REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DR. RAFAEL BELLOSO CHACÍN

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE COMPUTACIÓN

SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO MEDIANTE SISTEMA BIOMETRICOS BASADO EN TECNOLOGIA 4G PARA SUCURSALES

DISTANTES

TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO EN COMPUTACIÓN

PRESENTADO POR: BR. ALARCON, PEDRO BR. GARCIA, RICARDO

BR. VILLALOBOS, CESAR

ASESORADO POR: MASSIEL MARCANO

RICARDO CARABALLO

MARACAIBO, ABRIL 2012

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SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO MEDIANTE SISTEMA BIOMETRICOS BASADO EN TECNOLOGIA 4G PARA SUCURSALES

DISTANTES

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VEREDICTO

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DEDICATORIA

Esta tesis va dedicada primero que todo a mis padres, quienes me han

brindado su apoyo incondicional durante toda mi vida, en especial a mi

madre quien es la mujer mas fuerte, decidida y entregada que gamas he

conocido y que sirve como fuente de inspiración para lograr todas y cada una

de las metas que me proponga, también a mis hermanos

cuyas experiencias y sabios consejos me ayudaron a elegir el camino que

me ha conducido hasta donde estoy ahora, a mis amigos quienes

siempre están allí para alegrar mis días y apoyarme en cada paso que doy, y

por ultimo, pero no menos importante, a mi hermosa novia cuyo cariño,

apoyo, comprensión y amor logran levantarme sin importar lo que pase y me

impulsan a seguir adelante. Para todos ellos este trabajo.

Pedro Alarcón

Dedico este gran logro a DIOS nuestro señor sin él no hubiese podido

continuar, a mis padres gracias por el apoyo.

Cesar D. Villalobos S.

Primero que a nadie, esta tesis va dedicada a mis padres, porque sin

su apoyo incondicional tal vez no estuviese escribiendo estas palabras hoy, a

mis hermanos por su forma tan peculiar de contribuir con mi formación, a mis

amigos, familiares, mi novia hermosa, la empresa BlizzardEntertaimenty

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todas aquellas personas que de alguna u otra forma tuvieron que ver con la

realización de este trabajo final, que no sólo simboliza el final de mi carrera

universitaria, sino también el fin de un viaje que empezó hace muchos años

atrás.Esto es para ustedes.

Ricardo A. García M.

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AGRADECIMIENTO

Primero agradezco a mis familiares, mi padre Pedro Alarcón, quien siempre

ha estado conmigo apoyándome incondicionalmente y en especial a mi

madre, Elida Atenció quien con mucho esfuerzo y sacrificio nos ha dado, a

mis hermanos y a mi, el sustento y la educación que todo ser humano

merece, inculcando los valores y principios que nos han hecho los hombres y

mujeres que somos hoy; a mi bella hermana Johana Alarcón junto a su

esposo Marco Flores, quienes siempre estuvieron allí, listo para ofrecer

cualquier tipo de ayuda posible en alas de mi bienestar; a mi querido

hermano Juan que siempre me apoyo, aconsejo y guio a lo largo de mi vida,

fue mi mejor amigo, me enseño muchas cosas, en especial a nunca darme

por vencido y siempre estar seguro de tus metas e ir tras ellas sin importar

que pase. Seguidamente a mi hermosa novia Mairim Alvarado, esa

maravillosa señorita que siempre tiene una sonrisa y esas palabras de aliento

que necesito para fortalecer mi espíritu, así como ese amor, cariño y esa

felicidad que a diario me da e impulsan a seguir adelante, sinceramente

muchas gracias mi amor.

También agradezco a mis amigos y compañeros de tesis Ricardo y Cesar,

que poco a poco se han convertido en mis hermanos y hemos compartido

mucho a lo largo de nuestra carrera, lo logramos muchachos. Por ultimo,

pero no menos importante, doy gracias a nuestros queridos tutores Ricardo

Caraballo y Massiell Marcano, por ser excelentes mentores que, con

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su guía y concejos, nos ayudaron a culminar nuestra tesis con éxito . A todos

muchas gracias.

Pedro Alarcón A DIOS como el nadie y la FE en el indiscutible, a mis padres que con tanto

esfuerzo me indicaron el camino para lograr mis metas a mi TíaÁngela que

me demostró que el esfuerzo por un objetivo nunca se debe perder, a mi

hermana Laura que me soporto mis locuras de libre albedrio, a mis amigos

que tanto me aconsejaron cuando los necesite, A Ricardo y Pedro unos

verdaderos hermanos, a la profesora Massiell Marcano gracias por la tutela y

guía para lograr este proyecto.

Cesar D. Villalobos S.

Primeramente y ante todo ofrezco un agradecimiento profundo a

nuestro Señor Jesús por brindarme este triunfo y hermandad con mis

compañeros de tesis Cesar Villalobos y Pedro Alarcón quienes después de

esta experiencia compartida juntos, más que compañeros de tesis los

catalogo como hermanos, como a las tutoras Massiell Marcano y Ricardo

Caraballo quienes sin ninguna duda ni opresión pusieron todo su interés y

dedicación para la elaboración de este proyecto, Mis Padres, quienes me

regalaron su amor y apoyo incondicional cuando más lo necesite y por ultimo

a mi novia Andrea Salazar quien estuvo en todo momento apoyándome y

dándome ese cariño que me sirvió para fortalecer.

Ricardo A. García M.

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ALARCON, PEDRO, GARCIA, RICARDO, VILLALOBOS, CESAR, SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO MEDIANTE SISTEMAS BIOMETRICOS BASADO EN TECNOLOGIA 4G PARA SUCURSALES DISTANTES. Universidad “Dr. Rafael Belloso Chacín”. Facultad de Ingeniería. Escuela de computación. Maracaibo, 2012.

RESUMEN

El propósito del presente trabajo de grado, fue Diseñar un sistema de control de acceso utilizando tecnología 4G para la interconexión de las sucursales de una empresa, cuya función fue mejorar el proceso de control de acceso mediante dispositivos biométricos además de la comunicación de las sucursales, utilizando herramientas actualizadas y de vanguardia. La teorización de la investigación fue sustentada con los aportes de los autores Tanenbaum (2003), Forouzan (2002), Stallins (2000) entre otros. Asimismo, la investigación se clasificó de tipo proyectivo, descriptivo, de campo, no experimental y transversal, considerando los criterios de finalidad, métodos y forma de obtener los datos. Como técnicas de recolección de datos se utilizaron entrevista no estructurada y guion de sondeo. La metodología aplicada resulto un hibrido de los autores Tom Shaugnessy (2002) y Fitzgerald (1998) que comprenden cinco Fases: la documentación, definición de los requerimientos, selección de la tecnología, Diseño de la configuración física y lógica a implantarse y evaluación de la configuración. Para el diseño se utilizaron las imágenes reales de los dispositivos y la herramienta Microsoft Visio 2010 contemplando una MAN con conexiones PPP de tipo LAN a LAN, los resultados comprobaron el funcionamiento del diseño mediante la validación de expertos concluyendo que, este, permite la interconexión 4G de las sucursales para el funcionamiento del sistema de control de acceso de manera cómoda y eficiente para los usuarios, reduciendo tiempo de respuesta y mejorando la calidad del servicio. Finalmente, se recomienda la adquisición de los equipos necesarios para la implantación del diseño.

PALABRAS CLAVE: Interconexión, Red, 4G y Sistema de control de acceso.

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ALARCON, PEDRO, GARCIA, RICARDO, VILLALOBOS, CESAR, SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO MEDIANTE SISTEMAS BIOMETRICOS BASADO EN TECNOLOGIA 4G PARA SUCURSALES DISTANTES. . “Dr. Rafael BellosoChacín” University. Engineer Faculty. Computer Science School.Maracaibo, 2012.

ABSTRACT

The purpose of the following was to design a control access system using 4G Technology in order to interconnect a company branches whose function was to improve the control access process throughbiometric devices in addition to the communication of the branches, using updated tools and cutting-edged. Theorizingresearchwas supportedby the contributions from the authorsTanenbaum(2003),Forouzan(2002),Stallings(2000)among others. On the other hand, this research was classified as projective, descriptive, non-experimental and as a field research considering purpose, methods and the way of how data was collected as its criteria. Asdatacollection techniqueswere usedunstructured interviewandsurveyscript. The methodologyresulteda hybridof the authorsTomShaugnessy(2002) andFitzgerald(1998)which includes fivephases: documentation,requirements definition, technology selection, designofphysical and logicalconfigurationto be implemented andconfigurationassessment. Were usedto designthe actual imagesof the devices andthe MicrosoftVisio 2010tool contemplating a PPP connections MAN LAN to LAN type, the resultsprovedtheperformanceby validatingdesignexpertsconcluded that, thisallows the4G interconnectionbranchfor theaccess controlsystemoperating conveniently andefficientlyfor users, reducing response time andimprovingservice quality. Finally, we recommend the purchase of equipment needed to implement the design.

KEY WORDS: interconnect, Red, 4G y Control Access System.

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ÍNDICE GENERAL

VEREDICTO............................................................................................ iii

DEDICATORIA..................................... .................................................. vi

AGRADECIMIENTO..................................... .......................................... viii

RESUMEN..................................... ......................................................... x

ABSTRACT..................................... ....................................................... xi

ÍNDICE GENERAL..................................... ............................................ xii

ÍNDICE DE FIGURAS..................................... ....................................... xvii

ÍNDICE DE TABLAS..................................... ......................................... xx

ÍNDICE DE CUADROS..................................... ..................................... xxi

INTRODUCCIÓN..................................... ............................................... 1

CAPITULO 1. EL PROBLEMA

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA......................................................5

1.1. DESCRIPCIÓN DE LASITUACIÓN OBJETO ESTUDIO………...5

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.................................................9

2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN.....................................................9

2.1. OBJETIVO GENERAL.....................................................................9

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS..........................................................10

3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN………………………………10

4. DELIMITACION..................................... .................................................12

xiii

CAPITULO 2. MARCO TEÓRICO

1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN............................................15

2. BASES TEÓRICAS..................................... .............................................19

2.1. SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO...........................................19

2.1.1. OBJETIVOS DEL CONTROL DE ACCESO…………………21

2.1.2. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CONTROL

DE ACCESO..................................... ...............................................21

2.1.3. TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL DE ACCESO………22

A. SISTEMAS BIOMÉTRICOS Y SISTEMAS

DE PROXIMIDAD..................................................................22

2.1.4. CONTROL DE ACCESO COMO MEDIO DE

SEGURIDAD……………………………………………………………23

2.1.5. CONTROL DE ACCESO EN SISTEMAS DE TRABAJO….24

A. FUNCIONES DE SEGURIDAD……………………........25

2.2. SISTEMAS BIOMÉTRICOS.............................................................26

2.2.1. MODELO DEL PROCESO DE IDENTIFICACIÓN

PERSONAL..................................... ..............................................27

2.2.2. CARACTERÍSTICAS DE UN INDICADOR DE

IDENTIDAD.......................................................................................28

2.2.3. CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA BIOMÉTRICO........30

A. EL DESEMPEÑO...........................................................30

B. LA ACEPTABILIDAD……………………………………...31

xiv

C. LA FIABILIDAD…………………………………………….31

2.2.4. ARQUITECTURA Y MEDIDAS DE DESEMPEÑO DE

UN SISTEMA BIOMÉTRICO............................................................33

2.2.5. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS BIOMÉTRICOS……34

A. POR SU TIPO……………………………………………..34

B. POR SU TECNOLOGÍA.................................................35

C. POR SU USO.................................................................47

2.2.6. FUNCIONAMIENTO Y RENDIMIENTO……………………...48

2.2.7. PROCESO DE AUTENTIFICACIÓN Y

IDENTIF ICACIÓN BIOMÉTRICA……………………………………..50

2.3. REDES Y COMUNICACIONES…………………………………........51

2.3.1. REDES DE DATOS……………………………………….........51

A. PROTOCOLOS Y ESTÁNDARES………………………52

2.3.2. TOPOLOGÍAS.......................................................................56

A. BUS..........................................................................56

B. MALLA......................................................................57

C. ESTRELLA...............................................................58

D. ÁRBOL.....................................................................57

E. ANILLO.....................................................................61

F. HIBRIDAS................................................................62

2.3.3. MODO DE TRANSMISIÓN....................................................63

A. SIMPLEX..................................................................63

B. DUPLEX...................................................................63

xv

C. FULL DUPLEX..........................................................63

2.3.4. CLASES DE REDES........................................................ 64

A. LAN...................................................................... 64

B. MAN.................................................................... 65

C. WAN..................................................................... 66

2.3.5. INTERCONEXIÓN DE REDES.............................................67

A. TECNOLOGÍA DE INTERCONEXIÓN………….…67

2.3.6. MODELO OSI....................................................................68

2.3.7. MEDIOS DE TRANSMISIÓN.............................................. 78

A. MEDIOS GUIADOS.................................................75

B. MEDIOS NO GUIADOS..........................................89

2.3.8. ANCHO DE BANDA.............................................................103

2.3.9. MÉTODOS DE ACCESO AL MEDIO……………………… 104

A. FDMA.....................................................................106

B. TDMA.....................................................................108

C. CDMA.....................................................................111

2.3.10. EQUIPOS DE RED............................................................113

A. REPETIDORES......................................................113

B. PUENTES...............................................................114

C. ENCAMINADORES................................................117

D. PASARELAS..........................................................118

E. CONMUTADORES................................................119

2.3.11. REDES DE CUARTA GENERACIÓN………………..…..119

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A. TECNOLOGÍAS DE ACCESO AL MEDIO…..… 120

B. ESTÁNDARES DE CONEXIÓN 4G………...…… 124

C. TECNOLOGÍA DE ANTENAS 4G……………..… 129

3. SISTEMA DE VARIABLES................................................................. 131

3.1. DEFINICIÓN NOMINAL............................................................. 131

3.2. DEFINICIÓN CONCEPTUAL..................................................... 131

3.3. DEFINICIÓN OPERACIONAL.................................................... 132

CAPITULO III. MARCO METODOLÓGICO

1. TIPO DE INVESTIGACIÓN……………………………………………... 134

2. POBLACIÓN Y MUESTRA DE LA INVESTIGACIÓN……………….…. 139

3. TÉCNICA E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS….... 140

4. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN.............................................143

5. CUADRO DE ACTIVIDADES.............................................................. 146

6. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.................................................. 149

CAPITULO IV. ANÁLISIS Y RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN

1. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS………………….......153

CONCLUSIONES..................................... ............................................... 176

RECOMENDACIONES..................................... ...................................... 179

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS......................................................... 180

ANEXOS..................................... ............................................................. 184

A. VERSIÓN FINAL INSTRUMENTO DE RECOLECCIÓN DE DATOS..185

B. INSTRUMENTO DE VALIDACIÓN.....................................................188

C. CUADRO DE ANTECEDENTES………………………………………… 198

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ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURAS

SISTEMAS BIOMETRICOS

1. Arquitectura de un Sistema Biométrico………………………………... 34

2. Clasificación de la Biometría por su tipo………………………………. 35

3. Reconocimiento de Huella Dactilar…………………………………….. 36

4. Sistemas Dactilares……………………………………………………… 40

5. Puntos singulares de la huella dactilar………………………………… 40

6. Arco………………………………………………………………………... 41

7. Presilla Interna………………………………….………………………… 42

8. Presilla Externa………………………………….……………………….. 42

9. Verticilo………………………………….………………………………… 43

10. Porcentaje de tecnologías biométricas más utilizadas…………….…. 47

11. Figura 11………………………………………………………….……….. 49

REDES Y COMUNICACIONES

12. Topología Bus………………………………………………………………......... 56

13. Topología Malla…………………………………………………………… 57

14. Topología Estrella………………………………………………………… 58

15. Topología Árbol……………………………….…………………………… 60

16. Topología Anillo……………………………….……………………..…..... 61

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17. Topología Hibrida……………………………….……………………....… 63

18. Figura 18…………………………………………………………………... 64

19. Tecnología de Interconexión…………………….………………........... 67

20. Arquitecturas por niveles Modelo OSI……………………………….…. 69

21. Cable de par trenzado sin blindaje (UTP)……………………………....79

22. UTP de Gama alta……………………………………………………..…..80

23. Cable de par trenzado sin blindaje (STP)……………………………....82

24. Cable Coaxial…………………………………………………………...... 83

25. Asignación de Radio Frecuencia…………………………………….... 89

26. Propagación de las ondas de radio………………………………...…. 90

27. Propagación de Señal VLF……………………………………………... 93

28. Propagación de Señal LF……………………………………………..… 94

29. Propagación de Señal MF………………………………………………. 94

30. Propagación de Señal HF………………………………………………. 95

31. Propagación de Señal VHF…………………………………………..…. 95

32. Propagación de Señal UHF…………………………………………….. 95

33. Propagación de Señal SHF……………………………………………... 96

34. Propagación de Señal EHT…………………………………………..…. 96

35. Repetidores…………………………………………………………...…… 98

36. Antenas………………………………………………………………….... 99

37. Comunicación vía satélite………………………………………………..100

38. Satélites Geosincronicos…………………………………………………102

39. Repetidores……………………………………………………………….. 114

xix

40. Puentes……………………………………………………………………. 115

41. Encaminadores…………………………………………………………….117

42. Tecnología de Antenas 4G………………………………………….........129

43. Diseño Topológico Lógico y Físico General…………………………….169

44. Sistema de Control de Acceso……………………………………………170

45. Diseño Físico Final de Interconexión 4G………………………………..172

xx

ÍNDICE DE TABLAS

TABLAS

SISTEMAS BIOMETRICOS

1. Análisis de Características Físicas…………………………………..….. 29

2. Tabla comparativa de Sistemas biométricos…………………………... 50

REDES Y COMUNICACIONES

3. Tabla 3………………………………………………………………….…… 102

4. Tabla 4……………………………………………………………………..... 104

5. Tabla 5……………………………………………………………………… 127

6. Tabla 6…………………………………………………………………….... 158

xxi

ÍNDICE DE CUADROS

CUADROS

1. Características de la población……………………………………..……...140

2. Cuadro de Actividades…………………………………………..………….147

3. Cronograma de Actividades…………………………………………...….. 149

4. Validación de Expertos…………………………………………………….. 174

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de telecomunicaciones móviles han evolucionado para

satisfacer una acrecentada demanda por parte de los usuarios, que exigen

fiabilidad, seguridad y sobre todo rapidez en las interconexiones de redes.

Por ello, en la actualidad los sistemas más modernos para el diseño e

implantación de telecomunicaciones, son las redes de Cuarta generación ó

4G.

Esta tecnología se basa completamente en el protocolo IP, englobándose

en un sistema de sistemas y una red de redes la cual se alcanza gracias a la

convergencia entre las redes alámbricas y las inalámbricas.

En este caso particular la principal ventaja con las generaciones

predecesoras es la capacidad de proveer velocidades de acceso mayores de

100 Mbps en movimiento y 1Gbps en reposo, manteniendo una calidad de

servicio (Qos) de punta a punta de alta seguridad que permite ofrecer

servicios de cualquier clase en cualquier momento o lugar con el mínimo

costo.

Por otra parte en la actualidad el control de acceso se concibe como un

sistema aplicaciones en instalaciones de reducidos puntos de acceso,

utilizando como premisas fundamentales, la factibilidad de manejo,

prestaciones de primer orden y una relación costos altamente favorables.

Cuya función principal es regular el paso a las áreas restringidas y evitar

así que personas no autorizadas o indeseables sean admitidas poniendo en

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riesgo la integridad del personal. Además de esta función principal el control

de acceso se utiliza para llevar la asistencia, teniendo un historial de cada

individuo reduciendo las irregularidades.

Unas de las tecnologías mas utilizadas para este fin es la biometría es un

medio de identificación utilizado para el control de acceso y se define como el

estudio de métodos automáticos para el reconocimiento único de humanos,

basados en uno o más rasgos conductuales o físicos intrínsecos.

Las características básicas que un sistema biométrico para la

identificación de personal son: desempeño, aceptabilidad y fiabilidad, las

cuales apuntan a la obtención de un sistema biométrico con utilidad práctica.

La presente investigación representa un estudio descriptivo que pretende

brindar aportes a través de una propuesta de desarrollo de un sistema de

control de acceso mediante sistemas biométricos basados tecnología 4G

para empresas con sucursales distantes.

El presente trabajo contempla las siguientes secciones: Un capitulo I,

para señalar los aspectos que contempla un sistema de control de acceso

como medio a las acciones indebidas de los usuarios, así como una solución

de interconexión entre las sucursales mediante tecnologías de cuarta

generación en redes, se plantean los objetivos relacionados con el desarrollo

de un sistema de control de acceso se presentan justificaciones teóricas,

practicas y metodológicas, se describe la delimitación de la investigación a la

sede de la Universidad Rafael Belloso Chacín (URBE) y los criterios de

temporalidad y teóricos a considerar.

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Un Capitulo II que ofrece la panorámica sobre aspectos teóricos de interés

tales como: antecedentes; se define un sistema de control de acceso, la

biometría como medio de identificación único sus aplicaciones en los

procesos de verificación y validación, se establece y define el concepto de

red de telecomunicaciones, interconexiones así como su evolución hacia el

4G, se establece la variable de la investigación definiéndola nominal,

conceptual y operacionalmente.

Un Capitulo III en el que se destacan los materiales y métodos de la

investigación para obtener los datos de las actividades necesarias para la

elaboración de la propuesta de la investigación.

Finalmente un capitulo IV en el cual se analizan y discuten los resultados

por objetivos de la investigación.