Propuesta final de trabajo final

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Situación Problema. Lo primero que se debe establecer los parámetros y variables a censar, posteriormente ser planteara las alternativas para realzar el monitoreo y de dichas variables, posteriormente se establecerá los mecanismos de transporte de la información obtenida y la forma en pueden ser almacenas para una fácil consulta y control desde el sitio Remoto, por lo tanto se establecen los siguientes pasos a seguir 1. Relación de las variables a censar y los parámetros o datos a monitorear remotamente. 2. Propuesta de transporte de la información o sistema de comunicaciones a implementar. Desarrollo de la actividad planteada 1. Relación de las variables a censar y los parámetros o datos a monitorear remotamente. De acuerdo a la situación Problema planteada para la actividad se tiene que la información a recolectar es toda la información de los procesos realzados en una zona de explotación minera en una zona selvática de Ghana en el África que no cuenta con red de comunicaciones en sus cercanías. De acuerdo a esta información se diseña la siguiente tabla que expresa en una columna la variable a monitorear, en otra se relaciona el modo de captura de la información de esta variable, en otra columna el tipo de almacenamiento, en otra si requiere alarmas en tiempo real.

Transcript of Propuesta final de trabajo final

Situación Problema.

Lo primero que se debe establecer los parámetros y variables a censar, posteriormente ser planteara las alternativas para realzar el monitoreo y de dichas variables, posteriormente se establecerá los mecanismos de transporte de la información obtenida y la forma en pueden ser almacenas para una fácil consulta y control desde el sitio Remoto, por lo tanto se establecen los siguientes pasos a seguir

1. Relación de las variables a censar y los paráme tros o datos a monitorear remotamente.

2. Propuesta de transporte de la información o sis tema de comunicaciones a implementar.

Desarrollo de la actividad planteada

1. Relación de las variables a censar y los parámet ros o datos a monitorear remotamente.

De acuerdo a la situación Problema planteada para la actividad se tiene que la información a recolectar es toda la información de los procesos realzados en una zona de explotación minera en una zona selvática de Ghana en el África que no cuenta con red de comunicaciones en sus cercanías. De acuerdo a esta información se diseña la siguiente tabla que expresa en una columna la variable a monitorear, en otra se relaciona el modo de captura de la información de esta variable, en otra columna el tipo de almacenamiento, en otra si requiere alarmas en tiempo real.

Tabla de variables

Variable Modo de Captura almacenamiento Alarmas Registro de ingreso y salida de Empleados

A través de un software de identificación digital de hulla dactilar se almacena en una base de datos local la cual puede ser consultada remotamente

Base de datos El software dispondrá de actualización de información registro de horas laboradas, hora de ingreso y salida, y liquidaciones

Registro de Ingreso Y Salida de Equipos y herramientas

A través de lectores de códigos de barra

Bases de datos locales

Periódicas se programaran verificación y comprobación de la información

Registro de Ingreso y Salida de Materiales

A través de captura directa del encargo en la zona minera a una base de datos predeterminada

Bases de datos locales

Periódicas se programaran verificación y comprobación de la información

Monitoreo en tiempo real de CCTV de las instalaciones

Conexión Directa vía a través de canal de multiplicación

Almacenamiento en unidades externas de DVD

Sistema de alarma de intrusión que puede ser activadas remotamente

Comunicaciones a través de canal de E&M con radio portátiles de los empleados en diferentes partes de campo minero.

Comunicación directa través de canales de multiplicación

Grabadoras de audio

Llenado de capacidad de grabación

Red corporativa extendida a los empleados del campo minero

Conexión a través de canales MPLS

N/A N/A

Comunicaciones telefónicas a través de extensiones del conmutador de la

Comunicación directa a través de canales fxs y fxo.

Grabadoras de audio

Llenado de capacidad de grabación

sede principal en Londres y puntos fijos en el campo minero. Sistemas de alarmas de prevención y seguridad industrial (presencia de : Humo, incendio, gases tóxicos, intrusos entre otros

Conexión directa a través de multiplexores canales de datos seriales.

Almacenamiento en base de datos de log de eventos

Sensores locales de cada una de las variables a censar

2. Propuesta de transporte de la información o sist ema de comunicaciones a implementar

Actualmente los avances en las telecomunicaciones permiten a través de diferentes tecnologías establecer conectividad entre dos puntos lejanos. En el caso puntual de la actividad planteada en el trabajo final de curso se busca establecer una de tantas soluciones al citado planteamiento.

Como primera medida se realizar los procedimientos para concentrar toda la información en un solo punto para poder ser transportada a través de multiplicación a su destino en la oficina principal, lo que se pretende es establecer un core de datos el cual permita traer de diferentes partes del campo minero la información para ser procesada almacenada o transportada según sea el caso y posteriormente se plantean las soluciones para la comunicación entre Londres y Ghana.

Plano de la Planta de extracción minera

El anterior plano muestra la distribución física de los puntos donde se encuentran las fuentes de información que luego será enviada o almacenada según su necesidad.

Como primera medida se establece la información que es suministrada por cada punto y el mecanismo empleado para su trasporte al punto de concentración de la información el cual es llamado centro de comunicaciones

Centro de comunicaciones

El centro de comunicaciones es el punto de concentración de la información, a este punto llega la información y datos desde los demás puntos para ser procesados almacenas y/o transportados. Este es el punto desde donde se establecerá conexión con la sede principal en Londres

Oficinas

En esta ubicación se encuentra instalados equipos cómputo que contienes aplicativos administrativos de la entidad y que están conectado a la red corporativa de la empresa, así como líneas de extensiones telefónicas con comunicación con Londres.

Entrada de empleados

Punto donde se captura la información de entrada y salida de los empleados de la empresa

Bodega de materiales y equipos

Punto de captura de información de inventarios de materiales equipos.

Puntos de explotación 1, 2 y 3

Estos puntos realizan la captura de las variables físicas a censar que permitan un control industrial y de seguridad de las funciones propias de la minería, cuenta con los sensores y transductores de toda la información a censar.

Puntos móviles de radio

Son los radios de comunicaciones UHF que portan los empleados de la empresa para coordinaciones operativas.

Igualmente se dispone de seguridad perimetral en cada uno de puntos antes mencionados a través de CCTV.

Requerimiento para las captura de información en ca da punto.

Puntos de explotación 1,2 y 3

En estos puntos se realiza la captura de información suministrada por los sensores de diferentes variables físicas así mismo cuenta con una cámara del CCTV.

dispositivo Característica Información entregada

Cámara de video IP Video IP Datos Ethernet Sensor de gases 3 niveles de alerta Datos Ethernet Sensor de Humo Dos niveles lógicos Serial RS232 Sensor de intrusos Dos niveles lógicos Serial RS232 Sensor de incendios Dos Niveles lógicos Serial RS232

Bodega de Materiales y equipos

En este punto se realiza la captura de información de los lectores de códigos de barras los cuales son procesados en un PC para el control de ingreso y salida de materiales suministros equipos y herramientas los cuales se cuenta identificados con códigos para luego ser entregados a la casa matriz para su análisis, estadística y control, de igual forma cuenta Video de seguridad.

dispositivo Característica Información entregada Lectores de código de barras

Información gestionada en un software en una pc local

Entrega la información al equipo de control que contiene el software para el análisis de dicha información

PC con conexión a VLAN dentro de la red corporativa para uso de los equipos de sistemas de control de inventarios

Gestiona la información de control de inventarios

Datos Ethernet

Cámaras de video de seguridad

Video IP Datos Ethernet

Extensiones telefónica análoga

Línea telefónica para comunicación con todas las dependencias de la empresa tanto local como con la sede en Londres

Interface telefónica lado abonado

Entrada de empleados

En este punto se realiza la captura del ingreso de personal así como el registro de visitantes

dispositivo Característica Información entregada Lector digital de identificación personal

Información de ingreso y salida de personal

Entrega la información al equipo de control que contiene el software para el análisis de dicha información

PC con conexión a VLAN dentro de la red corporativa para uso de los equipos de sistemas de control de personal

Gestiona la información de control de inventarios

Datos Ethernet

Cámaras de video de seguridad

Video IP Datos Ethernet

Oficinas

En esta ubicación se encuentra 35 computadores que son conectados a las redes corporativas en las diferentes VLAN configuradas, así como extensiones telefónicas para comunicación con todas las dependencias de la empresa, cámaras de seguridad, sensores de incendio y de intrusos.

dispositivo Característica Información entregada Cámaras de video de seguridad

Video IP Datos Ethernet

Extensiones telefónica análoga

Línea telefónica para comunicación con todas las dependencias de la empresa tanto local como con la sede en Londres

Interface telefónica lado abonado

Computadores red corporativa

Provee el acceso a los componentes informáticos de la empresa, correo interno, aplicaciones de administración de personal, de gestión y control, gerencia y otros.

Datos Ethernet

Sensor de intrusos Dos niveles lógicos Serial RS232 Sensor de incendios Dos Niveles lógicos Serial RS232

Puntos móviles de Radio

Todos los ingenieros de campo y coordinadores de operaciones tendrán un radio portátil de comunicaciones lo que permitirá comunicarse entre ello y con una central ubicada en las oficinas administrativas y otra ubicad en las oficinas en Londres.

dispositivo Caracterí stica Información entregada 20 radios portátiles variables de la frecuencia UHF

Audio con señalización E&M

Par de audio de tx Par de audio de rx Señalización E Señalización M

Centro de comunicaciones

El centro de comunicaciones es el núcleo central de las comunicaciones de la empresa en la panta de explotación minera realiza la recolección de la información suministrada en cada punto de la planta de acuerdo a las características propias de cada señal, y es desde este punto que se realiza la interconexión con la sede en Londres a través de los mecanismos señalados más adelante.

Propuesta de interconexión dentro de la planta de e xplotación Minera

La idea se centra en interconectar cada uno de los puntos de forma segura, confiable y estable de tal forma que la información pueda estar disponible en todo momento.

Para esto existen diferentes alternativas por tratarse de sitios cercanos entre sí, entre las alternativas están radio enlaces de microondas, tendido de anillo de fibra óptica o conexión wifi. Sin embargo y teniendo en cuenta el carácter académico de la actividad se realiza una migración de servicios utilizando una red combinada entre radioenlace de microondas y anillos de fibra óptica, y la multiplicación se realiza a través de multiplexores dinámicos preferiblemente los mismos utilizados en la sede Londres, lo cual permite una gestión global de los recursos y que permitan acceso remotos a ellos para su administración.

A continuación se presenta el esquema general de la interconexión de los sitios dentro de la planta de explotación minera.

Se busca integrar todos los puntos o sitios dentro de la planta de explotación minera de tal forma que exista cierta redundancia a nivel de medios, si bien no todos los sitio están integrados dentro de la misma red a nivel de medio si lo hacen a través de multiplexores es decir cada uno de los sitios contara con un sistema de multiplexacion que permite la gestión administración y control desde a cualquiera sitio desde cualquier sitio inclusive desde los sitios remotos como la sede en Londres.

El sistema de multiplexacion se describe a continuación.

Red de Multiplexacion

el sistema de multiplexacion y demultiplexacion seleccionado consiste del DIGITAL MULTISERVICE SWITCHED ACCESS MULTIPLEXER PROMINA:

El cual es una consolidación de Plataforma Única de Tráfico y Aplicaciones. De trayectoria escalable y modular con migración a ATM.

Permite una administración eficiente del ancho de Banda, una alta confiabilidad y disponibilidad.

El proyecto está conformado por 3 nodos cada uno con las siguientes características asignadas dependiendo de los requerimientos exigidos.

Cada nodo Promina consta de un o dos shelf´s dependiendo la configuración, los cuales constan de los siguientes módulos

Módulos comunes.

Cada módulo consta de una tarjeta frontal que es la interface lógica de asignación de recursos, y una interface trasera que es la interface de conexión, las cuales están comunicadas a través de un backplane como se muestra en la siguiente figura.

Módulo Promina

Modulo PPM.

Es el modulo donde se aloja el procesador del sistema.

PPM (PROMINA PROCESSOR MODULE)

PPMI (PROMINA PROCESSOR MODULE INTERFACE CARD)

(SWITCH EXCHANGE) CARD

Tarjeta de intercambio de datos entre los bus internos

SX-2 (SWITCH EXCHANGE) CARD

SX-I (SWITCH EXCHANGE INTERFACE CARD)

PSM (PROMINA SERVER MODULE)

PSM (PROMINA SERVER MODULE)

PSMI (PROMINA SERVER MODULE INTERFACE) CARD

El sistema Promina consta de tarjetas independientes para cada servicio, de acuerdo de características como tipo de datos interfaces, ratas de datos. Entre otras y de acuerdo a las necesidades expresadas en el presente documento se utilizaran los siguientes módulos

TRK 3

Una troncal es un recurso físico de ancho de banda, interconectando dos nodos. Generalmente, pueden ser redundantes 1:1, Es decir cada tarjeta TRK-3 interconecta E1´s entre los diferentes nodos

QASD

La tarjeta Quad Asynchronous/Synchronous Data es la tarjeta de datos del sistema que se utilizara en el proyecto consta de 4 puertos de configuración

programable

Tarjeta QASD

TWO MEGABIT CHANNELIZED PORT (TMCP) CARD

La tarjeta TMCP proporciona conexión directa desde planta telefónica hacia diferentes nodos en operación requiere conexión con interface FXO en los destinos

PVA/C

Los módulos Prime Voice Analog (PVA) y Prime Voice Analog Compression (PVAC) son dos tarjetas de voz digital-a-análogo Ambos módulos, a los cuales usualmente se les refiere como PVA/C, proveen cuatro canales de voz soportando diferentes protocolos universales. La PVA/C soporta los siguientes módulos traseros:

Foreign Exchange Unit, Office End (FXO)

Foreign Exchange Unit, Station End (FXS)

Two/Four Wire (2/4W) Earth and Magnet (E&M)

Los protocolos de señalización de voz soportados son E&M TIPOS I, II, III, IV & V ,FXO LOOP-START, FXO GROUND-START, FXS LOOP-START, FXS GROUND-START, PLAR (Private Line Automatic Ringdown), SSDC Tipo 5A, Permanente Transparente, DPNSS, Colisee , R2, MLPP, ISDN

PVA/C

Subsistema de interfaces de usuario

PROMINA 800 EXS (Expansion Shelf)

Red anillo de fibra óptica

Se tiene una distancia entre nodo de aproximadamente 1000 para lo cual es necesario utilizar fibra óptica mono modo, cada nodo contara con la siguiente equipo para realizar el anillo.

Dispositivo Interface Vlink 7700 G.703

El equipo VLINK 7700 es un transeiver point to point de fibra óptica monomodo el cual dispone de una interface de salida G.703, el cual es la interface requerida para la conexión a la tarjeta TRK del multiplexor promina descrito anteriormente.

Red de anillo de microondas

La combinación entre estos dos esquemas de medios de comunicación, la rede de anillo de fibra y la red de anillo de fibra óptica a través de una robusta red de multiplexores permite tener una redundancia de medios para una optima interconexión de los puntos dentro del área de explotación minera.

En el caso de la red de microondas se describen las características a continuación:

Como se trata de distancias corta, menos de 2 kms, se requieren enlaces de baja capacidad. Por lo anterior las características del radioenlace son:

la implementación del radio enlace entre cada uno de los nodos se realiza con la marca STRATEX INC. Permitiendo así la interconexión con otros nodos existentes. De acuerdo a esto la tecnología Eclipse de stratex nos garantiza esta interconectividad.

A continuación se presentan las características básicas de este sistema exhibidas directamente por el fabricante.

La antena a utilizar debe estar en función a la frecuencia de corte para este ejercicio se utilizara la banda de frecuencia de 8 GHz, y las características de esta antena son:

1

Diagrama de bloques del sistema en cada uno de los sitios :

Oficinas

1 http://antennasystems.com/Merchant2/pdf/UHX6-77.pdf Tomado en línea junio de 2013

Entrada de empleados

Bodega de materiales y equipos

Puntos de explotación 1, 2 y 3

Puntos móviles de radio

Los puntos móviles de radio esta comprendidos por radios manuales variables Motorola en la banda de UHF multifrecuencia.

Centro de comunicaciones

Comunicaciones entre la planta de explotación Minera y la sede en Londres

Estación Vsat

La propuesta de la intercomunicación de toda la información entre la planta de explotación minera en Ghana y la sede en Londres para control de sensores telemetría, comunicaciones orales, datos y demás información anteriormente descrita. Se desarrollara a través de una estación Vsat, por medio de la adquisición de un segmento en un transponer de un prestador del servicio en el sector de influencia, este servicio consiste en tomar en alquiler de un segmento espacial el cual pude ser dedicado o por demanda según las necesidades, en este caso se busca obtener un ancho de banda dedicado para garantizar las comunicaciones constantemente entre los sitios. A continuación se describe el diagrama de comunicación entre los dos sitios, recordando que la multiplexacion se realiza a través de multiplexores promina los cuales permiten gestión remota de todos los servicios desde y hacia cualquier nodo conectado a la red.

� Satélite. Intelsat 805 � Conectividad simultanea sobre África y Europa. � Banda C. PIRE mejor de 39.7 dBW � Ancho de Banda 3.2 MHz + 3.5 MHz � Estaciones terrenas tipo vsat

� Comisionamiento automático (Diagnostico, Frecuencia, Up / Down Link) � Control de potencia con rango dinámico � Control de frecuencia automático � Antenas homologadas por INTELSAT � Administración y gestión dinámica de los servicios y del recurso satelital

(NCS network control system). � Polarización lineal � Transponder 10 / 10 � Posibilidad de bloqueo: 0,003 � Disponibilidad: 99,96 % � BER: 1��� � FEC: ½ o ¾ � Banda c “extendida” �

Modulacion BPSK: Binary Phase Shift Keying y QPSK: Quadrature Phase Shift Keying

Enlace alterno hibrido microondas- operador de serv icio.

Este enlace consiste en un sistema alterno de comunicaciones entre la sede principal en Londres y la Planta de explotación minera en Ghana,

Se trata de establecer un enlace desde la planta minera y el proveedor de servicios más cercano el cual para este ejercicio se encuentra a 50 Km, se asume línea de vista y condiciones en el extremo prestador de servicios se cuenta con el alquiler de un rack de comunicaciones para instalar un pach panel para migrar las tramas que se migraran desde ese punto hasta la sede en Londres por parte del prestador de servicios.

Trabajando en el supuesto de condiciones óptimas, línea de vista y zonas de fresnel libres se las características para un enlace de 50 Kms así como las perdidas en espacio libre calculadas para estos supuestos, y frecuencia de trabajo de 8.5 GHz up 8.6 GHz down

Igualmente el prestador de servicios GHANADOT.COM se encuentra ubicado en la ciudad de Acra, Ghana y su sede se encuentra a aproximadamente 50 kms de la planta minera, se asumen las siguientes coordenadas para la ubicación geográfica.

Ubicación del proyecto

Coordenadas Geográficas

Sitio Coordenadas Planta de explotación Minera 5°54’41.96’’ N 0°0 5’40.97’’ O Centro de operaciones de IPS Ghanadot.com 5°54’39.2 4’’ N 0°0.5’58.45’’ O

Perfil topográfico

Perdidas en espacio libre

Se realiza el cálculo para un enlace de 50 Kms con condiciones óptimas con la ayuda de software libre para el cálculo de LOSS.

De acuerdo a la anterior simulación y los datos del enlace se tiene que:

CALCULO DE ENLACE

planta de explotación minera y ubicación del prestador de servicios que entregara los datos en

Londres

DATOS /SITIO

SITIO Planta de

explotación ENLACE SITIO IPS

LATITUD (N) 5°54’41.96’’ N 5°54’39.24’’ N

LONGITUD (O) 0°05’40.97’’ O 0°0.5’58.45’’ O

ALTITUD (msnm) 30 329

FRECUENCIA (Mhz) 8500 8600

ALTURA DE LA ANTENA (msnm) 44 333

DISTANCIA CALCULADA (Km) 45.1

POTENCIA DE TRANSMISOR (dBm) 23

GANANCIA DE ANTENA (dBi) 37.2

PERDIDAS DEL CABLE (dB) 0.3

SENSIBILIDAD DEL RECEPTOR (dBm) -87

FADE MARGIN (dB) 13.1 13.1

PERDIDAS EN EL ESPACIO LIBRE (dB) 131.1 131.1

NIVEL DE SEÑAL RECIBIDA (dBm) .76.9 -76.9