Propuesta de factibilidad técnica de servicio de wimax móvil en el valle alto del departamento de cochabamba

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En la actualidad las telecomunicaciones, en …

En la actualidad las telecomunicaciones, en
específico los servicios son cada vez más
eficientes. Las necesidades de comunicación
actuales requieren soluciones tecnológicas que
permitan integrar en un solo servicio el transporte
de diversas fuentes de información tan diversas
como datos, voz, video y multimedia con la máxima
optimización de recursos. Para el diseño de una
red inalámbrica WiMAX móvil se debe considerar
muchos puntos por ejemplo: el aspecto tecnológico
y el estándar que rige a esta tecnología (802.16e),
se debe realizar un análisis y estudio demográfico
donde se vaya a realizar dicha red para ver la
cobertura y los servicios que se brindarán, en este
caso proveer los servicios de telecomunicaciones a
Unasur y la región del Valle del departamento de
Cochabamba.

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  • 1. PROPUESTA DE FACTIBILIDAD TÉCNICA DE SERVICIO DE WIMAX MÓVIL EN EL VALLE ALTO DEL DEPARTAMENTO DE COCHABAMBA Ing. M.Sc. José David Crespo Saucedo*, y Univ. Luis Rodrigo Vargas Calvi**RESUMEN Estas tecnologías se pueden distribuir enEn la actualidad las telecomunicaciones, en diferentes familias de red, basado en una escala deespecífico los servicios son cada vez más redes.eficientes. Las necesidades de comunicaciónactuales requieren soluciones tecnológicas que Las redes WiMAX (Interoperabilidad Mundial parapermitan integrar en un solo servicio el transporte Acceso por Microondas) son redes de datosde diversas fuentes de información tan diversas inalámbricas de banda ancha con una alta tasa decomo datos, voz, video y multimedia con la máxima transmisión de datos las cuales pueden llegar aoptimización de recursos. Para el diseño de una cubrir varias decenas de kilómetros, es decir unared inalámbrica WiMAX móvil se debe considerar ciudad (1).muchos puntos por ejemplo: el aspecto tecnológicoy el estándar que rige a esta tecnología (802.16e), FIGURA Nº1se debe realizar un análisis y estudio demográfico RED INALÁMBRICA DE BANDA ANCHA -donde se vaya a realizar dicha red para ver la WIMAXcobertura y los servicios que se brindarán, en estecaso proveer los servicios de telecomunicaciones aUnasur y la región del Valle del departamento deCochabamba.Palabras clave: Telecomunicaciones, Redinalámbrica, Banda ancha, WiMAX, protocolo deinternet.ABSTRACTAt present, telecommunications, specific servicesare becoming more efficient. The currentcommunication needs require technology solutionsthat integrate into a single transport serviceinformation from various sources as diverse as Fuente: (2).data, voice, video and multimedia with fulloptimization of resources. For the design of a APLICACIONES DE LAS REDESwireless mobile WiMAX must consider many points INALÁMBRICAS DE BANDA ANCHAsuch as: the technological and the standard La primera aplicación de un sistema inalámbrico degoverning this technology (802.16e), must perform banda ancha es de posición fija con acceso de altaan analysis and study population where it is to velocidad. Este acceso puede usarse para Internet,make the network to see coverage and services to la televisión y otras aplicaciones de alta velocidadbe provided, in this case provide como la de video-en-demanda (VoD). También setelecommunications services to UNASUR and the usará para otras aplicaciones que no están todavíaUpper Valley region of Cochabamba. muy presentes. En una palabra, el primer blanco de un sistema inalámbrico de banda ancha es serINTRODUCCIÓN un DSL (Digital Subscriber Line) inalámbrico oExiste un número grande de tecnologías de también una alternativa inalámbrica para el cable.transmisión inalámbricas y otros sistemas que aún Otras aplicaciones son también utilizadas:están siendo diseñados a partir de los anteriores. Página 1*Licenciado en Ingeniería ElectrónicaDocente Universitario UNIVALLEj_d_crespo@yahoo.com**Egresado de la carrera de Ingeniería de Telecomunicaciones UNIVALLEvcl1003652@est.univalle.edu; r_v_calvi@hotmail.com
  • 2. - Acceso de banda ancha inalámbrica fija. WiMAX pueden estar conectados a varias estaciones base, supodría ser un competidor para los proveedores de función es hacer el papel de traductor hacia la redlíneas fijas de alta velocidad de datos en entornos exterior de la información que viene del core.urbanos y rurales.- WiFi backhauling. La red de acceso es donde están todos los sistemas- Telemetría: Esto debe representar un mercado que permiten llegar al usuario final, aquí es donde sepequeño, pero interesante. reflejan las ventajas de WiMAX en sus técnicas de propagación y modulación.- Acceso a Internet nómada.- Móvil: acceso de alta velocidad (3). Los terminales de usuario son los equipos que se ubicanARQUITECTURA DE LAS REDES WIMAX en el destino final del suscriptor, proporcionanLa arquitectura WiMAX está basada en una conectividad vía radio con la estación base (4).plataforma ALL-IP (todo IP), o sea, la conmutaciónde paquetes está presente en toda la arquitectura FIGURA Nº2de extremo a extremo de la red (end-to-end), con ARQUITECTURA DE UNA RED WIMAXesto se deja de lado la conmutación de circuitoscomo era tradicional en las redes de telefonía.La red WiMAX proporciona la flexibilidad paraacomodarse a un amplio rango de opciones deimplementación, como lo son: - Cobertura y capacidad de radio para sectores densos o levemente poblados. - Para ambientes urbanos, suburbanos y rurales. - Soporta variados tipos de topologías. - Coexistencia de servicios fijos, nomádicos y móviles en la misma red. - Bandas licenciadas y no licenciadas, aunque es muy poco probable que se pueda hacer un Figura: (5) despliegue móvil en bandas no licenciadas, debido al escaso control que se puede tener COMPARACIÓN DE WIMAX CON OTRAS sobre la banda y las interferencias que le TECNOLOGÍAS ACTUALES afectarían (4). La tecnología WiMAX es una de las tecnologías más usadas a nivel mundial, pero también existenLas redes de telecomunicaciones se pueden dividir otras que se emplean para brindar servicios al igualen cuatro grandes bloques: CPE, red de acceso, que ésta.edge y núcleo o core. WIFIEl núcleo es donde se localizan los equipos de alta Es un conjunto de estándares para redescapacidad de transmisión. En este bloque se encuentran inalámbricas basado en las especificaciones IEEElos elementos centrales de red, los cuales son capaces 802.11. Se sitúan en las bandas de 2.4 y 5.8 GHz.de administrar y gestionar. Aquí se encuentran los Los estándares 802.11 actualmente vigentes son elservidores AAA, la plataforma de servicio, la red IMS y 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, aunque elsistemas de cobros. La tecnología WiMAX es que mayormente se encuentra distribuido en elprincipalmente de acceso, no se necesita un núcleo de mercado es el 802.11b.red exclusivo. El núcleo se puede interconectar connúcleos de otras redes, inclusive con otras redes de A medida que la distancia al punto de acceso seacceso. incrementa, los productos IEEE 802.11 proporcionan reducción de la tasa de transmisiónEdge, es la interfaz del núcleo con la red de acceso. (6).Este segmento está compuesto por los gateway delsistema. Los gateway son conocidos, en WiMAX, comoASN – GW (Access Service Network Gateway). Estos Página 2
  • 3. FIGURA Nº3 La combinación de estos factores hace que GSMWIFI VS. WIMAX MÓVIL sea una tecnología mayoritariamente utilizada para voz y no para datos (6). FIGURA Nº4 GSM VS. WIMAX MÓVIL Fuente: (6) Las implementaciones más veloces de GSM se denominan GPRS y EDGE, también denominadas generaciones intermedias o 2.5G. FIGURA Nº5Fuente: (6) GPRS VS. WIMAX MÓVILGSMEl Global System for Mobile Communications(Sistema Global para las Comunicaciones Móviles),es un estándar mundial para teléfonos móvilesdigitales que se puede dedicar tanto a voz como adatos.Admite servicios de datos con una velocidad netade 12 Kbps; pero las redes GSM poseen ciertaslimitaciones para la transmisión de datos: - Bajas velocidades de transmisión. Fuente: (6) - Tiempo de establecimiento de conexión, de 15 a 30 segundos. Además las aplicaciones FIGURA Nº6 deben ser reinicializadas en cada sesión. EDGE VS. WIMAX MÓVIL - Pago por tiempo de conexión. - Problemas para mantener la conectividad celular entre naciones (Roaming).La baja velocidad de transferencia limita lacantidad de servicios para Internet; por ejemplo a9.6 o 12 Kbps no se puede navegar por Internet deuna manera satisfactoria, si además, se tiene encuenta que se paga por tiempo de conexión, con loque los costos se disparan. Fuente: (6) Página 3
  • 4. TECNOLOGÍA 3G FIGURA Nº8El propósito de 3G consiste en superar las UMTS VS. WIMAX MÓVILlimitaciones tecnológicas de sus antecesores (2G y2.5G). Actualmente 3G es considerada en elmercado mundial por la convergencia de voz ydatos con acceso inalámbrico a Internet,aplicaciones multimedia, con velocidades detransmisión de 2 Mbps, además de proyectarsehacia aplicaciones de roaming global.Los entes involucrados con los sistemas 3G hanpropuesto básicamente 2 tipos de tecnologías:CDMA2000 y UMTS. Fuente: (6)CDMA2000. CDMA2000 es una familia de PLANIFICACION DE UNA RED WIMAXestándares en telecomunicaciones móviles 3G que Anteriormente se mencionó que la red planteadautilizan modulación CDMA, un esquema de acceso tiene como objetivo, proveer los servicios demúltiple para redes digitales, para enviar voz, telecomunicaciones a Unasur y la región del Valledatos, y señalización (como un número telefónico Alto (Punata, Tarata, Cliza) del departamento demarcado) entre teléfonos celulares y estaciones Cochabamba, otorgando al usuario internet comobase. servicio básico con la posibilidad de ser ampliada a otras aplicaciones, tal es el caso deFIGURA Nº7 videoconferencias. Para llevar a cabo este estudioCDMA2000 VS. WIMAX MÓVIL se debe: realizar un estudio demográfico y su debida proyección, realizar un análisis de los requerimientos de la población en cuanto al servicio de WiMAX., cálculo de cobertura de la red planteada, un estudio de factibilidad y costos. ESTUDIO, ANÁLISIS DEMOGRÁFICO Y SITUACION ACTUAL DE LA REGIÓN (UNASUR- SAN BENITO, PUNATA, TARATA Y CLIZA) La región del Valle Alto del departamento de Cochabamba, en especial las zonas de estudio que son: Tarata, Cliza, Punata y San BenitoFuente: (6) (UNASUR), muestran diferentes indicadores demográficos a través de los años.UMTS (Universal Mobile TelecommunicationsSystem) es una tecnología que permite introducir La región que se destaca es la de Punata, puesmuchos más usuarios a la red global del sistema, ésta es la única que presenta un decremento en suademás de incrementar la velocidad a 2 Mbps por población el cual es un indicador importante para elusuario móvil. Sucesor de GSM, también llamado diseño de una red de telecomunicaciones, sobreW-CDMA. UMTS proporciona servicios de uso fácil todo el ancho de banda que se usará para otorgary adaptable para abordar las necesidades y los servicios a la población, que no se debepreferencias de los usuarios, amplia gama de sobredimensionar en este caso en particular.terminales para realizar un fácil acceso a losdistintos servicios y bajo costo de los mismos paraasegurar un mercado masivo. Página 4
  • 5. FIGURA Nº 9 punto a otro y la cobertura de cada estación basePOBLACION – PUNATA (2000 - 2010) dentro de la región que se desea cubrir con el servicio establecido. La cobertura determinada de cada estación base es de 4 a 5 km en ésta región. FIGURA Nº 10 COBERTURA DE LAS ESTACIONES BASEFuente: Instituto Nacional de EstadísticaANÁLISIS DE MERCADO META Y DEMANDA DESERVICIOSAl realizar un análisis y estudio de campo se tieneuna mejor referencia de la situación actual de los Fuente: Elaboración propiaservicios y las telecomunicaciones en estaslocalidades. Haciendo uso de herramientas y FIGURA Nº 11fuentes como el cuestionario y la entrevista se UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES BASEpueden obtener gran cantidad de datos paradimensionar la red y fijar su alcance. Un indicadorque se debe tomar muy en cuenta al analizar laeconomía de la población que se desea marcarcomo mercado meta, es el PEA o PoblaciónEconómicamente Activa. Este indicador nosmuestra el porcentaje de población en edad de 18a 65 años, que participa en la produccióneconómica, que tiene un empleo, o que noteniéndolo, están buscándolo o a la espera dealguno. Ello excluye a los pensionados y jubilados,a las amas de casa, estudiantes y rentistas asícomo, por supuesto, a los menores de edad. ElPEA promedio para estas regiones es de 40% deltotal de la población (7). Fuente: Elaboración propiaUna vez determinado el PEA de las poblaciones alos cuales se quiere cubrir con el servicio, se debeestablecer un segmento del mercado,generalmente un 10% de esta población, debido aque las empresas de telecomunicaciones queocupan estas regiones actualmente, establecieronsus barreras de entrada, tienen un buen porcentajedel mercado, y una gran cantidad promociones.DISEÑO DE LA RED WIMAX MÓVILMediante el uso de herramientas de software comoRadio Mobile, se pueden realizar cálculos yobservar la topografía del terreno, elcomportamiento y la propagación de la señal de un Página 5
  • 6. FIGURA Nº 12 Cabe mencionar que la Fase I es la másLÍNEA DE VISTA ENTRE LAS ESTACIONES importante y en donde se encontrará la base deBASE DE UNASUR Y CERRO TUTI operación de la red, pues en ésta se encuentra la sede de Unasur y el Parlamento. Para poder realizar un análisis de costos, primeramente es necesario describir todos los costos que están implicados en el proyecto de la red WiMAX móvil, considerando los siguientes: - Costos de los equipos de la estación base WiMAX. - Costos de terminales de usuario. - Costos de antenas. - Costos de los equipos microondas. - Costo por software. - Costos de software de planeación y control.Fuente: Elaboración propia - Costo equipos core. - Costos subsistemas de energía.EQUIPAMIENTO DE LA RED - Costos subsistemas de protección.Diversos fabricantes existen en el mundo de las - Costos de imprevistos y varios.telecomunicaciones, escoger uno de ellos es una - Costos de explotación.de las tareas más importantes dentro del diseño,pues en función a esto se verá el rendimiento de La factibilidad del proyecto dependerá de lotoda la red y la calidad del servicio que se pueda expuesto anteriormente, de los planes y el precioentregar al usuario final. El fabricante escogido del servicio que se desea ofrecer al usuario enpara esto proyecto es Airspan, por sus relación a las diferentes empresas deespecificaciones técnicas, su alcance y su precio. telecomunicaciones del medio. El VAN y el TIR se encargarán de dar rentabilidad mínima pretendidaFIGURA Nº 13 por el inversor y el porcentaje de tasa de interés,ESTACIÓN BASE - HiperMAX respectivamente. La relación de costo/beneficio muestra la rentabilidad en términos relativos y la interpretación del resultado se expresa en centavos o dólares ganados por cada dólar invertido en el proyecto, y por ende este valor tiene que ser mayor que uno para determinar que un proyecto es económicamente factible. FIGURA Nº 14 RENTABILIDAD DEL PROYECTO POR FASESFuente: (8)FACTIBILIDAD DEL PROYECTO Fuente: Elaboración propiaEl proyecto se divide en fases operativas, lascuales son: Si bien los valores económicos para la Fase II - Fase I: Unasur y San Benito. (Punata) no son alentadores, la Ley de - Fase II: Punata. Telecomunicaciones del país menciona que el país - Fase III: Cliza. debe tener cobertura total y acceso a la - Fase IV: Tarata. información en todas las regiones, lo cual es un punto muy importante en el desarrollo del proyecto. CONCLUSIONES Página 6
  • 7. - UNASUR y el Valle Alto se constituyen en un características propias de la tecnología y de la buen escenario para el despliegue de una red localidad, pues esto confirmará el alcance inalámbrica de banda ancha empleando la permisivo de cobertura que puede tener una tecnología WiMAX móvil. Adicionalmente, se celda y en base a esto determinar cuántas de estudió la tecnología y la necesidad de la las mismas serán necesarias en todo el sector. población en relación a ésta. Es necesario tener radio bases con coberturas bien definidas, es decir, evitar brechas entre- Se puede afirmar que el proyecto es rentable celdas que determinarían vacíos e considerando el análisis económico, como interrupciones en la conexión a la red o a la también el análisis social y el impacto del vez solapamiento excesiva entre las mismas, mismo, teniendo como base la Ley de que disminuirían el alcance de la tecnología y Telecomunicaciones. no permitiría su desempeño total. Todo esto a fin de brindar servicios confiables, evitar- WiMAX móvil junto a otras tecnologías molestias a los clientes, y con el mayor rango inalámbricas, podrán liderar el mercado de las de penetración posible. telecomunicaciones por varios motivos: fácil despliegue debido a su naturaleza inalámbrica, - Para este tipo de proyectos, es imprescindible arquitectura ALL-IP, altas tasas de evaluar su carácter económico a través de los transmisión, calidad de servicio (QoS), indicadores de rentabilidad como el VAN y el escalabilidad, y lo más importante, la TIR, con los cuales se determina la alternativa movilidad. viable u óptima de inversión, previa a la toma de decisiones respecto a la ejecución o no- WiMax es una tecnología utilizada en la ejecución de un proyecto. próxima generación de redes móviles que compite con LTE por el mercado 4G. El nuevo REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS estándar, conocido como WiMax 2, o WiMax Release 2, y también como Mobile WiMax R2, (1) BRAVO, Jack, WiMAX MOVIL, 2008. ofrece un salto cualitativo respecto a la (2) WILEY, John, WiMAX: Technology for tecnología actual, que está basada en el Broadband Wireless Access, John Wiley & sons, estándar 802.11e. Esto indica la escalabilidad Inglaterra, 2007. que puede llegar a ofrecer ésta tecnología. (3) CÓRDOVA, José Alberto, Utilización de la Tecnología WiMAX para mejorar la eficiencia de- La empresa NUEVATEL PCS de Bolivia, las Redes Inalámbricas, Guatemala, 2005. procedió a la revisión del presente proyecto, (4) POZO, Cristian, WiMAX: Banda Ancha Móvil y para posteriormente evaluarlo y considerar que Comparación con HSDPA, 2007. el mismo reúne los requisitos necesarios. Al no (5) WIMAX FORUM, Mobile WiMAX, PartII: A haber encontrado observaciones en el Technical Overview and Performance Evaluation, proyecto, certificó la factibilidad técnica y 2009.http://www.wimaxforum.org (8 de febrero económica. 2012). (6) JEFFREY, G, Fundamentals Of WiMAX –RECOMENDACIONES Understanding Broadband Wireless Networking,- Es necesario visitar los sitios propuestos en Prentice Hall, Estados Unidos, Febrero 2007. donde se prevé el diseño de la red para la (7) INE, Instituto Nacional de Estadística: toma de datos relevantes como coordenadas Estadísticas demográficas. geográficas, alturas sobre el nivel del mar, y (8)Airspan, Fabricante de equipos de compararlas con programas o Software telecomunicaciones.http://www.airspan.com/produc especializado que permita verificar la ts/hipermax-flexible-wimax-base-station/ (20 veracidad entre ambos procedimientos, es Febrero 2012) muy probable que existan ciertas diferencias, pero las mismas no deben ser muy distantes.- Para comunicaciones inalámbricas de banda ancha se debe estudiar un modelo de propagación propicio de acuerdo a las Página 7