WASAWiFi Aplicado a Sitios Alejados

Facultad de Ingeniería - UdelaRDiego Garagorry, Enrique Lev, Fernando Viera -Tutor: Dr. Ing. Pablo Belzarena

Junio -2011 Montevideo-Uruguay

Introducción

El proyecto WASA busca brindar conectividad y/o acceso a Internet a sitios alejados entre sí, a través de un enlace inalámbrico punto a punto, utilizando el estándar 802.11. Asimismo, se implementa calidad de servicio de forma de poder brindar trato diferenciado al tráfico en el enlace.

Contexto

El avance en las telecomunicaciones ha posibilitado nuevas alternativas como educación a distancia, telemedicina y teletrabajo, entre otros. Las nuevas posibilidades que esto brinda tienen impacto destacado especialmente en zonas rurales o aisladas. Sin embargo, existen dificultades al extender las redes de datos, por lo que surge la necesidad de alternativas de calidad y bajo costo, que permitan extender el acceso a Internet a decenas de kilómetros. Esta problemática es la que ha buscado solucionar el proyecto WASA.

Plan Ceibal

En Uruguay, el Plan Ceibal ha entregado, hasta la fecha, una computadora portátil a más de 420000 estudiantes de educación pública del país. A su vez , ha brindado conectividad a más 2300 escuelas, y dado el alcance nacional del plan, se enfrenta a la problemática planteada anteriormente. Es por esto que el proyecto se ha desarrollado en conjunto con el Plan Ceibal, buscando extender su red a una escuela rural a 30 km de la ciudad de Florida.

Implementación

El enlace de 30 km conectó la ciudad de Florida con la localidad de San Gabriel. Las antenas fueron conectadas a routers Mikrotik con sistemas operativos OpenWRT, que a su vez se comunicaban con PC desde donde se realizaron las pruebas.

Resultados

La instalación del enlace fue exitosa y se observó los siguientes resultados en relación a calidad de servicio. El uso de disciplinas de colas permitió realizar una clara diferenciación de throughput según la prioridad del flujo.

Conclusiones

El presente proyecto consistió en el estudio e implementación de un enlace de larga distancia utilizando WiFi, así como el uso tanto de qdisc como de 802.11e para proveer calidad de servicio sobre el mismo.

Se pudo establecer un enlace de 30 km con buenas tasas detransferencia para el uso esperado. A su vez, se observó durante los 3 meses de monitoreo una muy buena estabilidad, teniendo en el período de evaluación un throughput de 5,85 Mbps de promedio, encontrándose por encima de los 3 Mbps requeridos en un 96,8% de las pruebas.

El siguiente gran objetivo del proyecto fue proveer calidad de servicio. La solución final permitió dividir el flujo de datos de la forma deseada, teniendo impacto tanto a nivel de throughput, mediante disciplinas de colas, como a nivel de RTT, siguiendo el estándar 802,11e, aspecto fundamental en aplicaciones de tiempo real. Los resultados fueron muy satisfactorios, permitiendo aumentar el throughput de los paquetes prioritarios y reducir considerablemente el RTT.

Los resultados obtenidos permitieron observar los efectos de la solución realizada y la trascendencia de la misma, especialmente en comunicaciones en tiempo real. Se destaca, por ejemplo, el impacto en comunicaciones de voz sobre IP. La solución planteada permite reducir los tiempos de propagación de valores en torno a los 110 ms a 2 ms en promedio, para el flujo prioritario.

Como conclusión general del proyecto, se verifica WiFi como una solución real y conveniente para realizar enlaces de larga distancia en el contexto planteado, y se presenta una solución conjunta de qdisc y 802.11e para la implementación de calidad de servicio sobre el mismo.

Las antenas fueron instaladas a 50 m y 80 m de altura y los PCs en gabinetes para su protección.

A su vez, el estándar 802.11e permitió obtener resultados claros a nivel de RTT, siendo sensiblemente menor para el tráfico prioritario.

Como se observa en la siguiente gráfica, el throughput obtenido estuvo por encima de los 3Mbps esperados, en un intervalo de 8 días de prueba.