(Microsoft Word - Proyecto de Investigaci363n Aplicada en Redes

							 Proyecto de Desarrollo e Investigación Aplicada
      en Redes Wireless para nodos WISP

            Universidad Blas Pascal y CCM
                 Telecomunicaciones


Fundamentación

Todos conocemos la evolución que han tenido los distintos servicios
de acceso a Internet en los últimos años, tanto en la tecnología
utilizada, nuevos servicios traducidos principalmente en mayores
velocidades y en la diversidad de opciones de tecnologías de
acceso, tales como Dial-up, ADSL, Cable Módem, Internet
inalámbrica, Internet por celulares y en menor medida Internet
satelital.

Ahora bien, todos estos servicios están disponibles en las grandes
ciudades. Por la demanda creciente, los precios de los servicios han
bajado considerablemente a tal punto que esto ha producido un
aumento significativo de la cantidad de hogares conectados a
Internet y un porcentaje muy alto de empresas posee Internet en
sus lugares de trabajo.

Sin embargo, una realidad muy distinta es la que se puede ver en
las localidades del interior. En las localidades pequeñas, de menos
de cien mil habitantes esta diversidad de ofertas y los servicios
disminuyen drásticamente a tal punto que en muchas localidades no
hay posibilidad de contratar un servicio de acceso a Internet a un
precio que no sea discriminatorio en relación a las grandes
ciudades.

A modo de resumen estadístico, el 60% de los habitantes de
nuestro País vive en ciudades grandes de mas de 100 mil
habitantes, el 16% de la población en ciudades medianas de entre
30 mil y 100 mil habitantes, el 17% vive en ciudades pequeñas de
entre 5 mil y 30 mil habitantes y el 7% vive en micro ciudades de
menos de 5 mil habitantes. El 60% de la población argentina que
vive en las ciudades de más de 100 mil habitantes es la que tiene
posibilidades de seleccionar entre alguno de los distintos servicios
de acceso y a costos relativos muy bajos. Además, cuentan con un
complejo tecnológico de fibras ópticas y enlaces radioeléctricos que
le permiten una comunicación de calidad y a bajo costo. El otro 40%
de la población tiene muchas menos posibilidades de acceso. A
medida que las ciudades o comunas se van reduciendo en cantidad
de habitantes y en ubicaciones geográficas alejadas de las grandes
ciudades, las posibilidades de acceso caen drásticamente. Las
compañías telefónicas de servicios fijos o móviles no están
brindando los servicios de acceso a estas comunidades por su
escasa rentabilidad.

Para que en el país se cumpla con el objetivo de disminuir la brecha
digital y mejorar la calidad de vida entre ciudadanos de las grandes
ciudades y las pequeñas, se debe ofrecer por lo menos un servicio
de acceso a Internet de bajo costo y calidad asegurada, con esto
los ciudadanos podrán utilizar este recurso en sus hogares y
empresas y los gobiernos podrán adaptarse al esquema digital y
brindar nuevos servicios.

Por lo tanto el desarrollo de una infraestructura tecnológica que
permita establecer servicios de Internet en poblaciones de menos
de 100 mil habitantes sería un aporte significativo a la igualdad de
oportunidades que se desea. Para esto los accesos de Internet
inalámbrica constituyen una opción tecnológica de bajo costo y de
disponibilidad inmediata.

Del informe emanado de “Libro Blanco de Ciudades Digitales en
Argentina” de la Asociación Iberoamericana de Centros de
Investigación y Empresas de Telecomunicaciones (1), año 2007, se
destaca que el principal impedimento para el establecimiento de
tecnologías de acceso a Internet en ciudades pequeñas tiene que
ver con el desconocimiento y la falta de capacitación de su gente en
las nuevas tecnologías de la información.
Este dato es muy importante y es lo que se ha tenido en cuenta
para el establecimiento del presente proyecto.

Como conclusión, aparece una necesidad imperiosa de introducirse
en la investigación aplicada de las tecnologías Wireless para la
implementación de nodos de acceso a Internet, de bajo costo y
disponibilidad inmediata.



(1) Asociación Iberoamericana de Centros de Investigación y Empresas de
Telecomunicaciones (http://www.iberomunicipios.org/libroblanco)
Análisis particular

Existen actualmente alrededor de 300 operadores WISP (Wireless
ISP) en localidades del interior del País, que pertenecen a grupos
privados y/o cooperativas de servicio. Dentro de este número no se
cuentan los nodos de los grandes grupos con sistemas X-DSL o
Cable MODEM. Según las estadísticas de voceros de las
comunicaciones en Argentina, se habla de un incremento a 200
(doscientos) operadores más en el transcurso del presente año y
2009. Este fenómeno se debe a la falta de interés por los grandes
grupos de comunicación en acercarse al interior para desplegar sus
redes de última milla y brindar accesos y servicios.

Otro aspecto es el entrenamiento y capacitación del recurso
humano, los actuales nodos WISP en general fueron “armados”
mas que “diseñados”, con información suministrada por los grupos
vendedores de tecnologías y por el entusiasmo de los propios
integrantes de las comunidades regionales, que decidieron
introducirse en este campo para dar un servicio esencial a su
comunidad. En la actualidad esos nodos han crecido
significativamente en conexiones de acceso y se enfrentan a
nuevos desafíos como los cambios de hábitos del uso de Internet
por lo usuarios (ejemplos: Bajar videos, descargar música, juegos
on-line, etc.) y nuevos servicios (Telefonía IP y otros).

Con esto se puede concluir que son dos los aportes significativos
que se pueden realizar, con la unión estratégica de CMM
Telecomunicaciones y la Universidad Blas Pascal: 1) Establecer un
proceso de investigación aplicada y desarrollo para elaborar un
protocolo que defina la tecnología y los procedimientos necesarios
para el establecimiento de nodos de acceso a Internet, conocidos
como WISP y 2) Organizar un taller de investigación en laboratorio
con la presencia de personal a cargo de los nodos existentes,
destinado a compartir conocimientos y prácticas.

Como consecuencia de este Taller es posible pensar en organizar a
futuro cursos de capacitación abiertos que aborden la temática de
las redes inalámbricas, y con esto introducir nuevos recursos
humanos en la problemática, que se consideran de un alto valor
teniendo en cuenta el desarrollo exponencial que viene
experimentando la tecnología wireless.
También permitiría establecer un grupo de trabajo especializado en
la problemática del desarrollo y administración de redes wireless,
que podría dar origen a nuevas investigaciones y desarrollos.


Objetivos de la alianza UBP – CCM

Esta alianza estratégica entre la Universidad Blas Pascal y CCM
Telecomunicaciones contribuirá en un aporte significativo a resolver
la problemática planteada, con los siguientes objetivos generales:

Objetivo 1) Crear un Protocolo de diseño, selección de materiales,
instalación y programación de Nodos WISP, tanto desde el centro
de operación (NOC) como desde los abonados, mediante un
proceso de desarrollo e investigación aplicada en Redes Wireless-
LAN, orientadas a operadores WISP.

Objetivo 2) Realizar un Taller de Investigación en Redes Wireless-
LAN, con la participación de profesionales que trabajan en los
nodos WISP, destinado a compartir conocimientos y prácticas que
luego se reflejarán en una mejora de sus sistemas.

Proyección
Como consecuencia de estas experiencias se podrá diagramar, en
el futuro, planes de capacitación abiertos dirigidos a docentes,
estudiantes e interesados en general.


Implementación de los objetivos

Del análisis de la problemática se concluye que es necesario iniciar
el proceso con el Taller de Investigación, del que se obtendrán los
lineamientos para la elaboración del protocolo de diseño de nodos
WISP. El Taller apunta a recolectar información significativa en
forma ordenada y sistemática, incorporando las experiencias de los
actuales operadores de nodos, que será realimentada para
confeccionar el protocolo.
Detalle del Objetivo 1)

DESARROLLO DE UN PROTOCOLO PARA MONTAJE DE UN
NODO WISP

Se desea trabajar en los segmentos más emblemáticos que definen
una red WLAN y un nodo de acceso WISP que pueda brindar
servicio de última milla y acceso a las tecnologías de la información.
Buscando la manera de satisfacer los problemas típicos de
configuración, modo de operación, monitoreo, diagnóstico y tablas
de registro que definen un NOC el cual tendrá la labor de ser una
plataforma fiable y actuar como backbone a los servicios de valor
agregado (Internet, Telefonía IP, etc.).

El proyecto incluye investigación de tecnología aplicada; de esta
manera se podrá establecer un criterio en cuanto a la elección de
equipamiento referido a una marca y modelo con óptima prestación.

Como también, se elegirá en cada una de las secciones que forman
el nodo y el punto remoto, los dispositivos apropiados con un
costo/beneficio acorde a un pequeño y mediano operador.
Cumpliendo los siguientes puntos:

  • Crear un protocolo sistemático para el montaje de un nodo
    WISP.
  • Desarrollar un método de implementación para diseñar redes
    inalámbricas de Espectro Ensanchado que puedan tener buen
    diseño e ingeniería de proyecto.
  • Elaborar un protocolo de prueba de tecnología WLAN para
    homologar equipamiento y dar un servicio a las empresas
    proveedoras de productos.



Detalle del Objetivo 2)

TALLER DE INVESTIGACIÓN                 EN    REDES      WIRELESS
ORIENTADAS A NODOS WISP

Se plantea la realización de un Taller de Investigación destinado a
profundizar y obtener nuevos conocimientos acerca del
funcionamiento de los Nodos WISP, incluyendo aspectos de
cobertura de señal, tecnologías de implementación, redes WLAN,
instalación de software, configuración, administración y optimización
de redes inalámbricas.

Objetivo:
Discutir, debatir, realizar puestas en común y recolectar en forma
ordenada y sistemática, mediante un proceso de encuesta-
relevamiento previamente diseñado, la información necesaria y
significativa que permita incorporar las experiencias de los actuales
operadores de nodos

Participantes:
El Taller de Investigación reunirá a profesionales, técnicos y no
técnicos que se encuentren trabajando con éstas tecnologías,
especialmente los responsables de las áreas técnicas de
cooperativas o empresas dedicadas al servicio de acceso a Internet
inalámbrico WISP.

Instructor-Investigador
Pablo Di Noto
Antecedentes: especialista en tecnologías IT Wireless

Grupo de trabajo:
Asistente de instructor-investigador
Alumnos ayudantes y a cargo del laboratorio, de la Carrera de Ing.
en Telecomunicaciones y/o Carrera de Ingeniería en Informática,
que se incorporen al CIADE-IT para el desarrollo de sus prácticas
profesionales ú opcionalmente realizando el TFC con ésta temática.

Materiales y Método:
Se considera la elaboración de material escrito, teórico y práctico.
Sitio web con foro. Videos de procedimientos (opcional).
Se considera la posibilidad de adaptar parte del material para que
sea accedido a distancia, vía Internet.

Se realizarán trabajos, prácticas y ensayos en el Laboratorio de
Redes de la Carrera de Ing. en Telecomunicaciones, utilizando un
conjunto de equipos que permitirán dar servicios de acceso a
Internet wireless. Esta tecnología estará disponible en forma
permanente en el laboratorio.

Duración: Seis jornadas intensivas, distribuidas en tres semanas,
dos días cada semana.
Lugar: Campus Universidad Blas Pascal. Aula y Laboratorio de
Redes

Laboratorio de Redes Wireless
Se considera la incorporación de tecnología Wireless para equipar
el actual Laboratorio de Redes con tecnología específica que
permita desarrollar el Taller de Investigación y el Protocolo para
montajes de nodos WISP.
Las incorporaciones consisten en:

Nodo Central

1 Mikrotik Routerboard RB600, marca Mikrotik
2 Tarjetas MiniPci de 600 mW XR2 Ubiquiti
2 Paneles Radiatel Sectoriales 90º de 14 dBi
Pigtails, fuente, gabinete IP67, abrazaderas de fijación.
1 Licencia Level 4 del RouterOs para Instalar en la PC, hasta 200
usuarios conectados simultáneamente
1 PC básica con dos placas de red.
Monto aproximado de inversión u$s 1300.- mas IVA

Clientes

5 placas Router wireless, marca Mikrotik, modelo RB133.
5 PC Notebook (disponible de los alumnos o PC de Laboratorio)
Monto aproximado de la inversión u$s 800.- mas IVA
                                        TALLER DE ESPECIALIZACION EN NODOS WIST
                                                        Temario
Área           Tema                   Subtema                      Descripción
Introducción
               Historia de Internet                                Orígenes de Internet, DARPA, uso universitario, Primeros pasos en el área comercial
redes
               IP                     Direccionamiento
               IP                     Enrutamiento
                                      TCP: port, window,
               IP                                                  Addr/port tuples
                                      conexiones
                                      NAT: address translation,
               IP                                                  ¿Porque? ¿Cuando?
                                      PAT
               Ethernet 802.3         Historia
                                      Medios físicos, estandares
               Ethernet 802.3                                      UTP, STP, 10base2, 10baseT, 100baseT, 1000baseT, 1000baseFX, etc
                                      eléctricos
               Ethernet 802.3         Direccionamiento             MAC addreses
               Ethernet 802.3         Media access control         Full/half duplex, AutoMDI/X
               Ethernet 802.3         Enrutamiento                 FEB de capa 2 y los problemas usuales en equipos hogareños
               Ethernet 802.3         Bridges                      Learning bridges
               Resumen IP sobre
                                                                   Como funciona todo junto, ejemplos prácticos.
               802.3
               Casos prácticos                                     Que hace un router hogareño, ejemplos prácticos. "Un día en la vida de un paquete IP"
Tecnología
               Wireless 802.11        Historia
inálambrica
                                      Medios físicos
                                                                   DSSS, QAM, 802.11b/g/a/n, polling
                                      (modulación, frecuencias)
                                      Media access control         Modos ad-hoc, ibss, y especiales. Modos propietarios
                                                                   WDS
                                      Autenticación                Open/shared, mixed systems
                                      Encripción                   WEP, WPA, WPA2, PSK, y demás yerbas
                                      Propagación                  Teoría básica de propagación en 2.4, 5.7, 5.8 y otras bandas
                                      Antenas                      Tipos, usos
                                   Uso de frecuencias          Planeamiento. Detección de interferencias.
               Otros estandares
Ser ISP                                                        Acceso a Internet
                                                               DNS, hosting, email: Algunas consideraciones
                                                               Transparencia: Estar ahi sin estar ahi
                                                               Múltiples proveedores upstream
Distribución
               Estrategias         Prioridades                 Que recursos son escasos, que es secundario
inalámbrica
                                   Control temprano             Uso de pppoe, queues en el 1er hop
                                   Control en el CPE            Uso de clientes con control de ancho de banda
                                   Control en el router central
                                   Técnicas                     Queueing (encolamiento), traffic-shaping
                                                                Situaciones típicas
                                                                ¿Como escalar?
                                                                ¿Como competir, y crecer?
                                                                ¿Que hacen las empresas de telecomunicaciones?
Ser ISP                                                         Acceso a Internet
                                                                DNS, hosting, email: Algunas consideraciones
                                                                Transparencia: Estar ahi sin estar ahi
                                                                Múltiples proveedores upstream
Búsqueda de    Centro de
                                   Que herramientas            Introducción a herramientas básicas
fallas         operaciones
                                   Túneles SSH
                                   Planos de red               Como hacerlos. Porque hacen falta.
                                   La "caja de herramientas"   La herramienta del administrador de red: Como armarla y usarla.
                                   El "equipo patron"          ¿Para que? ¿Como?
                                   La “laptop de campo”        ¿Para que? ¿Como?
Control        Control de acceso   Métodos disponibles         Listas negras y blancas de MAC address
                                                               Autenticación 802.1x
                                                               Firewalling
                                                               Hotspot, walled-garden
               Control de uso      Arquitectura de control
                                   Aprovechamiento del
                                  ancho de banda upstream
Hardware                                                      Diferencias entre equipos hogareños, OEM y profesionales, carrier class
                                                              Criterios de selección
                                  Ejemplos prácticos          Equipos Mikrotik
                                                              Equipos Ubiquiti (NS, PS)
                                                              Equipos armados
                                                              Canopy (diferentes versiones)
Taller práctico                   Bridging
                                  Routing
                                  Direccionamiento
                                  NAT/PAT
                                  SSH, consola, mac-telnet
                                  Busqueda de fallas:
                                  Routing
                                  Busqueda de fallas: medio
                                  inalámbrico
Futuro próximo    Wimax           Promesa o realidad?
                                  Quienes juegan
                  Mesh networks   Hasta donde llegan hoy