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Presentación. La creciente demanda en temas de seguridad lleva a la División de la Policía Nacional del Perú (DIRTEPOL) a crear un área de control y seguimiento vehicular. El presente trabajo nos da una idea de cómo llevar a cabo el control y diseño de una red de seguimiento y control de vehículos de entrada y salida de la ciudad del cusco hacia los destinos de Abancay – Lima.

El principal objetivo del presente proyecto es realizar la implementación de un enlace

inalámbrico punto a punto desde la ciudad de Cusco hacia el distrito de Limatambo

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1. Introducción. Nuestro proyecto busca solucionar el problema de las infracciones en el camino e identificar a los vehículos y personas que presenten requisitorias. L a dirección de la Policía de tránsito Cusco busca crear un control estricto de sus redes viables. Por ser una carreta de principal importancia y por estar ubicado estratégicamente en la zona de Limatambo – Cusco Carretera Asfaltada - 78 Km/1 hora y 20 min. Departamento Cusco Provincia Anta Distrito Limatambo La Zona se escogió por ser un cañón de doble vía en la cual puedes realizar un control y estricto. La Carretera que estamos controlando es la carretera Panamericana sur y también es la Vía Inter Oceánica que es una de las principales vías de acceso en el Perú.

2. Marco teórico 2.1. Sistemas de transmisión inalámbricos.

La comunicación inalámbrica, que se realiza a través de ondas de radiofrecuencia, facilita

la operación en lugares donde la computadora no se encuentra en una ubicación fija

(almacenes, oficinas de varios pisos, etc.) actualmente se utiliza de una manera general y

accesible para todo público. Cabe también mencionar actualmente que las redes

cableadas presentan ventaja en cuanto a transmisión de datos sobre las inalámbricas.

Mientras que las cableadas proporcionan velocidades de hasta 1Gbps (Red Gigabit), las

inalámbricas alcanzan sólo hasta 108 Mbps.

Se puede realizar una “mezcla” entre inalámbricas y alámbricas, de manera que pueden

funcionar de la siguiente manera: que el sistema cableado sea la parte principal y la

inalámbrica sea la que le proporcione movilidad al equipo y al operador para desplazarse

con facilidad en distintos campo (almacén u oficina).

Un ejemplo de redes a larga distancia son las Redes públicas de Conmutación por Radio.

Estas redes no tienen problemas en pérdida de señal, debido a que su arquitectura está

diseñada para soportar paquetes de datos en vez de comunicaciones por voz.

Actualmente, las transmisiones inalámbricas constituyen una eficaz herramienta que

permite la transferencia de voz, datos y vídeo sin la necesidad de cableado. Esta

transferencia de información es lograda a través de la emisión de ondas de radio teniendo

dos ventajas: movilidad y flexibilidad del sistema en general.

En general, la tecnología inalámbrica utiliza ondas de radiofrecuencia de baja potencia y

una banda específica, de uso libre o privada, para transmitir entre dispositivos.

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Estas condiciones de libertad de utilización sin necesidad de licencia, ha propiciado que el

número de equipos, especialmente computadoras, que utilizan las ondas para conectarse,

a través de redes inalámbricas haya crecido notablemente.

2.2. Equipos de transmisión. Emisor de radiofrecuencia. Es el encargado de producir la información a transmitir y tratar la señal de forma adecuada para que pueda ser enviada. En la mayoría de los casos, y tal y como se ha descrito en los apartados anteriores, realiza funciones de amplificación y modulación de la señal. Antena emisora. Es la encargada de transmitir la señal modulada y la difunde al espacio. La señal, en forma de ondas electromagnéticas, se transmite a través del aire, salvando la distancia que las separa de su destino gracias a las sucesivas reflexiones que se producen al rebotar en la ionosfera. Estaciones terrestres de distribución de señal. Como las ondas van perdiendo intensidad a medida que se propagan, con lo que la señal se va debilitando, se intercalan entre el emisor y el receptor una o varias estaciones repetidoras (según la distancia). Dichas estaciones reciben la señal y se encargan de adaptarla (eliminar posibles interferencias) y amplificarla, para que pueda llegar a su destino en condiciones óptimas. Suelen situarse en puntos estratégicos (edificios altos, picos de montañas, etc.).

2.3. Antenas.

La definición formal de una antena es un dispositivo que sirve para transmitir y

recibir ondas deradio. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión (el cable o guía

de onda) en ondas electromagnéticas que se pueden transmitir por el espacio libre.

En realidad una antena es un trozo de material conductor al cual se le aplica una señal

y esta es radiada por el espacio libre.

Las antenas deben de dotar a la onda radiada con un aspecto de dirección. Es decir,

deben acentuar un solo aspecto de dirección y anular o mermar los demás. Esto es

necesario ya que solo nos interesa radiar hacia una dirección determinada.

Esto se puede explicar con un ejemplo, hablando de las antenas que llevan

los satélites. Estas acentúan mucho la dirección hacia la tierra y anulan la de sentido

contrario, puesto que lo que se quiere es comunicarse con la tierra y no

mandar señales hacia el espacio.

Las antenas también deben dotar a la onda radiada de una polarización. La

polarización de una onda es la figura geométrica descrita, al transcurrir eltiempo, por el

extremo del vector del campo eléctrico en un punto fijo del espacio en el plano

perpendicular a la dirección de propagación.

Para todas las ondas, esa figura es normalmente una elipse, pero hay dos casos

particulares de interés y son cuando la figura trazada es un segmento, denominándose

linealmente polarizada, y cuando la figura trazada es un círculo, denominándose

circularmente polarizada.

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Una onda está polarizada circularmente o elípticamente a derechas si un observador

viese a esa onda alejarse, y además viese girar al campo en el sentido de las agujas de

un reloj. Lógicamente, si lo viese girar en sentido contrario, sería una onda polarizada

circularmente o elípticamente a izquierdas.

2.4Radio Mobile Es un programa de simulación de radio propagación gratuito desarrollado por Roger Coudé para predecir el comportamiento de sistemas radio, simular radioenlaces y representar el área de cobertura de una red de radiocomunicaciones, entre otras funciones. El software trabaja en el rango de frecuencias entre 20 MHz y 20 GHz y está basado en el modelo de propagación ITM (Irregular Terrain Model) o modelo Longley-Rice.

Radio Mobile utiliza datos de elevación del terreno que se descargan gratuitamente de Internet para crear mapas virtuales del área de interés, vistas estereoscópicas, vistas en 3-D y animaciones de vuelo. Los datos de elevación se pueden obtener de diversas fuentes, entre ellas del proyecto de la NASA Shuttle Terrain Radar Mapping Misión (SRTM) que provee datos de altitud con una precisión de 3 segundos de arco (100m).

Figura 1. Mapa Mundial creado con Radio Mobile Utilizando Datos de elevación SRTM Los mapas con información de elevaciones pueden ser superpuestos a imágenes con mapas topográficos, mapas de carreteras o imágenes satélite

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Figura 2. Mapa Cusco-Limatambo. Superposición de mapa de elevaciones con mapa topográfico

3. Diseño del proyecto Zona del proyecto: Cusco- Limatambo.- A continuación se describirá la zona del proyecto donde se diseñara una red inalámbrica. Ubicación:

El departamento del Cusco está situado en la zona central y sur oriental del Perú. Ocupa gran parte del nudo orográfico de Vilcanota. Su diversidad y los cambios abruptos de paisaje y ecosistemas están principalmente asociados a la Cordillera de los Andes. Si ésta no existiera, el Cusco y el Perú en general, serían lugares tropicales.

Superficie: 72, 104 Km2

Topografía:

Su relieve presenta la Cordillera Oriental y Central de los Andes que se originan en el Nudo de Vilcanota. La Cordillera Oriental se subdivide en tres ramales: Vilcanota, Vilcabamba, Paucartambo. La zona andina presenta aspectos de elevadas montañas, alta mesetas y altiplanos, extensas pampas bordeadas de profundas quebradas por las que discurren encañonados

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los ríos, formando valles y cañones, siendo los más importantes los elaborados por los ríos Paucartambo, Urubamba y Apurímac. En la Selva Alta, el descenso desde las partes más altas a las más bajas del territorio cusqueño nos ofrece una gran diversidad de exhuberante vegetación, donde reina el clima cálido continental. Pisos Altitudinales Quechua, Suni, Puna, Janca, Rupa Rupa.

Fenómenos geográficos

Clima: Variada debido a la gran diversidad de pisos altitudinales

En las partes más bajas (2 000 metros para abajo), se dan los más variadas tipos de climas cálidos.

En los pisos Interandinos el clima es templado.

En los pisos intermedios el clima es templado.

En las partes más altas (3 700 m. o más) predominan las temperaturas frías.

Altitud:

3 399 msnm. Ciudad de Cusco

Mínima 532 msnm. (Pilcopata). Máxima 4 801 msnm. (Suyckutambo).

Distancia Del Proyecto en Radio Mobile

Cusco-Limatambo

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Línea recta: 52,30 Km Por Carretera: 78 Km

3.1 Especificación de requerimientos:

Objetivo del Proyecto:

Objetivo General

Diseñar la red inalámbrica para el seguimiento y monitoreo vehicular entre la DIRTEPOL y la Comisaria de Limatambo (Cusco)

Objetivos Especifico

Control de requisitorias para la seguridad de la población

Transferencia de información con mayor eficiencia y seguridad.

Mejora de tiempo de respuesta entre la DIRTEPOL y la Comisaria de Limatambo

3.2 Descripción del Proyecto

El siguiente proyecto en radio mobile tiene por finalidad, el diseño de una red inalámbrica para la conexión entre dos puntos (Cusco – Limatambo), Se utilizara antenas Direccionales de 5,15 GHz de frecuencia y omnidireccionales, las an direccionales tendrán como objetivo establecer la red entre la DIRTEPOL y la Comisaria de Limatambo, las antenas omnidireccionales tendrán el objetivo de repartir la señal para distintos equipos de cómputo en las subsedes respectivas en un rango determinado.

Para el diseño de la red utilizaremos 12 antenas (10 direccionales y 2 omnidireccionales), las antenas estarán ubicadas zonas, torres y alturas diferentes las cuales especificaremos en el diseño de las redes de comunicación, las cordenadas donde están ubicadas las antenas están especificadas en el proyecto de radio mobile.

Diseño de la red de Comunicaciones

Diseño de la red: En el siguiente grafico mostramos el diseño de la red cusco Limatambo especificando los puntos de ubicación de nuestras antenas en diferentes partes del mapa

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Figura 3. Diseño de la red Cusco- Limatambo

Figura 4. Especificaciones de comunicación entre las Antena 1 y 2:

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Como podemos observar la señal es transmitida de forma eficiente entre nuestros puntos 1 y 2, el siguiente grafico muestra la distribución de nuestra señal en un promedio superior al requerido

Figura 5. Distribución de señal ente los puntos 1 y 2

Figura 6 : Línea de Vista entre la antena 1 y 2 Especificaciones de comunicación entre las Antena 2 y 3.- La siguiente

imagen muestra la conexión y especificaciones de nuestros dos puntos mas lejanos en el mapa, para los puntos de conexión entre los puntos 3 y 4 , 4 y 5 y 5 tendremos una tabla de resumen

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Figura 7. Especificaciones de las antenas 2y 3

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Figura 8. Distribución entre el punto 2 y 3

Figura 9. Línea de vista entre la antena 2 y 3

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Figura 10. Tabla de resumen de especificaciones Antenas 3, 4,5 y 6

Antena 1 y 2 Antena 2 y 3 Antena 3 y 4 Antena 4 y 5 Antena 5 y 6

Distancia 8,54 km 20,52 km 20,03 km 7,6 km 6,05 Km

Altura de la antena sobre el suelo

Antena 1=30m Antena 2=6m

Antena2=6 m Antena3=6 m

Antena 3= 6m Antena 4= 6 m

Antena 4= 6m Antena 5=12m

Antena 5= 12m Antena 6=6,5

Obstrucción 0,5 dB 0,0 0,0 dB 0,0 dB 0,7 dB

Perdidas 132,8 dB 140,6 dB 139,6 dB 131,2 dB 129,5 dB

Perdidas en Linea

0,5 dB 0,5 0.0 dB 0,5 dB 0,5 dB

Ganancia de la Antena

30 dB 30 dB 30 dB 30 dB 30 dB

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3.3 Especificaciones de los equipos de comunicación

Modelo: TL-ANT5830B

5GHz 30dBi Outdoor Grid Parabolic Antenna Espectro

Caracteristicas:

Rango de Frecuencia 5.15~5.85GHZ

Ganancia(Sin la perdida del cable) 30dBi

VSWR < 1.8

HPBW/H(°) 6

HPBW/V(°) 4

F/B Ratio 30dB

Impedancia 50 Ohms

Maximun Input Power 100 W

Tipo Direccional

Interfaces N Female

Polarizacion Vertical y horizontal

Diámetro de montaje del mástil Ø30~Ø50mm)

Montaje Montaje en Poste

Velocidad de Resistencia 241 Km/hr

Material Aluminio

Estandar RoHS,mm)

Dimension de la Antena 6000 x 900(mm)

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Marca TP-LINK Modelo TL-WA5210G

Características:

Estandar IEEE 802.11g/IEEE 802.11b

Interfaz One 10/100M Auto-Sensing RJ45 Port(Auto MDI/MDIX), supporting Passive PoE

Tarifas de señal inalámbrica con recuperación automática

11g: 54/48/36/24/18/12/9/6 Mbps (Dinámico) 11b:11/5.5/3/2/1 Mbps (Dinámico)

Rango de Frecuencia 2.4-2.4835GHz

Potencia de transmisión inalámbrica EIRP <20dBm (For countries using CE) <27 dBm

Antena 12dBi Dual-Polarized Aluminum Antenna

HPBW Horizontal: 60° Vertical: 30°

Resinto Resistente al Aire Libre

Protección contra rayos Terminal de Tierra

Tipo de Modulación IEEE 802.11b: DQPSK, DBPSK, DSSS, and CCK IEEE 802.11g: BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, OFDM

Sensibilidad del Receptor 802.11g 54M: -76dBm 48M: -78dBm 36M: -82dBm 12M: -91dBm 9M:-92dBm 802.11b 11M:-90dBm 5.5M:-92dBm 1M:-98dBm

Unidad de Alimentación Input: localized to country of sale Output: 12VDC / 1A Switching PSU

Certificacion CE, FCC

Temperatura de Operacion -30°C~70°C (-22°F~158°F)

Humedad Relativa 10% ~90% sin condensacion

Dimensiones 10.4 × 4.7 × 3.2 in. (265x120x83mm)

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5GHz 150Mbps Outdoor Wireless Access Point

TL-WA7510N

Estandar IEEE 802.11n, IEEE 802.11a

Interfaz One 10/100M RJ-45 Port(Auto MDI/MDIX), supporting Passive PoE

Tarifas de señal inalámbrica 11n: Up to 150Mbps (Dinamico) 11a: Up to 54Mbps (Dinamico)

Rango de Frecuencia 5.180-5.240GHz, 5.745-5.825GHz

EIRP <20dBm

Antena 15dBi Dual-Polarized Antenna

HPBW Horizontal: 60°, Vertical: 15°

Recinto Resistente a la Intemperie

ESD Proteccion 15kV ESD de Proteccion

Protecion contra Rayos 4kV Proteccion contra Rayos

Unidad de Alimentacion Input: localized to country of sale Output: 12VDC / 1A

Certificaciones CE, FCC

Temperatura de Operacion -30°C~70°C (-22°F~158°F)

Humedad Relativa 10% ~ 90%, non-condensing

Dimensiones 9.8 x 3.3 x 2.4 in. (250 x 85 x 60.5mm)

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2.4Hz 15dBi Outdoor Omni-directional Antenna TL-ANT2415D

Especificaciones:

Frecuencia 2.4~2.5 GHz

S.W.R <= 2.0

Ganancia de la Antena 15 dBi

Polarizacion Lineal

Impedancia 50 Ohms

HBBW @ H-Plane 360 Grado Omni-Direccional

HPBW @ E-Plane <= 9 Degree

Manejo de Poder 20 Watt

Material de Radiacion Cobre, Zinc

Material de cuerpo de plástico Fibra de Vidrio

Tipo De Cable RG 316D

Tipo de Conector N Jack

Tire del Conector de Prueba >= 8 Kg

Temperatura de Operación - 40 °C ~ + 65 °C

Estándar RoHS, WEEE

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4 Costo del proyecto.

Descripción Precio Cantidad Sub Total

5GHz 30dBi Outdoor Grid Antenna TL-ANT5830B

69,30 $ 10 693 $

5GHz 150Mbps Outdoor Wireless Access Point TL-WA7510N

560 $ 10 5600 $

2.4Hz 15dBi Outdoor Omni-directional Antenna TL-ANT2415D

46,4 $ 2 92,60 $

2.4GHz High Power Wireless Outdoor CPE T L-WA5210G

410 $ 2 820 $

Torre Galvanizada 7 metros (Promedio)

150 $ 6 900 $

Cable Coaxial 60 $ 100m 60$

TOTAL 8165 $

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5. Conclusiones.

Radio mobile nos permitió hacer el diseño de una red inalámbrica entre 2

puntos Cusco – Limatambo simulando la conexión con la menor perdida

Radio mobile nos permite ubicar diferentes puntos geográficos en cualquier

parte del planeta para situar nuestros equipos, y simular la pedida de la

señales entre los equipos de transmisión inalámbrica.

Esta herramienta permite el uso de mapas reales sacados de diferentes

fuentes como Google maps. Nos permite especificar las características de

nuestros equipos, altura, frecuencia, distancia, ubicación, etc lo cual hace

que nuestra simulación sea lo mas real posible.

7. Referencias

MANUAL DE USO DE RADIO MOBILE. (2007). Obtenido de

http://www.eslared.net/walcs/walc2011/material/track1/Manual%2520de%2520Radio%2

520Mobile.pdf

www.Youtube.com. (2010). Obtenido de www.youtube/wth%&radioMobile

TP-Link. (2012). Obtenido de http://www.tp-link.com/pe/products

MinCetur. (2011). www.Mincetur.com. Obtenido de

http://www.mincetur.gob.pe/newweb/portals/0/Cusco.pdf