.5 Variables de la Investigación

2.5.1 Variable Independiente

El diseño de red inalámbrica con tecnología (Portal Cautivo), que permite

el acceso controlado a todos los usuarios que se conecten a la red inalámbrica a

través de un límite de tiempo establecido.

2.5.2 Variable Dependiente

El acceso a internet que tendrán los usuarios desde sus dispositivos

móviles es con una navegación limitada y segura.

55

CAPITULO III

PROPUESTA TECNOLÓGICA

En este capítulo se procederá a desarrollar la solución del problema que

actualmente a traviesa el “Parque Urbano” del Cantón La Troncal, la cual consiste

en diseñar una red inalámbrica para el acceso a internet, por lo que se

determinará su viabilidad a través de un análisis de factibilidad mediante los

diferentes aspectos operacionales, técnicos, legales y económicos.

3.1 Análisis de factibilidad

Una vez explicado el principal problema, la inexistencia de una red

inalámbrica en el “Parque Urbano” del cantón La Troncal, se ve en la necesidad

de poner en marcha un estudio que permita determinar la factibilidad del diseño

de red sugerido en este trabajo.

Con el fin de cumplir los objetivos propuestos al inicio de este proyecto,

se ha realizado una serie de observaciones que permitieron identificar la carencia

de una red inalámbrica para la disposición de las personas que visitan el parque

y que todos lo planteado en este proyecto es imprescindibles para obtener un

servicio inalámbrico, confiable, escalable, fiable y con una completa cobertura.

Para identificar el éxito de nuestro proyecto debemos definir su factibilidad

conforme a los siguientes aspectos.

56

3.2 Factibilidad Operacional

La factibilidad operacional permite conocer al Gobierno Autónomo

Descentralizado del cantón La Troncal, la posibilidad de poner en marcha el plan

de diseño de red inalámbrica propuesto para lograr una correcta implementación

y así lograr un funcionamiento óptimo de manera que la comunidad consiga

aprovechar los beneficios como el acceso a internet.

Para establecer los requerimientos de la red inalámbrica, es preciso

evaluarla realizándonos las siguientes interrogantes:

¿Cuál es el problema principal al acceso a internet que se puede observar

en el Parque Urbano del cantón La Troncal?

No existe ninguna infraestructura red inalámbrica que permita el acceso a

internet a los usuarios que visitan el parque por ende se ve en la necesidad de

diseñar una red partiendo desde los requerimientos obtenidos en la investigación

de campo tales como análisis como de cobertura de área, conteo de usuarios que

concurren el sitio, etc.

¿Considera importante que se implemente el servicio de internet en el

Parque Urbano del cantón La Troncal?

Sí, porque la implementación de la red inalámbrica en el Parque Urbano

dará a los usuarios una mejor experiencia de conectividad que impulsará el

desarrollo tecnológico de la ciudad, además por ser un lugar público se requiere

contar con un servicio de calidad.

57

3.3 Factibilidad Técnica

Para establecer la factibilidad técnica se realizó una evaluación de la

tecnología considerando las especificaciones técnicas de los equipos a operar,

los cuales deben ser aptos para ofrecer la cobertura del área establecida en el

plano, de igual manera el rendimiento ante a las conexiones concurrentes de un

conjunto determinado de usuarios garantizando la fiabilidad y disponibilidad de la

red también los equipos deben ser resistentes a entornos adversos como las altas

temperaturas, la lluvia y el sol.

Actualmente existe una gran variedad de Access Point en sus diferentes

marcas, capacidades, modelo ya sean para exteriores o interiores, es por ello que

se va a proceder a especificar los parámetros necesarios con los que debe contar

dicho dispositivo para su optimo desempeño según el diseño de red que se va a

proponer.

Tabla N° 6. Parámetros que debe cumplir un Access Point.

Dispositivo Protocolo Potencia Usuarios Mimo Precio

802.11

b/g/n/ac

22 dbm +200 3x3

Cisco

WAP371

si si si si $400.00

UniFi AP

AC Mesh

Pro

si si si si $195.00

Ruckus

T300

si si si no $500.00


Fuente: (Ubiquiti Networks, 2018).

58

De acuerdo con la comparación realizada en la tabla Nº 6, de los

parámetros más importantes, entre las marcas con más fiabilidad que existen en

el mercado como lo son: cisco, ubiquiti, ruckus, se determinó que el dispositivo

que se adapta a las características solicitadas y que presenta un menor costo, es

el Access Point de ubiquiti UniFi AP AC Mesh Pro.

Análisis para la selección del router

Para la seleccionar el router más apropiado, debemos tomar en cuenta

que en el diseño de red se necesita configurar un método de autenticación para

los usuarios como lo es el portal cautivo, por esta razón se realizó un análisis de

las diferentes tecnologías.

Cisco: Un router cisco carece de la capacidad de configurar un portal

cautivo para un grupo de Access Point, por lo que si se requiere realizar este tipo

de configuración es necesario contar con un equipo WLC (Wireless LAN

Controller), que va a permitir administrar de manera centralizada solo los Access

Point de la marca cisco por lo cual estaría limitado el diseño de red en cuanto a

interoperabilidad de dispositivos y no sería compatible con los Access de ubiquiti

propuestos.

PFSense: Otra opción para configurar el portal cautivo y que sea

compatible con cualquier marca de Access point, es utilizar un servidor de código

abierto Linux como lo es PFSense, por lo que la implementación requeriría la

adquisición de hardware adicional.

Mikrotik: Los router mikrotik van a permitir configurar un portal cautivo en

sin necesidad de adquirir un controlador adicional, ya que cuentan con esta

herramienta embebida en todos los equipos y garantiza la interoperabilidad con

los Access Point de ubiquiti o cualquier marca del mercado.

59

Una vez realizado el análisis podemos determinar que la mejor opción es

utilizar con un router mikrotik ya que aprovecha las características de un solo

equipo para realizar las funciones de enrutador y mantener el servicio del portal

cautivo y de esta forma se evita incurrir en gastos adicionales en hardware.

Equipos propuestos para el diseño de la WLAN

➢ Access Point UniFi AC Mesh Pro

➢ Router mikrotik RB3011UiAS-RM

➢ NanoBeam NBE-M5-16

➢ Estación Base Ubiquiti Rocket M5

➢ Antena omnidireccional AMO-5G13

60

Figura N° 21. UniFi AP AC Mesh Pro.



Tabla N° 7. Detalles técnicos UniFi AP AC Mesh Pro.

Dimensiones 343.2 x 181.2 x 60.2 mm

Peso 1.40 lb

Interfaz de red (2) Puertos Ethernet 10/100/1000

antenas 3 antenas de doble banda

Estándares de Wi-Fi 802.11a / b / g / n / ac

Método de poder 802.3af PoE

Fuente de alimentación Inyector PoE 48VDC -0.5A

Max TX Power 22 dBm

BSSID Hasta 4 por radio

Seguridad inalámbrica WEP, WPA-PSK, WPA-Enterprise

(WPA / WPA2, TKIP / AES)

Temperatura de funcionamiento -40 a 70 ° C

Ganancia 8 dBi

Clientes concurrentes 250

Cobertura 183 m



61

Figura N° 22. Router mikrotik RB3011UiAS-RM.


Fuente: (Mikrotik, 2018).

Tabla N° 8. Detalles técnicos Router mikrotik RB3011UiAS-RM.

Dimensiones 443x92x44mm

Nivel de licencia 5

Sistema operativo RouterOS

memoria RAM 1 GB

almacenamiento 128 MB

Temperatura ambiente probada -20 ° C a 70 ° C

núcleos de CPU 2

Frecuencia nominal de la CPU 1.4 GHz

Entradas de corriente continua 2 (conector DC, PoE-IN)

Puertos (10) Puertos Ethernet 10/100/1000

Puertos SFP 1


Fuente: (Mikrotik, 2018).

62

Figura N° 23. NanoBeam NBE-M5-16.



Tabla N° 9. Detalles técnicos NanoBeam NBE-M5-16.

Dimensiones 140 x 140 x 54 mm

Peso 0.71 lb

Interfaz de red (1) Puertos Ethernet 10/100/1000

Polarización Doble linea

Tamaño de canales 5/8/10/20/30/40 MHz

Método de poder 802.3af PoE

Frecuencia de operación 5170 - 5875 MHz

Ganancia 16 dBi

Modos de Operación Access Point, Estación

Seguridad inalámbrica WEP, WPA, WPA2 y MAC ACL

Temperatura de funcionamiento -40 a 70 ° C

Sensibilidad de Rx -94 dbm

Potencia Tx 26 dbm



63

Figura N° 24. Estación base Rocket M5 – Ti.



Tabla N° 10. Detalles técnicos Estación base Rocket M5 – Ti.


Sensibilidad -94 dbm

Interfaz de Red (1) 10/100/1000 Mbps

(1) 10/100 Mbps

Conexiones RF (2) RP-SMA (Waterproof), 1 SMA (GPS)

Modos Punto de acceso, Estación

Potencia de Tx 27 dBm

Seguridad WPA2 AES Only

Tamaño de canales 5/8/10/20/30/40 MHz


Fuente: (Ubiquiti Networks, 2018)

64

Figura N° 25. Antena omnidireccional AMO-5G13.



Tabla N° 11. Detalles técnicos AMO-5G13.


Peso 1.81 lb

Polarización Doble línea

Rango de Frecuencia 5.45 - 5.85 GHz

Ganancia 13 dBi

Max. VSWR 1.5:1

Supervivencia del viento 200 km/h


Fuente: (Ubiquiti Networks, 2018)

65

Una vez realizado el pertinente análisis de las áreas del Parque Urbano

a las cuales se dará cobertura, podemos establecer que la solución ofrecida no

exhibe ninguna limitante en los dispositivos a utilizar. El detalle de los equipos a

operar está ubicado en los equipos propuestos como solución para el diseño de

red inalámbrico.

El proyecto técnicamente es factible ya que los dispositivos seleccionados

cumplen con las características esenciales para desempeñar las funciones

planteadas en el diseño de red.

3.4 Factibilidad Legal

El actual proyecto se desarrollará dentro del marco legal que actualmente

rige en el Ecuador RESOLUCIÓN-03-02-ARCOTEL-20161, acatando con los

requerimientos necesarios para no quebrantar ninguna ley, disposición o

normativa que contemple el uso de espectro radioeléctrico tal y como lo estipula

en el “Articulo dos. Modificar las atribuciones o notas nacionales del Plan Nacional

de Frecuencias de los rangos de 525 – 535 kHz, 894 – 960 MHz, 12.2 – 12.7

GHz, 57 – 64 GHz y nota internacional 5.282, de acuerdo al siguiente detalle:

EQA.90 En las bandas 2 400 - 2 483,5 MHz, 5 150 – 5 350 MHz, 5 470 - 5 725

MHz, 5 725 - 5 850 MHz, 24,05 – 24,25 GHz y 57 – 64 GHz, operan sistemas de

modulación Digital de Banda Ancha sin protección contra interferencias

perjudiciales.” (ARCOTEL, 2016).

El funcionamiento de los dispositivos como Access Point son de aplicación

comercial y de venta libre y se basa en la utilización del espectro radioeléctrico

2.4 GHz y 5 GHz, evitando de esta forma cualquier perjuicio al Gobierno

Autónomo Descentralizado del cantón La Troncal al instante de implementar el

nuevo diseño de red inalámbrica para el acceso a internet propuesto.

66

3.5 Factibilidad Económica

Para efectuar el presupuesto económico de los diferentes dispositivos,

que se requerirán para este proyecto, se realizó una observación para determinar

cuáles son los equipos recomendables que cumplen con las especificaciones

indispensables para su funcionamiento, de igual forma todo el hardware y los

servicios que significaran costos para la implementación de la red inalámbrica.

El presupuesto proyectado está pensado para cumplir con la total

implementación de la red inalámbrica del “Parque Urbano” del cantón La Troncal,

para ofrecer el servicio de acceso a internet.

Esta valoración económica esencialmente se basa en dar un monto

aproximado de cuánto va a significar toda la implementación de la red

inalámbrica, no obstante, cabe indicar que en este presupuesto económico no se

llevara a cabo el estudio de la rentabilidad ya que se trata de un servicio el cual

se va a ofrecer a la comunidad.

Una vez elaborado el diseño de la red, se estableció que se requerirán los

materiales que procederemos a mencionar, los cuales están clasificados de la

siguiente manera:

67

Tabla N° 12. Presupuesto Estimado.

Descripción Precio

Unitario

Cantidad Precio Total

UniFi AP AC Mesh Pro $ 195.00 6 $ 1 170.00

Router mikrotik RB3011UiAS-

RM

$ 180.00 1 $ 180.00

NanoBeam NBE-M5-16 $ 115.00 2 $ 230.00

Estación base Rocket M5 - Ti $ 140.00 1 $ 140.00

Antena omnidireccional

AMO-5G13

$ 145.00 1 $ 145.00

Costo técnico $ 400.00 1 $ 400.00

Costo de instalación $ 2 000.00 1 $ 2 000.00

Total $ 4 265.00


Fuente: Michael Pilacuan – Antony Quimí.

3.6 Etapas De La Metodología De Proyectos

Metodología Por James Mccabe

Está enfocado específicamente al área de redes lo que permite un mejor

análisis de requerimientos específicos y flujos de transferencia adaptados a las

necesidades del sistema de telecomunicación. Se encuentra constituida por dos

fases: fase de análisis y fase de diseño los cuales se irán desarrollando a

continuación (Callata Olivera, 2016).

Fase I: Análisis

Situación Actual

El “Parque Urbano” encuentra ubicado en la provincia del Cañar en la

zona urbana del cantón La Troncal entre la Avenida Alfonso Andrade y séptima

sur.

68

Figura N° 26. Ubicación del “Parque Urbano” del cantón La Troncal.


Fuente: (GAD La Troncal, 2018).

Dimensiones del Parque Urbano del cantón La Troncal

El Parque Urbano del cantón La Troncal tiene las siguientes dimensiones:

400 metros de largo y 200 metros de ancho, obteniendo como resultado un área

total de 80.000 m2.

Usuarios

Para establecer el número de usuarios que asisten al Parque Urbano se

propuso una observación en dicho lugar, el levantamiento de esta información se

realiza de la siguiente forma:

• Realizar un conteo de las personas que concurren al parque a realizar

algún tipo de deporte, pasar un tiempo en familia, etc. De preferencia los

días viernes, sábado y domingo en distintos horarios ya que son los días

de mayor afluencia.

69

Una vez recopilada la información mediante un conteo visual se

determinará el número de personas que se encuentren en la zona de cobertura.

Tabla N° 13. Resultado del conteo de personas.

Dia/Hora Viernes Sábado Domingo

10:00 am – 11:00am 21 60 34

2:00 pm – 3:00 pm 47 +200 53

6:00 pm – 7:00pm 15 +100 17



Según la información recolectada podemos determinar que en los días

con más afluencia al parque no sobre pasan las 60 personas mientras, que

cuando existe un evento deportivo, como lo ocurrido en día sábado, puede existir

más de 200 personas que asistan al parque.

El Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial del cantón La Troncal

desarrollo el Proyecto “Dotación del Parque Urbano de la Troncal” el cual está

previsto convertirse en la principal área de concentración para los ciudadanos ya

que cuenta con 4 zonas internas:

➢ Zona de recreación deportiva.

➢ Zona recreativa: juegos infantiles, estancia.

➢ Zona cultural.

➢ Zona botánica.

El diseño de red inalámbrica propuesto deberá brindar una cobertura de

estas cuatro zonas que componen el Parque Urbano.

70

Figura N° 27. Zonificación general del Parque Urbano.


Fuente: (GAD La Troncal, 2018).

Según el resultado del conteo de personas que concurren al Parque

Urbano se pudo constatar que existe mayor cantidad de afluencia de personas

en las zonas de recreación deportiva, zona cultural y zona recreativa con juegos

infantiles, por lo cual tanto el portal cautivo como los puntos de acceso van a ser

capaz de soportar el promedio de 60 personas e incluso un máximo de 500

conexiones concurrentes cuando exista algún evento deportivo, social, cultural,

etc.

Requerimientos de la red inalámbrica

El “Parque Urbano” del cantón La Troncal actualmente no cuenta con una

infraestructura red inalámbrica que ofrezca cobertura a todo el parque y acceso

a internet, por ende, no se cuenta con ningún equipo de red, por lo que se ve en

la necesidad de previamente adquirirlos para su posterior implementación.

71

Según la información conseguida a través de las encuestas, existe una

importante aceptación para que en todo el Parque Urbano exista acceso a

internet.

La solución propuesta consistirá en realizar una observación de equipos

y una posterior simulación de cobertura de toda el área del Parque Urbano y de

esa forma poder colocar estratégicamente los puntos de acceso para dar una

máxima cobertura de manera que las personas de la comunidad y visitantes

consigan acceder al servicio de internet.

Estimación de velocidad de internet

Según la encuesta realizada podemos determinar que las páginas y apps

más utilizadas son:

➢ WhatsApp

➢ Facebook

➢ Navegación web

➢ YouTube

En la Tabla N° 14, podemos observar el ancho de banda que consume

cada aplicación.

Tabla N° 14. Ancho de banda que consume cada aplicación.

Aplicación Ancho de bando

por usuario

Ancho de banda

por 500 usuarios

Navegación web 100Kbps 50 Mbps

Redes sociales y mensajería 307Kbps 154 Mbps

Correo electrónico 100Kbps 50 Mbps

YouTube y música 360Kbps 180 Mbps



72

Al examinar la Tabla Nº 14, al ser una red inalámbrica que tendrá un

tiempo de conexión de 45 minutos y la mayor parte de los usuarios manejan un

Smartphone para conectarse a redes Wi-Fi, esto nos indica que un usuario no

podrá estar utilizando todas las aplicaciones al mismo tiempo, por lo que vamos

a seleccionar el valor máximo de las aplicaciones que en este caso será YouTube

con una capacidad de acceso a internet de 360Kbps por usuario de esta forma

vamos a garantizar la eficacia de la red y considerando que será suficiente para

que el usuario pueda utilizar las diferentes aplicaciones.

Cuando el GAD de La Troncal decida implementar este proyecto va a

requerir contratar un plan de 180 Mbps siendo ésta suficiente para brindar un

servicio de calidad a los 500 usuarios.

Para ofrecer el servicio de internet a los 50 usuarios que en promedio

visitan el Parque Urbano, es conveniente utilizar una cantidad de 18 Mbps, el

precio del enlace simétrico dedicado para instituciones de gobierno por parte de

la Corporación Nacional de Telecomunicaciones CNT es de $50.00 por mega

para un rango de 11 a 20Mbps, dando como resultado un valor total de $900.00

por el servicio de internet.

La disponibilidad de última milla del servicio de internet es del 99.6 %, de

forma que en un tiempo máximo de 2 horas los técnicos corrigen cualquier tipo

de problema.

Tiempo de sesión

Un punto muy importante a tener en cuenta es el tiempo en que un usuario

puede estar conectado a la red, ya que si no existe una limitante podría existir

una cantidad excesiva de usuarios y de esa forma colapsar la red.

También está la posibilidad de que personas ajenas al Parque Urbano

quieran extender la red para beneficio propio y de esa forma perjudicar al

rendimiento de la WLAN.

73

Es por estos motivos que se ve en la necesidad de implementar a nuestro

diseño de red inalámbrico un portal cautivo el cual permita establecer un límite de

tiempo a los usuarios por día, de esta forma lograremos optimizar el uso de la red

y solucionar los problemas anteriormente mencionados.

Electricidad de los puntos de acceso

Se debe considerar que los puntos de acceso emplean electricidad para

poder operar y por tal razón es necesario contar con una toma de corriente en el

lugar donde se ubiquen los equipos. Para el despliegue de los puntos de acceso,

el GAD de La Troncal en conjunto con Centro Sur deberán garantizar los postes

de luz que serán los encargados de suministrar corriente para alimentar los APs,

la mejor opción es utilizar equipos que trabajen con POE.

Fase II: Diseño

Mapa de calor de los puntos de acceso.

Para la realizar el mapa de cobertura se utilizó el software propietario de

Unifi, SDN Controller versión 5.9.29, el cual nos permitió realizar las siguientes

acciones:

1. Agregar el plano del Parque Urbano con sus respectivas medidas.

2. Mediante una lista desplegable de dispositivos virtuales nos permitió ir

seleccionando el mejor equipo que se adapte a nuestras necesidades para el

diseño de red y así evitar la elección de dispositivos que no cumplan los

requerimientos de cobertura.

3. Para una simulación más precisa nos permite agregar obstáculos como

paredes de ladrillo, madera, vidrio que al momento de implementar van a

causar perdida de potencia de la señal.

74

4. También nos proporciona la sensibilidad del receptor, para nuestro caso de

estudio nos basamos en una sensibilidad de -71 dbm que son las que utiliza

la mayoría de Smartphone, tablets, etc.

5. Permite administrar de forma centralizada todos los Access Point y visualizar

los usuarios conectados a la red.

Figura N° 28. Mapa de cobertura sobre el plano del Parque Urbano.



En la Figura Nº 28, podemos observar que para la cobertura total del

Parque Urbano se necesitó una cantidad de 6 Access Point Outdoor de la marca

Unifi modelo AP AC Mesh Pro.

75

Cálculo del radio enlace 5 GHz

Cálculo de las Pérdidas en el Espacio Libre (FSL)

Para el caso del enlace norte se tienen los siguientes datos:

F= 5.8 GHz

D= 0.112 Km

Las Pérdidas en el Espacio Libre del enlace se calculan mediante la siguiente

ecuación.

𝐹𝑆𝐿 (𝑑𝐵) = 92,44+20log(𝐹)+20log (𝐷)

𝐹𝑆𝐿 (𝑑𝐵) = 92,4+20𝑙𝑜𝑔 (5.8) +20𝑙𝑜𝑔 (0,112)

F𝑆𝐿 (𝑑𝐵) = 92,4+15,26−19,02

𝐹𝑆𝐿 (𝑑𝐵) = 88,64

Cálculo del nivel de señal en el receptor

Cálculo del nivel de señal recibido en el receptor se calcula mediante la siguiente

ecuación.

𝑃𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) = 𝑃𝑇𝑥(𝑑𝐵𝑚)−𝐿𝑇𝑥(𝑑𝐵)+𝐺𝑇𝑥(𝑑𝐵𝑖) − 𝐹𝑆𝐿𝑥(𝑑𝐵)+𝐺𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑖) −𝐿𝑅𝑥(𝑑𝐵)

𝑃𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) = 27−0,52+13−88,64+16−0

𝑃𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) = −33,16

Cálculo del margen de la potencia de recepción

Cálculo del margen de la potencia de recepción del enlace está dado por la

siguiente ecuación.

𝑀(𝑑𝐵) = 𝑃𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) −𝑆𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚)

𝑀(𝑑𝐵) = −33,16(𝑑𝐵𝑚) −(−94(𝑑𝐵𝑚))

𝑀(𝑑𝐵) = 60,84𝑑𝐵

Cálculo de las Pérdidas en el Espacio Libre (FSL)

Para el caso del enlace Sur se tienen los siguientes datos:

F= 5.8 GHz

D= 0.085 Km

Las Pérdidas en el Espacio Libre del enlace se calculan mediante la siguiente

ecuación.

𝐹𝑆𝐿 (𝑑𝐵) = 92,44+20log(𝐹)+20log (𝐷)

76

𝐹𝑆𝐿 (𝑑𝐵) = 92,4+20𝑙𝑜𝑔 (5.8) +20𝑙𝑜𝑔 (0,085)

𝐹𝑆𝐿 (𝑑𝐵) = 92,4+15,26−21,41

𝐹𝑆𝐿 (𝑑𝐵) = 86,15

Cálculo del nivel de señal en el receptor

Cálculo del nivel de señal recibido en el receptor se calcula mediante la siguiente

ecuación.

𝑃𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) = 𝑃𝑇𝑥(𝑑𝐵𝑚)−𝐿𝑇𝑥(𝑑𝐵)+𝐺𝑇𝑥(𝑑𝐵𝑖) − 𝐹𝑆𝐿𝑥(𝑑𝐵)+𝐺𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑖) −𝐿𝑅𝑥(𝑑𝐵)

𝑃𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) = 27−0,52+13−86,15+16−0

𝑃𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) = −29,63

Cálculo del margen de la potencia de recepción

Cálculo del margen de la potencia de recepción del enlace está dado por la

siguiente ecuación.

𝑀(𝑑𝐵) = 𝑃𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) −𝑆𝑅𝑥(𝑑𝐵𝑚) (4)

𝑀(𝑑𝐵) = −29,63(𝑑𝐵𝑚) −(−94(𝑑𝐵𝑚))

𝑀(𝑑𝐵) = 64,37

Tabla N° 15. Resultado teórico de los enlaces de 5GHz.

Enlace Cálculo matemático Resultado

Enlace Norte

Perdidas en el espacio libre 88,64 dB

Nivel de señal en el receptor −33,16 dBm

Margen de la potencia de recepción 60,84 dB

Enlace Sur

Perdidas en el espacio libre 86,15 dB

Nivel de señal en el receptor −29,63 dBm

Margen de la potencia de recepción 64,37 dB



77

Diseño De Red Inalámbrica

Figura N° 29. Diseño de red del Parque Urbano.



78

En el diseño de red propuesto se muestran los equipos a utilizar para la

red inalámbrica, como se puede notar en la Figura Nº 29. El servidor DHCP,

firewall, y portal cautivo se encuentran configurado en el router Mikrotik

RB3011UiAS-RM, este cuenta una tarjeta de red con 5 puertos ethernet, de los

cuales el puerto Ether1 se lo va a utilizar para conectar el equipo Rocket M5 y el

puerto Ether4 se conectará al ISP el mismo que va a asignar una dirección IP

publica para la salida a internet.

Se planteó utilizar una torre de 5 metros de altura la cual se va a ubicar

sobre la terraza del área administrativa, allí se colocará la antena omnidireccional

AMO-5G13 de marca Ubiquiti junto con el equipo de transmisión Rocket M5,

desde este lugar se establecerán los enlaces de 5GHz hacia los 2 receptores

Ubiquiti Nanobeam M5, los cuales estarán ubicados en los postes de luz con línea

de vista desde la antena receptora hacia la antena transmisora.

Los receptores Nanobeam M5 se conectarán mediante cable UTP

Categoría 5 hacia uno de los puntos de acceso UniFi AC Mesh Pro que van a

operar en una frecuencia de 2.4 GHz, a través del cual el usuario final logrará

conectarse a la red inalámbrica utilizando teléfonos inteligentes, laptops o tablets.

Debido a que se necesitan más puntos de acceso para cubrir todo el

Parque Urbano y para evitar el uso de cableado estructurado junto con más

equipos de red de capa 2, se optó por enlazar los puntos de acceso restante

inalámbricamente hacia el Ap UniFi AC Mesh principal que está conectado al

receptor Nanobeam M5 el cual provee de internet.

Para brindar el servicio de roaming en la red y que los usuarios no pierdan

conectividad mientras recorren el parque, se configurara el mismo SSID en todos

los puntos de acceso, en este caso será “Parque Urbano”, también se configurara

los AP`s 1, 2, 3 en el canal 1 y los AP`s 4, 5, 6 en el canal 6, de este modo no

se saturara un solo canal y se evitara el aumento de latencia en la red.

79

Direccionamiento de la red

Se estima tener cerca de 200 usuarios conectados a la red y

aproximadamente un máximo de 500 usuarios cuando exista algún evento social,

deportivo, cultural o artístico, 10 equipos para la comunicación de la red

inalámbrica, tomando en cuenta todo esto para la configuración de los equipos

se va a proceder a utilizar la dirección de red 192.168.0.0/23 teniendo 510 IP

disponibles para host que a su vez va a contemplar escalabilidad de la red.

Tabla N° 16. Direccionamiento de los equipos.

Equipo Dirección Ip Mascara Gateway

Router Mikrotik hEX S

ether4

Proporcionad

o por ISP

Proporcionado

por ISP

Proporcionado

por ISP

Router Mikrotik hEX S

ether1

192.168.0.1 255.255.254.0 -

Rocket M5 192.168.0.2 255.255.254.0 192.168.0.1

Nanobeam M5 Norte 192.168.0.3 255.255.254.0 192.168.0.1

UniFi AP AC Mesh Pro 1 192.168.0.4 255.255.254.0 192.168.0.1



Nanobeam M5 Sur 192.168.0.7 255.255.254.0 192.168.0.1






80

Figura N° 30. Cronograma de implementación de la WLAN.



La implementación y el correcto funcionamiento de la red inalámbrica tomaría un

tiempo estimado de 27 días laborales.

3.7 Configuraciones

Configuración de Antenas Ubiquiti

El equipo Rocket M5 deberá configurarse modo Access Point WDS,

establecer el SSID y configurar IP estática según la tabla de direccionamiento, en

cuanto a seguridad utilizar WPA2 – AES.

Los equipos Nanobeam M5 se deberán configurar en modo Estación,

configurar IP estática y elegir el SSID del Access Point anteriormente configurado,

de igual forma escribir la contraseña, de esta forma se establecerá el enlace para

la comunicación.

81

Configuración de la interfaz en router mikrotik

1. [admin@MikroTik] > ip address add interface ether1 address 192.168.0.1

netmask 255.255.254.0 network 192.168.0.0 disabled=no

Paso 1: configurar la dirección IP de la interfaz de red LAN, en nuestro caso

ether1, que será la puerta de enlace para los usuarios inalámbricos.

Configuración del servidor DHCP en router mikrotik

1. [admin@MikroTik] > ip

[admin@MikroTik] ip> pool

2. [admin@MikroTik] ip pool> add name=pool-usuarios-wireless

ranges=192.168.0.11-192.168.1.254

3. [admin@MikroTik] ip pool> ..

[admin@MikroTik] ip> dhcp-server

[admin@MikroTik] ip dhcp-server> network

4. [admin@MikroTik] ip dhcp-server network> add address=192.168.0.0/23

gateway=192.168.0.1

5. [admin@MikroTik] ip dhcp-server network> ..

6. [admin@MikroTik] ip dhcp-server> add interface=ether1 address-

pool=pool-usuarios-wireless

7. [admin@MikroTik] ip dhcp-server> enable 0

Paso 1: Entrar al directorio “ip/pool”.

Paso 2: Crear un pool de IP (conjunto de direcciones a entregar), asignando un

nombre y un rango de direcciones.

Paso 3: Entrar al directorio “ip/dhcp-server/network”.

Paso 4: Agregar la red a la que pertenece el rango de IP ingresado anteriormente,

y asignar la IP que realizara las labores de Gateway (puerta de enlace) de la red.

82

Paso 5: Entrar al directorio “ip/dhcp-server”.

Paso 6: Asignar una interfaz donde funcionara este nuevo DHCP SERVER y

relacionarlo con el pool de IP que corresponda.

Paso 7: habilitar el nuevo servidor (tomando en cuenta que es el primer servidor

dhcp creado en nuestro router)

Configuración De Firewall Router Mikrotik

Con el fin de evitar crear una infinidad de reglas para filtrar, se optó por

crear una sola regla que va a filtrar el contenido utilizando los DNS de OpenDNS

FamilyShield que va a ofrecer una protección contra páginas de contenido adulto.

Figura N° 31. Creación de Address Lists.



Paso 1: Dirigirse al submenú IP/Firewall, se nos abrirá una ventana.

Paso 2: Address Lists, nos permitirá crear una lista de direcciones ip bajo un

nombre común, las funciones de mangle y NAT pueden usar esas listas de

direcciones para hacer coincidir los paquetes con ellos.

83

Paso 3: Clic sobre el botón con el signo + para agregar nuestra lista de

direcciones que vamos a filtrar el contenido.

Figura N° 32. Creación de Address Lists.



Name: Nombre con el cual se va a identificar nuestra lista de direcciones

de firewall.

Address: Rango de direcciones ip a las que posteriormente se les

aplicara una regla de filtrado.

Timeout: Si no se especifica el tiempo de espera, la dirección se

almacenará en la lista de direcciones de forma permanente.

84

Figura N° 33. Creación de regla NAT.



Chain: dstnat. Un enrutador NAT que realiza dstnat reemplaza la

dirección IP de destino de un paquete IP cuando viaja a través de un enrutador

hacia una red privada.

Protocol: UDP para consultas de nombres ya que los paquetes UDP son

de menor tamaño.

Dst. Port: Puerto de destino, en nuestro caso como se trata de DNS será

53.

85

Figura N° 34. Selección de address list en regla NAT.



Nos ubicamos en la pestaña Advanced.

Src. Address List: Seleccionaremos la lista de direcciones ip que

anteriormente habíamos creado para filtrar el contenido, en nuestro caso,

usuarios wireless.

Figura N° 35. Configuración de la acción de Regla NAT.



86

Action: Acción a tomar si el paquete coincide con la regla, en nuestro

caso dst-nat, lo que va hacer es reemplazar la dirección de destino y el puerto de

un paquete IP a los valores especificados por to-addresses y los to-ports

parámetros.

To Addresses: Dirección ip de destino en esta ocasión será el dns

208.67.222.123 de OpenDNS FamilyShield.

To Ports: puerto de destino como se trata de DNS usamos el puerto 53.

Figura N° 36. Bloqueo de página a través de firewall.



Resultado al intentar acceder a una página de contenido adulto desde un

usuario con una dirección ip dentro del rango del address lists creado en el

firewall.

OpenDNS estableció que la pagina solicitada coincidía con alguna página

de su base de datos y por eso nos bloqueó el acceso.

87

Configuración del portal cautivo en router mikrotik

Figura N° 37. Creación de perfil de usuario.



Desplegarnos por el submenú IP/Hotspot.

User Profiles: El menú de perfil de usuario se usa para configuraciones

comunes de clientes HotSpot.

Nos ubicamos sobre la pestaña General.

Name: Nombre descriptivo del perfil, en nuestro caso lo denominaremos,

Usuarios inalámbricos.

Session Timeout: Tiempo de sesión permitido para el cliente. Después

de este tiempo, el usuario se desconectará. Le hemos asignado un tiempo de 45

minutos.

88

Shared Users: Número permitido de usuarios conectados

simultáneamente, en este caso serán 500.

Figura N° 38. Creación de perfil de servidor.



Nos dirigimos a la pestaña Server Profiles de la ventana Hotspot.

En la opción General, Name: Nombre descriptivo de nuestro perfil de

servidor.

Hotspot Address: Dirección IP del servicio HotSpot, será la ip de nuestra

puerta de enlace.

89

DNS Name: Nombre DNS del servidor HotSpot (aparece como la

ubicación de la página de inicio de sesión), en nuestro caso será

parque.urbano.com.

Rate Limit (rx/tx): Desde el punto de vista del enrutador ("rx" es la carga

del cliente y "tx" es la descarga del cliente), asignamos 360k ya que es el ancho

de banda que más consume una aplicación.

Figura N° 39. Interfaz del Portal Cautivo.



En la opción Login -> Login By: modo de autenticación del usuario,

seleccionamos Trial, para que los "invitados" puedan autenticarse con sólo

presionar un link y sin necesidad de generar credenciales.

90

Trial Uptime Reset: tiempo en que se renovará el límite de tiempo para

el invitado, esto nos indica, si el invitado usó ya los 45 minutos de prueba, cada

cuánto tiempo podrá usar una vez más otros 45 minutos; en nuestro caso es cada

24 horas o cada día (1d 00:00:00).

Trial User Profile: Es el perfil de usuario que se aplicará a los usuarios,

seleccionaremos el perfil Usuarios inalámbricos que fue creado anteriormente.

Figura N° 40. Creación del servidor.



Nos ubicamos en la pestaña Servers de la ventana de Hostpot.

Clic sobre el signo + para agregar un nuevo servidor.

91

Name: Nombre con el que vamos a identificar a nuestro servidor.

Interface: Nombre de la interfaz en la que se ejecuta HotSpot, de acuerdo

a nuestro diseño será la ether1.

Address Pool: Grupo de direcciones para la red HotSpot, en nuestro caso

seleccionaremos el pool de direcciones ip que se les asignaran a los usuarios

inalámbricos.

Profile: perfil de HotSpot del servidor HotSpot, seleccionamos el que

habíamos creado anteriormente en Servers Profile.

Addresses Per Mac: Número de direcciones IP que pueden vincularse

con la dirección MAC, lo idóneo es 1 dirección por Mac.

Figura N° 41. Interfaz del Portal Cautivo.



En la figura Nº 41, podemos observar la página html que nos aparecerá

para autenticarnos y que nos permitirá tener acceso a internet.

92

Se ha reemplazado la página predeterminada que el router mikrotik crea,

por una plantilla descargada desde la página oficial de mikrotik en donde se ha

modificado para tener una mejor apariencia en el que indicamos que el tiempo de

acceso a internet será de 45 minutos, de igual forma un mensaje de bienvenida

e imágenes haciendo referencia al Cantón La Troncal que es el lugar en donde

está ubicado el Parque Urbano.

3.8 Procesamiento y Análisis

Al concluir las actividades correspondientes para la recopilación de

información, se lleva a cabo el procesamiento y análisis de la información

obtenida de las encuestas que se realizó en el parque urbano y online.

Las encuestas constan de ocho preguntas. Al finalizar la encuesta, se

procesa, analiza e interpreta la información obtenida mediante herramientas

estadísticas.

En el siguiente análisis estadístico corresponde a las encuestas realizadas

a cien personas que han visitado el parque urbano y mediante encuesta online a

las personas de la troncal.

93

1. ¿Está usted de acuerdo que actualmente el acceso a internet se ha

convertido en un servicio importante?

Gráfico N° 1. Resultado, Pregunta 1.


Fuente: Resultado de Encuesta.

Tabla N° 17. Resultado, Pregunta 1.

Totalmente de acuerdo 83%

De acuerdo 17%

Ni de acuerdo ni en desacuerdo 0%

En desacuerdo 0%

Totalmente en desacuerdo 0%

TOTAL 100%



Totalmente de acuerdo

83%

De acuerdo17%

Ni de acuerdo ni en desacuerdo

0%

En desacuerdo0%

Totalmente en desacuerdo

0%

94

ANALISIS

Se pudo observar que el 83% de los encuestados consideran que está

totalmente de acuerdo que actualmente el acceso a internet se ha convertido en

un servicio importante. Mientras el 17% de los encuestados están de acuerdo, el

0% ni de acuerdo ni en desacuerdo, el 0% en desacuerdo y el 0% en total en

desacuerdo. Por lo que podemos afirmar que el internet hoy en día es muy

importante para las personas.

2. ¿Está usted de acuerdo que se implemente el servicio de internet en el

Parque del cantón la Troncal?





73%

De acuerdo19%

PorcentajeNi de acuerdo ni en

desacuerdo6%

En desacuerdo2%


0%

95



De acuerdo 19%


En desacuerdo 2%


TOTAL 100%



ANALISIS

Se pudo observar que el 73% de los encuestados están totalmente de

acuerdo que se implemente el servicio de internet en el Parque, mientas que el

19% está de acuerdo, el 6% ni de acuerdo ni en desacuerdo, el 2% en desacuerdo

y el 0% en total en desacuerdo. Por lo tanto, si existe la aceptación para cualquier

proyecto que se desee implementar a futuro.

96

3. ¿Cree usted que el servicio de internet en el Parque Urbano beneficiara a

los ciudadanos del cantón la Troncal?






De acuerdo 21%


En desacuerdo 3%


TOTAL 100%




68%

De acuerdo21%


8%

En desacuerdo3%


0%

97

ANALISIS

Se pudo observar que, de un total de 100 personas encuestadas, el 68%

está totalmente de acuerdo que el servicio de internet en el Parque Urbano

beneficiara a los ciudadanos del cantón la Troncal, mientas que el 21% está de

acuerdo, el 8% ni de acuerdo ni en desacuerdo, el 3% en desacuerdo y el 0% en

total en desacuerdo. Podemos concluir que la mayor parte de los encuestados

están totalmente que el servicio de internet en el Parque del cantón la Troncal

beneficiara a los ciudadanos del cantón.

4. ¿Cree usted que este servicio ayudara en el desarrollo económico del

cantón la Troncal?





51%De acuerdo

24%


21%

En desacuerdo4%


0%

98



De acuerdo 24%


En desacuerdo 4%


TOTAL 100%



ANALISIS

Se pudo observar que el 51% de los encuestados indicó, que el servicio

de internet ayudara en el desarrollo económico del cantón la Troncal. Mientras

que el 24% está de acuerdo, el 21% ni de acuerdo ni en desacuerdo, el 4% en

desacuerdo y el 0% en total en desacuerdo.

99

5. ¿Cree usted que el servicio de acceso a Internet ayude al desarrollo de

los eventos sociales, culturales, artísticos y educativos realizados en el

Parque Urbano?






De acuerdo 32%


En desacuerdo 2%


TOTAL 100%




54%

De acuerdo32%

Ni de acuerdo ni en

desacuerdo9%

En desacuerdo2%


3%

100

ANALISIS

Se pudo observar que las personas encuestadas, el 54% está

totalmente de acuerdo que el servicio de acceso a Internet ayude al desarrollo de

los eventos sociales, culturales, artísticos y educativos realizados en el Parque

Urbano. Mientras que el 32 % está de acuerdo, el 9% ni de acuerdo ni en

desacuerdo, el 2% en desacuerdo y el 3% en total en desacuerdo. Por lo tanto,

es importante el acceso de internet en el parque urbano ya que ayuda al

desarrollo y crecimiento de los turistas.

6. ¿Qué tiempo límite está de acuerdo que se establezca para el acceso a

Internet por día?




21%

5%8%

66%

0

10

20

30

40

50

60

70

30 Minutos 35 Minutos 40 Minutos 45 Minutos

N°

ENC

UES

TAD

OS

101


30 minutos 21%

35 minutos 5%

40 minutos 8%

45 minutos 66%

TOTAL 100%



ANALISIS

Se pudo observar que el 21% de los encuestados está de acuerdo que se

establezca para el acceso a Internet por día 30 minutos, mientras el 5% está de

acuerdo que se establezca 35 minutos, el 8% desea 40 minutos y el 66% de las

100 personas encuestadas desea 45 minutos el acceso a Internet por día.

102

7. ¿Está usted de acuerdo que se controle el Ancho de Banda a los usuarios

y se restrinja el acceso a ciertas páginas Web?






De acuerdo 32%


En desacuerdo 6%


TOTAL 100%




45%

De acuerdo32%

Ni de acuerdo ni en

desacuerdo12%

En desacuerdo6%


5%

103

ANALISIS

Se pudo observar en esta pregunta, que el 45% está totalmente de

acuerdo que se controle el Ancho de Banda a los usuarios y se restrinja el acceso

a ciertas páginas Web, el 32% de los encuestados está de acuerdo, el 12% ni de

acuerdo ni en desacuerdo, el 6% en desacuerdo y el 5% en total en desacuerdo.

Por lo tanto, la mayor parte de los encuestados desea que se controle el Ancho

de Banda a los usuarios y se restrinja el acceso a ciertas páginas Web para poder

navegar con normalidad y seguridad.

8. ¿Cuál es la página o apps que más utilizaría en la red Wi-Fi del Parque

Urbano?




49 %

31 %

58 %

41 %

69 %

22 %

Facebook Instagram NavegaciónWeb

YouTube WhatsApp Otras

0

10

20

30

40

50

60

70

80

N°

ENC

UES

TAD

OS

104


Facebook 49%

Instagram 31%

Navegación Web 58%

YouTube 41%

WhatsApp 69%

Otras 22%



ANALISIS

Se pudo constatar que a todos los usuario que se le realizó la encuesta,

se pudo estimar la prioridad de las aplicaciones que se utilizarían con mayor

frecuencia y se ha determinado que; el 49% utilizaría Facebook, mientras que el

31% de todos los encuestado utilizaría Instagram, el 58% de todos los

encuestado utilizaría el internet para Navegación Web, el 41% de todos los

encuestados utilizaría para ver videos en YouTube, el 69% de todos encuestados

utilizaría para WhatsApp y el 22% de todos los encuestado utilizaría para otras

cosas el uso de internet. Por lo tanto, la mayor parte de los encuestados utilizaría

el internet para utilizar en la App WhatsApp.

105

CAPITULO IV

4.1 Criterios de aceptación del producto o servicio

La siguiente matriz contiene cada uno de los detalles del diseño de red

inalámbrica propuesto para el Parque Urbano del cantón La Troncal, con el fin de

garantizar su operatividad y correcto funcionamiento.

Tabla N° 25. Validación de la propuesta.

FICHA TÉCNICA DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA

Proyecto: Diseño de una red inalámbrica para el acceso a internet en el

Parque Urbano del cantón La Troncal.

Descripción Cumple No

cumple

Observación

El diseño de red garantiza la

interoperabilidad.

x

El diseño de red garantiza la escalabilidad. x

El diseño de red cumple con aspectos de

seguridad informático.

x

La red es administrable de manera

centralizada

x

El diseño de red brinda una cobertura

completa.

x

El diseño de red soporta roaming x

El diseño de red controla el acceso a los

usuarios

x

El hardware utilizado se ajusta a las

necesidades del proyecto a nivel operativo.

x



106

4.2 Conclusiones

• En el Parque Urbano del cantón La Troncal no existe una infraestructura

de red inalámbrica que provee conexión a internet a los usuarios que

visitan este lugar, por lo que la implementación de una red Wi-Fi reduciría

la brecha tecnológica en el cantón La Troncal

• Se van a necesitar una cantidad de 6 Access Point para ofrecer una

cobertura completa de todo el Parque Urbano.

• La implementación de la red inalámbrica implicaría una inversión de

$4,265.00 y un tiempo de duración de 27 días laborales.

• El diseño de red va a garantizar que los usuarios conectados a la red

inalámbrica tengan acceso al servicio de internet y no pierdan

conectividad mientras se desplazan en el Parque Urbano.

• La red inalámbrica a través del portal cautivo permanecerá activo 24/7 en

el router mikrotik va a soportar un máximo de 500 usuarios conectados

simultáneamente.

107

4.3 Recomendaciones

• Se aconseja utilizar un ancho de banda de 180 Mbps para ofrecer un

servicio de internet de calidad a los usuarios.

• Se recomienda tener un administrador de red capacitado para operar los

distintos equipos con tecnología mikrotik y ubiquiti de forma que pueda

brindar soporte técnico de forma eficaz ante alguna situación que involucre

realizar cambios en la configuración.

• Se sugiere minimizar o evitar materiales que pueda obstaculizar la señal

en los enlaces de 5 GHz ya que va a causar una reducción en la calidad

de transmisión de la señal.

• Las conexiones eléctricas para los puntos de acceso deben ser herméticas

y aislar el adaptador PoE de los equipos, en una caja metálica para evitar

que sufran algún daño por factores climáticos.

• Los puntos de acceso deben estar alejado 2 o 3 metros de posibles

transformadores eléctricos.

108

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Ubiquiti Networks, Inc. (2017). Ubiquiti Broadband Wireless Admin. Obtenido de

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de.pdf

110

Valdéz, J. R. (2015). Prácticas de Tecnología de Redes Inalámbricas. España.

Zella, G. (2015). Tecnologie Wireless.

111

Anexos

112

ENCUESTA DIRIGIDA A LAS PERSONAS DEL CANTÓN LA TRONCAL.



Objetivo: Realizar un diseño de red inalámbrica en el Parque Urbano del cantón

la Troncal.

Instrucciones: Por favor llene esta encuesta tan precisa como sea posible.

Conteste las preguntas marcando con una X en el casillero correspondiente a su

respuesta, no deje espacios en blanco.

1. ¿Está usted de acuerdo que actualmente el acceso a internet se ha

convertido en un servicio importante?


De acuerdo


En desacuerdo


2. ¿Está usted de acuerdo que se implemente el servicio de internet en

el Parque Urbano del cantón La Troncal?


De acuerdo


En desacuerdo


113

3. ¿Cree usted que el servicio de internet en el Parque Urbano

beneficiará a los ciudadanos del cantón La Troncal?


De acuerdo


En desacuerdo


4. ¿Cree usted que este servicio ayudará en el desarrollo económico del

cantón La Troncal?


De acuerdo


En desacuerdo


5. ¿Cree usted que el servicio de acceso a internet ayude al desarrollo

de los eventos sociales, culturales, artísticos y educativos realizados

en el Parque Urbano?


De acuerdo


En desacuerdo


114

6. ¿Está usted de acuerdo que a cada usuario se le establezca 45

minutos de acceso a internet al día?


De acuerdo


En desacuerdo


7. ¿Está usted de acuerdo que se limite el ancho de banda a los usuarios

y se restrinja el acceso a ciertas páginas?


De acuerdo


En desacuerdo


8. ¿Cuál es las paginas o apps que más utilizaría en la red wifi del

Parque Urbano?

Facebook

Instagram

Navegacion Web

Youtube

Whatsapp

Otra

115

Cronograma de actividades para implementación de la red inalámbrica

116

Ficha técnica de NanoBeam NBE-M5-16

118

Ficha tecnica de UniFi AP AC Mesh Pro

119

Ficha técnica de estación base Rocket M5 – Ti.

121

Ficha técnica de antena omnidireccional AMO-5G13

122

Ubicación de la estación base y las antenas receptoras en el plano

Nanobeam NBE-M5-16

Estación base Rocket M5 – Ti, router mikrotik

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