Para el siguiente proyecto, lo primero es que se tiene que hacer es elegir los puntos en donde

se van a colocar las cámaras ip, para posteriormente escoger los equipos que usaremos, ya que

tenemos que tomar en cuenta la distancia entre los puntos de las cámaras ip con respecto al

servidor, el servidor es el sitio en donde se verá las imágenes de dichas cámaras.

Punto estratégico del servidor:

Fuerte San Antonio De La Eminencia (el castillo de cumana)

Este punto es muy importante ya que en la mayoría de los casos tenemos que tener una vista

clara para que las antenas que usemos puedan transmitir la información que deseamos, por lo

que aprovecharemos el punto más alto de la ciudad que resulta ser Fuerte San Antonio de la

Eminencia (el castillo de cumana), esto resulta muy importante para la organización de las

cámaras ip y su distribución.

1. Puente elevado Cumaná

2. Alcaldía de cumana

3. Puerto Gran Cacique Cumana

4. Estadio Delfín Marval

5. Terminal de Pasajeros.

6. Parcelamiento Miranda

7. Monumento Fundación de cumana

8. Cruce del Siciliano

9. Edificio Chacopata - Sta. Catalina

10. Edificio del antiguo CADA

La colocación de estos punto tiene que estar dispersas para poder cumplir con la misión que

poder observar diferentes puntos estratégicos de la ciudad, también que hay que acotar que la

colocación de las antenas que van hacia las cámaras (Tx) tienen que tener una vista lo más

clara posible libre de obstáculos que puedan impedir la transmisión de la señal hacia la antena

(Rx) del servidor.

También tenemos que tomar en cuenta la distancia de las antenas, las antenas debe tener una

distancia que se encuentre dentro del rango de propagación de la antena (Lóbulo Principal),

para que pueda existir comunicación entre ellas, las limitaciones de las antenas las dice el

fabricante.

Entonces lo primero que tenemos que hacer es saber la distancia que existe entre los puntos

de las diferentes cámaras ip y el punto central (servidor) para luego poder escoger los

materiales que usaremos para lograr el radio-enlace.

El primer enlace que haremos será con la alcaldía de cumana hasta el Fuerte San Antonio De La

Eminencia (el castillo de cumana), ya que es el punto más lejano que se puede observaren la

lista de los puntos escogidos.

Para hallar la distancia de estos dos puntos usaremos una aproximación muy cercana, por

medio de un programa que se llama Google Earth, aquí podemos visualizar la ruta y vista de las

antenas.

Hay que tomar en cuenta que este programa nos dará una distancia aproximada entre dos

puntos, no es una distancia exacta, pero para nuestro uso es importante tomar un aproximado

y por supuesto la propagación de la antena tiene que ir más allá de lo que nos da el

aproximado, para poder cubrir de mejor forma el área en donde enlazaran las antenas.

Como ya antes mencionado es importante saber las distancia entre las antenas, para poder

saber que antenas usaremos que puedan cubrir con esa distancia, y claro está que las antenas

que se tienen que usar tienen que ser compatibles con las cámaras ip.

Estableciendo una ruta por medio de este programa, podemos denotar la una distancia

apreciable entre estos dos puntos

Ahora bien, ya sabemos que la distancia más larga que se puede tener para nuestros enlaces

es de 3.41 Kilómetros, haremos lo mismo con el resto de los puntos escogidos.

Lugar Distancia

castillo - alcaldía 3.4 Km

castillo – Estación de los Bomberos 2.65 Km

castillo - puente elevado 1.71 Km

Castillo - licorería el siciliano 1.64 Km

castillo - edificio Los Araguaney 1.89 Km

castillo - parcelamiento Miranda 1.55 Km

castillo - monumento fundación cumana 2 Km

castillo - terminal de pasajeros 2 Km

castillo - puerto gran cacique cumana 2.49 Km

castillo - antiguo CADA 1.59 Km

Ahora escogeremos equipos que sean eficaces para este enlace.

Lo primero de tenemos que escoger son las antenas, para este caso lo más conveniente es usar

antenas que sean de muy buena calidad, con un buen precio, que puedan tener un alcance

mucho mayor de que se necesita, la antena escogida para este caso es; una antena tipo panel.

Access Point Ubiquiti (NSM5)

Una característica que posee esta antena es que puede llegar hasta máximo 15Km.

Lo siguiente que usaremos son las cámaras ip, lo cual escogemos el modelo;

Camara Vigilancia Ip Inalambrica Foscam Wifi Seguridad Audio

Esta es una cámara ip, que cubre las necesidades que quedemos, para que la cámara no sea

afectada por el clima (lluvia, sol, entre otros), usaremos para ella una cavidad que la protegerá

(Housing).

También tendremos que usar por defecto una antena receptora que tenga la capacidad de

recibir la señales de diferentes puntos, ya que el enlace que estamos creando es un enlace

multipunto. Dependiendo de la tasa de transmisión de las antenas que ocurra una vez

enlazadas se podrá transmitir los videos captados por las camaras ip.

En la topología de conexión que usaremos será la siguiente;

Esta es la topología básica que conexión de las cámaras con respecto a la estación base.

Para la conexión de la cámara con la antena y su alimentación se hará lo siguiente;

Topología de conexión del la cámara con antena

Para la etapa de transmisión hay que notar la conexiones de las interfaces que existe en los

diferentes equipos, las interfaces que tiene al cámara ip son dos, una para alimentación y otra

para la información, en la alimentación puede variar el puerto dependiendo de la cámara, pero

comúnmente estamos hablando de un puerto tipo Jack, y en la parte de la señal tenemos que

encontrarnos con un puerto de Ethernet el cual usaremos un cable UTP con conectores de

RJ45.

Para la antena que usaremos las interfaces que posee son dos, en la Ethernet 1 alimentemos el

equipo y por la 2 Ethernet creamos la conexión LAN con la Cámara IP.

Como se observa en la figura existe unos dispositivos aparte de la cámara ip y la antena, que

son de apoyo energético para los dispositivos principales (antena y cámara ip), estos

dispositivos son el Video balun y el alimentador POE, las interfaces del video balun son ,una de

alimentación de tipo Jack compatible con la antena, y la otra de Ethernet que llega hasta el

alimentador POE, existe otra interfaz hembra para cable coaxial, que este caso no se usara, y el

alimentador POE al poseer 2 interfaces de Ethernet, se tomara la otra para alimentar a la

antena y por último se conecta al alimentador POE a una toma corriente alterna convencional.

Para la parte receptora en donde se podrá monitorear las imágenes que está mostrando las

cámaras se tiene debe usar la siguiente topología:

Topología de conexión para la base receptora

La antena receptora tendrá dos interfaces de tipo Ethernet, una de alimentación y la otra de la señal que será que lleváramos a un switch, el switch será el que distribuya la señal a la pc en donde podemos configurar los parámetros de las camaras y antenas, pasajeros también la señal a un router que nos ayudara en la configuración ip, después del router pasaremos la señal al moden y del moden a la red exterior (internet).

Es importante acotar la fomar de propagacion en la base estación de las antenas receptoras, ya que allí es donde reunirán todos los puntos independientes de camaras ip, para poder cubrir las zonas correspondientes se usaran dos antenas sectoriales de 90º, y estas dos antenas tendrán que ir con dos receptores ( Rocket M5), donde bajaran la señales recibidas por las camaras al switch por medio de cables UTP con conectores RJ45.

Las necesidades de propagacion son las siguientes:

En la figura se muesta dos areas, que serian las propagaciones de las antenas que deben ejecutarse, para que puedan cubrir con las respectivas areas de las camaras ip.

La antena que puede cubrir las necesidades para esta propagación podría ser la siguiente:

Características de las antenas Receptoras y sus polarizaciones

Claro esta que las polarizaciones tanto vertical y horizontal en elevación (V-Pol Elevation , H - Pol Elevation), no son las indicadas, ya que sus angulos a simple vista no son capaces de cubrir la forma de area deseada, por lo que la polarización tanto vertical como horizontal en azimuth son las que deberíamos de escoger, dependiendo de los transmisores y su forma conveniente de propagación se tienen que polarizar las antenas para que pueda existir una relación entre ellas, de forma que si la polarización del receptor (base estación) es vertical (V-pol azimuth es la forma escogida para este proyecto), las antenas transmisoras tendrán que tener la misma forma de propagación, ya que esta es la forma en la que viaja la onda y pueda ser transmitida y recibida por las antenas.

Características de las antenas transmisoras con sus polarizaciones

Tanto la polarización de propagación de las antenas como los niveles de decibeles potencia y distancias de la propagación son parte de la configuración de las antenas, en su software.

Ahora lo primero que tenemos que tomar en cuenta es la configuración de las antenas ya que ella harán los enlaces inalámbricos, para ellos tenemos que darle especificaciones del enlace, las cuales son los siguientes;

Entramos en la Antena mediante una página de navegador de internet, colocando una dirección ip asignada a ese equipo, si no tiene ninguna clave asignada entonces podremos ver el menú de configuración que tiene la antena, de lo contrario tenemos que colocar la clave y el usuario asignados al equipo.

Una vez dentro tenemos que darle especificaciones a todas las antenas en los diferentes puntos. Por lo que es necesario configurarlos a todos antes de montarlos en los diferentes puntos.

Colocamos a la antena de la rokect M5 en el modo inalámbrico estación, ya que ella está diseñada para eso, de allí recibiremos las señales de los diferentes puntos.

Y las antenas NanoEstation M5 conectadas a las cámaras las configuramos en el modo inalámbrico punto de acceso.

También es importante la colocación correcta del país en donde se usa la antena, ya que existen normativas de radio propagación y estándares que son diferentes en cada país. El modo de estandarizado por la IEEE 802.11 escoge diferentes estándares para cada paiz, por lo que hay que saber que normas serán adecuadas seguir para nuestro equipo.

Escoger el canal correcto es completamente necesario, ya que es parte de la forma o modo de transmisión, por lo que hay que hacer un estudio de la propagación de ese lugar para poder saber cuáles son los mejores canales para transmitir o recibir la señales.

También tenemos que registrar en ella las direcciones MAC de las antenas colocadas en los diferentes puntos en donde se encuentran situadas las camras ip, esto es importante ya que la antena tiene que conocer a cuales equipo se va a enlazar.

Configuración básica de direcciones MAC

Estacion Base

Dicreccion MAC de la antena base 00:BC:01:B2:C2:A1

Direcciones MAC permitidas:

Dispositivo A = 00:A1:E3:45:0F:11

Dispositivo B = 00:A1:E3:45:0F:12

Dispositivo B = 00:A1:E3:45:0F:13

Punto de acesso

Dicreccion MAC del dispositvo A

00:A1:E3:45:0F:11

Direcciones MAC permitidas:

Dispositivo Estacion

00:BC:01:B2:C2:A1

Punto de acesso

Dicreccion MAC del dispositvo A

00:A1:E3:45:0F:11

Direcciones MAC permitidas:

Dispositivo Estacion

00:BC:01:B2:C2:A1

Punto de acesso

Dicreccion MAC del dispositvo A

00:A1:E3:45:0F:11

Direcciones MAC permitidas:

Dispositivo A =00:BC:01:B2:C2:A1

Como se observa en la figura, así seria un ejemplo de la conexión que solo se llevara acabo relacionando las direcciones MAC de los equipos, aquí estamos restringiendo a otros equipos en el enlace, lo cual es importante para tener un nivel de seguridad que es conveniente.

No podemos olvidar los parámetros de transmisión que son lo que dirán a qué distancia y frecuencia trabajara la antena, para que pueda enlazarse y podamos recibir las imágenes de las cámaras. Para ello hay algo que es muy importante para la calidad de video es el ancho de banda que usan las cámaras ip, ya que si las antenas que usamos no soportan el ancho de banda de las cámaras, las imágenes serán de poca calidad, de forma que la tasa de transmisión que se forme en el enlace tiene que ser mayor que el ancho de banda de las cámaras enlazadas.

La fórmula para hallar el ancho de banda de las cámaras ip es la siguiente:

AB = tamaño de la imagen * cuadros por segundos * canales :

Para el caso de nuestra cámara:

Tamaño de a imagen = 640x480 = 300 K pixeles

Imagen de velocidad de cuadro = 15 fps (VGA) 30 fps (QVGA)

Canales = 1 canal

Entonces el ancho de banda mínimo que debe tener una cámara como la nuestra es:

AB = 300 K * 30 fps * 1 = 9000000 bps = 9 Mbps

Este valor hay que considerarlos en muchos aspectos, ya que es el espacio necesario para que los videos de las cámaras puedan ser vistos sin problemas, este es un valor teórico, es decir, lo mas posible es que se tenga que usar mas banda para transmitir los videos de cada cámara.

La tasa de transferencia que usan las antenas tiene que ser mayor a el ancho de banda que usan las cámaras, ya que ellas son las vías inalámbricas por donde se dezplaza la señal. La configuración tiene que ser adecuada, pero hay que entender cuáles son las necesidades del la transmisión y lo que se mandara que en este caso serán los videos de las cámaras ip.

En la configuración de la transición MCS 15 a 40 Mhz la tasa de transferencia es de 300 Mbps, esto es lo máximo que tienen estos equipo de esta tecnología, pero en la configuración MCS 15 usa 21 dBm en transmisión y -75 dBm en sensibilidad, por la señal llega a poca distancia, según el datasheet de las antenas.

Si vamos aumentando mas decibeles en transmisión y sensibilidad, aumentaremos la distancia, pero iremos bajando la cantidad de tasa de transmisión que se forme en el enlace.

Las configuracion para el enlace tenemos que usar, tanto para la torre tranmisora como la torre receptora, colocaremos la MCS13, que da una ganacia transmirosa de 24 dBm y unas sencibilidad en el receptor de -79dBm (DesdeMSC 8 hasta MCS15 son configuraciones para dispositivos de 2x2) .Si realisamos los calculos para lograr en enlace de un punto a punto con la distancia de 3.4 Km, nos dara resultados positivos, para verificarlos existe una herramienta que nos ayudara, gracias a la tecgologia que estamos usando.

Como se puede notar la ganancia esta en 14.6 en ambas antenas, y la distancia que colocamos es de 3.5 Km, es decir, si la distancia 3.4 Km es mas fiable el sistema. La tasa de transferencia me dará un valor mas o menos de 48 y 36 Mbps, esto tomando en cuenta que la señal viajara en un canal a 20 Mhz, que debe ser suficiente para las imágenes que se mandaran por ese canal solo 5 cámaras ip.

Ya que ese es el punto mas lejano, se pueden usar en los demás transmisores menos cantidad de decibles, dejando constante la configuración en el receptor, haciendo que las demás antenas transmisoras tengas mas niveles en las tasas de transmisión.

Estos datos fundamentalmente son los que se ingresaran en el sistema operativo de la antena (AirOS), ya que son las indicaciones especificas para este enlace, lo que hay que

tomar en cuenta es que el calculador que usamos para garantizar en enlace, que se están tomando las condiciones normalizadas por el fabricante como por ejemplo;

Entre las antenas existen líneas de vista.

Las antenas están en buenas condiciones de uso.

El clima es óptimo para el radio-enlace.

Estas condiciones son aspecto que toma en cuenta el calculador, para garantizar que el enlace sea fiable.

Una vez tomado en cuenta todos estos factores en general, se tendría que acceder a las cámaras ip, desde la base estación. Colocando la dirección ip de la cámara, en el URL en una página o buscador de internet en la red en donde se encuentra el router de la estación y podremos accedes la cámara.

Allí podemos no solo ver las imágenes que transmite, sino también las cualidades que posee esta, como resolución, tamaño de la imagen, entre otros. Si la cámara tiene capacidad de rotación o visión nocturna, el ancho de banda será mayor, esto es porque la cantidad de datos que se transmite aumente proporcionalmente a las cualidades que posea la cámara.

Conclusiones

Para la propagaciones de estas cámaras, se necesitan equipo especiales, y un ancho de banda requerido por la misma cámara, ya que hay cámaras que exigen mas ancho de banda por la calidad de las imágenes que transmiten, es por ello que la correcta colocación de las antenas, su potencia, su tasa de transmisión tienen que ser debidamente escogidas para que pueda ver correctamente las imágenes y su resolución.

Algo muy importante que hay que destacar es la topología, el modelo usado sirve para propagación de muchas más distancia, ya que los equipos pueden tener más alcance, pero usando equipos que tienen menos alcance costando lo mismo, estaríamos forzando al equipo, por lo que es normal que escojamos a uno que llegue más lejos pero que no lo forcemos a su 100%.

Hay que acotar que las cámaras ips tienen estar observando zonas rurales o zonas de transito, y las antenas de ellas tienen que estar en lugares altos para que puedan tener vista clara hacia el servidor. Por lo que sería completamente normal colocarlas arriba de edificios, postes, hoteles de grande altura.

Video balun

POE