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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES ESTUDIO DE LA FACTIBILIDAD SOBRE EL USO Y SEGURIDAD IMPLICADOS EN LA TECNOLOGÍA LI-FI (LIGHT FIDELITY) CONTRA LA TECNOLOGÍA WI-FI (WIRELESS FIDELITY) PROYECTO DE TITULACIÓN Previa a la obtención del Título de: INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES AUTORES: KAREN DANIELLA ALVARADO FALCÓN BORIS ANDRÉS LITARDO MOYANO TUTOR: ING. ISRAEL ORTEGA OYAGA GUAYAQUIL ECUADOR 2018

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

ESTUDIO DE LA FACTIBILIDAD SOBRE EL USO Y SEGURIDAD

IMPLICADOS EN LA TECNOLOGÍA LI-FI (LIGHT FIDELITY)

CONTRA LA TECNOLOGÍA WI-FI (WIRELESS FIDELITY)

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTORES:

KAREN DANIELLA ALVARADO FALCÓN

BORIS ANDRÉS LITARDO MOYANO

TUTOR:

ING. ISRAEL ORTEGA OYAGA

GUAYAQUIL – ECUADOR

2018

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REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACIÓN

TÍTULO Y SUBTÍTULO: "Estudio de la factibilidad sobre el uso y seguridad

implicados en la tecnología LI-FI (light Fidelity) contra la

tecnología WI-FI (Wireless Fidelity)”

AUTORES: Alvarado Falcón Karen Daniella

Litardo Moyano Boris Andrés

REVISOR TUTOR:

Ing. Eduardo Flores Morán Ing. Israel Ortega Oyaga

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil

UNIDAD/FACULTAD: Ciencias Matemáticas y Físicas

MAESTRÍA/ESPECIALIDAD: Networking y Telecomunicaciones

GRADO OBTENIDO: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

FECHA DE PUBLICACIÓN: 12 de Marzo del 2018 No. DE PÁGINAS:

114

ÁREAS TEMÁTICAS: Redes de Comunicaciones Inalámbricas

PALABRAS CLAVES /KEYWORDS:

Comunicaciones Inalámbricas, Tecnología WI-FI, Tecnología Li-Fi.

RESUMEN/ABSTRACT: El presente proyecto de titulación consta de un estudio en donde se

realiza una comparación de sus ventajas y desventajas de la tecnología LI-FI contra la tecnología

WI-FIi, su uso y seguridad para así una tecnología sirva de complemento con la otra.

ADJUNTO PDF: SI NO

CONTACTO CON AUTORES: Alvarado Falcón Karen Litardo Moyano Boris

Teléfono: 0997711070 0978626044

E-mail: [email protected] [email protected]

CONTACTO CON LA INSTITUCIÓN:

Nombre: Ab. Juan Chávez A.

Teléfono: 043843915

E-mail: [email protected]

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II

CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “ESTUDIO DE LA

FACTIBILIDAD SOBRE EL USO Y SEGURIDAD IMPLICADOS EN LA

TECNOLOGÍA LI-FI (LIGHT FIDELITY) CONTRA LA TECNOLOGÍA

WI-FI (WIRELESS FIDELITY)”, elaborado por la Srta. ALVARADO

FALCÓN KAREN DANIELLA & el Sr. LITARDO MOYANO BORIS

ANDRÉS, alumnos no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking

y Telecomunicaciones de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de

la Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero

en Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de

haber orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.

Atentamente

___________________________________

Ing. Israel Ortega Oyaga TUTOR

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III

DEDICATORIA

A Dios por ser siempre guía en mi camino,

a mi madre y abuela que son los pilares

fundamentales en mi vida y que siempre me

apoyaron en todo momento, a mi hermana

por ser una de las razones principales que

me hizo continuar en esta gran carrera y que

nunca me permitió mirar atrás.

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IV

AGRADECIMIENTO

Le agradezco a Dios por toda y cada una

de las bendiciones que ha derramado sobre

mi familia y sobre mí, a mis padres, hermana,

amigos y compañeros que siempre me

brindaron su apoyo.

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V

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, MSc.

DECANO DE LA FACULTAD CIENCIAS MATEMÁTICAS Y

FÍSICAS

Ing. Harry Luna Aveiga, MSc.

DIRECTOR CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING

Y TELECOMUNICACIONES

Ing. Israel Ortega Oyaga, MSc.

PROFESOR DIRECTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ing. Eduardo Flores Morán, MSc.

TUTOR REVISOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ab. Juan Chávez Atocha, ESp. SECRETARIO

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VI

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de este

Proyecto de Titulación, me corresponden

exclusivamente; y el patrimonio intelectual de

la misma a la UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL”

_____________________________

ALVARADO FALCÓN KAREN

_____________________________

LITARDO MOYANO BORIS

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VII

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

ESTUDIO DE LA FACTIBILIDAD SOBRE EL USO Y SEGURIDAD IMPLICADOS EN LA TECNOLOGÍA LI-FI (LIGHT FIDELITY)

CONTRA LA TECNOLOGÍA WI-FI (WIRELESS FIDELITY)

Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el

título de INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autores: ALVARADO FALCÓN KAREN

C.I.: 092176156-5

LITARDO MOYANO BORIS

C.I.: 095155243-1

Tutor: Ing. Israel Ortega Oyaga

Guayaquil, febrero de 2018

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VIII

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo

Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la

Universidad de Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por los

estudiantes ALVARADO FALCÓN KAREN DANIELLA & LITARDO

MOYANO BORIS ANDRÉS, como requisito previo para optar por el título

de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones, cuyo tema es:

ESTUDIO DE LA FACTIBILIDAD SOBRE EL USO Y SEGURIDAD IMPLICADOS EN LA TECNOLOGÍA LI-FI (LIGHT FIDELITY) CONTRA LA TECNOLOGÍA WI-FI (WIRELESS FIDELITY) Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

ALVARADO FALCÓN KAREN DANIELLA C.I.: 092176156-5

LITARDO MOYANO BORIS ANDRÉS C.I.: 095155243-1

Tutor: Ing. Israel Ortega Oyaga

Guayaquil, febrero de 2018

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IX

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital

1. Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre Alumno: Karen Daniella Alvarado Falcón

Dirección: Yaguachi, Eloy Alfaro 107 y Teodoro Wolf

Teléfono: 0997711070 E-mail: [email protected]

Nombre Alumno: Boris Andrés Litardo Moyano

Dirección: Guayaquil, Cdla. 9 de Octubre calle cuarta Av. Segunda

Teléfono: 0978626044 E-mail: [email protected]

Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Título al que opta: Ingeniera en Networking y Telecomunicaciones

Profesor Guía: Ing. Israel Ortega Oyaga

Título del Proyecto de titulación: Estudio de la factibilidad sobre el uso y seguridad implicados en la tecnología LI-FI (Light Fidelity) contra la tecnología WI-FI (Wireless Fidelity)

Tema del Proyecto de Titulación: Análisis comparativo de la tecnología LI-FI y WI-Fi.

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación

A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de

Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la

versión electrónica de este Proyecto de titulación.

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X

Publicación electrónica:

Firma de los Alumnos: __________________________ ________________________ ALVARADO FALCÓN KAREN LITARDO MOYANO BORIS

3. Forma de envío: El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como

archivo .Doc. O .RTF y .Puf para PC. Las imágenes que la acompañen

pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.

DVDROM X CDROM

Inmediata X Después de 1 año

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XI

ÍNDICE GENERAL

CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR ................................................... II

DEDICATORIA ......................................................................................... III

AGRADECIMIENTO ................................................................................. IV

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN ................................................ V

DECLARACIÓN EXPRESA ...................................................................... VI

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR .................................... VIII

ÍNDICE GENERAL .................................................................................... XI

ABREVIATURAS .................................................................................... XIV

SIMBOLOGÍA .......................................................................................... XV

ÍNDICE DE CUADROS ........................................................................... XVI

ÍNDICE DE GRÁFICOS ........................................................................ XVIII

RESUMEN ............................................................................................... XX

ABSTRACT ............................................................................................ XXII

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

CAPÍTULO I............................................................................................... 4

EL PROBLEMA ......................................................................................... 4

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................... 4

Ubicación del problema en un contexto ..................................................... 4

Situación conflicto. Nudos críticos ............................................................. 6

Causas y consecuencias del problema ...................................................... 7

Delimitación del problema .......................................................................... 8

Formulación del problema ......................................................................... 8

Evaluación del problema ............................................................................ 8

Alcances del problema ............................................................................... 9

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ................................................... 10

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN ............... 10

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XII

CAPÍTULO II ............................................................................................ 13

MARCO TEÓRICO .................................................................................. 13

Antecedentes del Estudio ........................................................................ 13

Fundamentación Teórica ......................................................................... 16

Fundamentación Social ........................................................................... 45

Fundamentación Legal ............................................................................ 45

Hipótesis .................................................................................................. 49

Variables de la Investigación ................................................................... 49

Definiciones Conceptuales ...................................................................... 50

CAPÍTULO III ........................................................................................... 52

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ......................................... 52

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................... 52

Modalidad de la Investigación .................................................................. 52

Tipo de investigación. .............................................................................. 52

Población y Muestra ................................................................................ 53

Instrumentos de recolección de datos ..................................................... 55

Recolección de la Información ................................................................. 56

Procesamiento y Análisis ......................................................................... 57

Validación de la Hipótesis. ....................................................................... 64

CAPÍTULO IV .......................................................................................... 65

PROPUESTA TECNOLÓGICA ............................................................... 65

Análisis de factibilidad .......................................................................... 65

Factibilidad Operacional .......................................................................... 68

Factibilidad Técnica ................................................................................. 68

Factibilidad Legal ..................................................................................... 69

Factibilidad Económica ............................................................................ 69

Etapas de la metodología del proyecto ............................................... 71

Entregables del proyecto ......................................................................... 73

Criterios de validación de la propuesta .................................................... 80

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XIII

Criterios de aceptación del Producto o Servicio ...................................... 80

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................... 81

BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................... 85

ANEXOS .................................................................................................. 89

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XIV

ABREVIATURAS

UG Universidad de Guayaquil

Ing. Ingeniero

MSc Master

WWW World Wide Web

URL Localizador de Fuente Uniforme

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XV

SIMBOLOGÍA

e Porcentaje de error

s Desviación estándar

N Total de la población

Z Valor de distribución

p Valor de certeza de los datos

q Valor de incertidumbre de los datos

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XVI

ÍNDICE DE CUADROS

CUADRO 1: Causas y Consecuencias del Problema ............................ 7

CUADRO 2: Delimitación del Problema ................................................. 8

CUADRO 3: Tecnologías WLAN ........................................................... 22

CUADRO 4: Comparación de tecnologías por generación ................ 27

CUADRO 5: Estándares de la capa física ............................................ 31

CUADRO 6: Protocolos de seguridad Wi-Fi ........................................ 36

CUADRO 7: Cuadro distributivo de la población ................................ 53

CUADRO 8 Cuadro distributivo de la muestra .................................... 55

CUADRO 9: Pregunta # 1 ...................................................................... 57

CUADRO 10: Pregunta # 2..................................................................... 58

CUADRO 11: Pregunta # 3..................................................................... 59

CUADRO 12: Pregunta # 4..................................................................... 60

CUADRO 13: Pregunta # 5..................................................................... 61

CUADRO 14: Pregunta # 6..................................................................... 62

CUADRO 15: Datos observados según método de Chi cuadrado ..... 63

CUADRO 16: Datos esperados según método de Chi cuadrado ....... 63

CUADRO 17: Cuadro comparativo Li-Fi vs Wi-Fi ................................ 67

CUADRO 18: Recursos Hardware ........................................................ 70

CUADRO 19: Recursos Software .......................................................... 70

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XVII

CUADRO 20: Recursos y Materiales .................................................... 70

CUADRO 21: Flujo de Pagos ................................................................. 71

CUADRO 22: Metodología PDIOO ........................................................ 72

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XVIII

ÍNDICE DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1: Redes Inalámbricas .......................................................... 19

GRÁFICO 2: Tecnología WiMAX ........................................................... 24

GRÁFICO 3: Modelo de Referencia OSI ............................................... 29

GRÁFICO 4: Establecimiento de comunicación Wi-Fi ........................ 33

GRÁFICO 5: Conexión Li-Fi .................................................................. 37

GRÁFICO 6: Espectro electromagnético ............................................. 38

GRÁFICO 7: Topología Peer-to-Peer .................................................... 39

GRÁFICO 8: Topología estrella ............................................................. 40

GRÁFICO 9: Topología broadcast ........................................................ 40

GRÁFICO 10: Arquitectura de la tecnología Li-Fi ............................... 41

GRÁFICO 11: Funcionamiento de la tecnología Li-Fi ......................... 43

GRÁFICO 12: Pregunta # 1 .................................................................... 57

GRÁFICO 13: Pregunta # 2 .................................................................... 58

GRÁFICO 14: Pregunta # 3 .................................................................... 59

GRÁFICO 15: Pregunta # 4 .................................................................... 60

GRÁFICO 16: Pregunta # 5 .................................................................... 61

GRÁFICO 17: Pregunta # 6 .................................................................... 62

GRÁFICO 18: Esquema de diseño en la Sala de Profesores de la

carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la

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XIX

Universidad de Guayaquil ..................................................................... 73

GRÁFICO 19: Diseño del modelo para la implementación de la

Tecnología Li-Fi ..................................................................................... 74

GRÁFICO 20: Equipo LiFi-XC Access Point ........................................ 76

GRÁFICO 21: Equipo LiFi-XC Station .................................................. 76

GRÁFICO 22: Llave Li-Fi para GEOLiFi ................................................ 77

GRÁFICO 23: Diseño de la red Li-Fi en la sala de Profesores de la

carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la

Universidad de Guayaquil ..................................................................... 79

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XX

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

ESTUDIO DE LA FACTIBILIDAD SOBRE EL USO Y

SEGURIDAD IMPLICADOS EN LA TECNOLOGÍA LI-FI (LIGHT

FIDELITY) CONTRA LA TECNOLOGÍA WI-FI (WIRELESS

FIDELITY)

Autores: Alvarado Falcón Karen Daniella

Litardo Moyano Boris Andrés Tutor: Ing. Israel Ortega Oyaga

RESUMEN

El presente estudio tiene como finalidad evaluar las tecnologías

inalámbricas actuales que utilizan las ondas electromagnéticas como su

medio de transmisión como lo es la tecnología WI-FI (Wireless Fidelity) que

permite la conexión de diferentes dispositivos electrónicos sin necesidad de

tener cables que permitan su comunicación, según estudios se ha

comprobado la falta e incremento de la inseguridad día a día, además de

ser perjudiciales para el medio ambiente y para las personas debido al

campo de energía que éstas utilizan. Lo que se trata de evaluar en el

presente proyecto es una tecnología que trate de mitigar los que presenta

la tecnología WI-FI por lo que se realiza una comparación con otra

tecnología como lo es LI-FI (Light Fidelity) siendo también inalámbrica por

la ausencia de cables para realizar la transferencia de datos y que en lugar

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XXI

de utilizar ondas electromagnéticas, utiliza la luz como su medio me

transmisión lo cual permite que se alcancen velocidades hasta 10 veces

más elevadas que WI-FI, que no provoquen daño alguno al medio ambiente

(crecimiento de vegetación) ni a las personas que se encuentran cerca de

esta tecnología (dolores de cabeza, falta de crecimiento de huesos en los

niños), y que los usuarios al momento de conectarse a esta red se sientan

más seguros de compartir información de un dispositivo a otro debido a su

corto alcance y al no traspasar paredes permite un mayor control de las

personas que puedan acceder a esta red y por ende mayor seguridad.

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XXII

UNIVERSITY OF GUAYAQUIL FACULTY OF MATHEMATICAL AND PHYSICAL SCIENCES

ENGINEERING CAREER IN NETWORKING AND TELECOMMUNICATIONS

STUDY OF THE FEASIBILITY OF USE AND SECURITY

INVOLVED IN LI-FI TECHNOLOGY (FIDELITY OF LIGHT)

AGAINST WI-FI TECNOLOGY (WIRELESS FIDELITY)

Authors: Alvarado Falcón Karen Daniella

Litardo Moyano Boris Andrés Tutor: Ing. Israel Ortega Oyaga

ABSTRACT

The present study aims to evaluate the current wireless technologies that

electromagnetic waves as their means of transmission as is the WI-FI

technology that according to studies has proven the lack and increase of

insecurity day by day, besides being harmful to the environment and to

people due to the field of energy. What we are trying to evaluate in this

project is a technology that focuses on the technology that can be used with

WI-FI technology that can be used with other technologies. Light as its

medium allows me to transmit and allows it to reach up to 10 times higher

than WI-FI, which does not cause any damage to the environment or people

who are near this technology, and users at the time of This is the safest

version of this site, which allows users access this network and therefore

greater security.

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1

INTRODUCCIÓN

Con el pasar de los años aumenta la demanda de proveer conectividad a

internet, en sus principios solo estaban conectados unos cuantos ordenadores

por cable de red, pero al aumentar el número de ordenadores y dispositivos

como celulares inteligentes, tablets, surgió la necesidad de implementar una

señal inalámbrica que use las ondas de radio para que estos dispositivos se

enlacen a internet dándoles la libertad de poder moverlos libremente dentro

del rango permitido.

Estas señales de radio comenzaron a presentar problemas de seguridad y

saturación de la frecuencia 2,4 GHz, esto se debe a que los electrodomésticos

como televisores inteligentes, refrigeradoras, entre otros, requieren estar

conectados a internet y también distintos dispositivos usan esa misma

frecuencia, después aumentó la demanda de archivos multimedia de alta

definición, haciendo que la velocidad que brinda la tecnología WI-FI ya no sea

suficiente viéndose forzado a buscar nuevas alternativas.

La idea para solucionar estos problemas surgió del profesor PhD. Harald

Haas de nacionalidad alemana, quien propuso usar la luz visible como medio

de transmisión, ya que nada puede viajar más rápido que la luz. Usando los

LEDS para propagar la señal que son de bajo consumo energético,

solucionando el problema de consumo de energía por los equipos WI-FI y

eliminando las ondas electromagnéticas, haciendo que esta alternativa sea

eco amigable con el planeta. La tecnología LI-FI entre sus novedades presenta

una alta velocidad en comparación con otras tecnologías, la alta seguridad de

LI-FI se debe a que no traspasa las paredes, eliminando el acceso a posibles

atacantes informáticos.

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2

Para establecer este caso de estudio se lo ha dividido en cuatro capítulos.

El capítulo 1 plantea los problemas que presentan las redes WI-FI en la

actualidad. La interferencia, privacidad, seguridad, velocidad de transmisión

de los datos, la saturación del espectro de frecuencia e impacto en el medio

ambiente. Se plantea los conflictos en la seguridad al ser su protocolo WPA2

conocido como el más seguro que ha sido cifrado trayendo como

consecuencia que la información del usuario esté expuesta. Se definirán los

objetivos, alcances y justificación de este nuevo método de conexión.

En el capítulo 2 define los antecedentes del estudio donde se muestra que

el electromagnetismo de los dispositivos inalámbricos afecta el crecimiento

normal de las plantas, de los niños y fetos, es por eso que se ha dejado de

usar en los hospitales. La fundamentación teórica explica en detalle el

funcionamiento, evolución y seguridad de las tecnologías WI-Fi y LI-FI. La

fundamentación social explica por qué es una buena alternativa LI-Fi para

evitar que los usuarios naveguen a bajas velocidades. La fundamentación

legal que rige el uso del espectro.

En el capítulo 3 se habla sobre las técnicas que se va a utilizar para

recolectar información, en este caso se utilizó las encuestas, donde fue

orientada a los estudiantes de sexto, séptimo y octavo semestre de la carrera

de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones para así poder evaluar el

nivel de conocimiento que tienen los encuestados sobre las tecnologías

inalámbricas actuales y tecnologías inalámbricas en desarrollo como LI-FI.

Con los datos de la encuesta se procedió a aplicar el método de chi cuadrado

en donde se relacionó la primera y quinta pregunta de la encuesta, lo cual al

desarrollar el método se detectó una clara dependencia de la inseguridad que

tienen los encuestados al utilizar la red inalámbrica de la carrera de Ingeniería

en Networking y Telecomunicaciones y la aceptación de una nueva propuesta

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3

tecnológica más segura y que llega a ser 10 veces más rápida que WI-FI. En

este capítulo se detallan los resultados que alcanzaron alta aceptación por

parte estudiantes de esta carrera.

El capítulo 4 se establece una comparación entre las tecnologías LI-FI y

WI-FI donde se detalla su rango de alcance, velocidad de transmisión, medio

de transferencia entre otras, definiendo las claras ventajas que tiene LI-FI

frente a WI-FI concluyendo que su principal ventaja es la velocidad y costo

energético, así como también se nombran sus desventajas. Se define el costo

para realizar el estudio y su beneficio, se eligió la sala de profesores de la

carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones para efectuar una

propuesta tecnológica usando LI-FI, se procedió a elegir los equipos LI-FI y

detallando cada uno de ellos para poder efectuar un diseño óptimo realizando

así los entregables del proyecto según la metodología PDIOO, además se

realizó su criterio de validación y aceptación.

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CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Ubicación del problema en un contexto

La forma en la que viajan la comunicación de datos y la información a nivel

mundial, han evolucionado con el transcurso del tiempo, usando como medio

de conexión las redes cableadas y manteniéndose durante un largo periodo.

Estas redes cableadas cuyo uso van desde la comunicación intercontinental

utilizando ya sea cobre o fibra óptica, hasta comunicarse con distintos

dispositivos dentro de las oficinas, con el pasar del tiempo se vio la necesidad

de que estos dispositivos sean móviles para lo cual las redes cableadas no

eran una de las mejores opciones, por lo tanto se comenzó a usar una nueva

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tecnología que permitía la comunicación inalámbrica, dicha tecnología pasó a

convertirse en un importante avance tecnológico.

La tecnología inalámbrica que permitió que los dispositivos sean móviles sin

perder la conexión a internet se denomina WI-FI, ésta se volvió parte de

nuestra vida cotidiana tanto así que pasó a ser uno de los servicios básicos,

estando presente en nuestro diario convivir. WI-FI al estar presente en

nuestras vidas cotidianas y con un número de usuarios abundantes, hace que

la mayoría de la población desconozca sus riesgos y se vea afectada por su

uso, generando problemas. Mencionando así problemas desde la seguridad

de la red hasta problemas de salud y crecimiento de las plantas.

Dentro de los problemas que están presentes en las redes inalámbricas WI-

FI tenemos:

La interferencia, al ser las ondas de radio el medio de trasmisión de varios

dispositivos y también usadas por la tecnología WI-FI, éstas se ven afectadas

por interferencias.

La Privacidad y seguridad, al poder las ondas electromagnéticas pasar

paredes hace que esta red sea vulnerable para los intrusos.

La velocidad en la transmisión de datos, conforme va pasando el tiempo

todo se guarda en la nube y cada vez los datos tienen más peso de

almacenamiento por lo cual se necesita más velocidad de transferencia y las

redes WI-FI convencionales están llegando a su límite.

El espectro de frecuencia de las redes WI-FI está llegando a su límite

permitido y provocando saturaciones de las frecuencias usadas por la

tecnología WI-FI.

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Otro problema que surge con WI-FI es que afecta el crecimiento de las

plantas, por ende, reduce la vegetación; afecta a las mujeres embarazadas y

el crecimiento del bebé; estas dos últimas crean un problema en los

hospitales.

Situación conflicto. Nudos críticos

El problema surge en la seguridad de la red, la tecnología WI-FI hoy en día

ya no es tan segura como lo era en el pasado ya que su protocolo de seguridad

WPA2; uno de los más confiables, ha sido cifrado, dando lugar a que la

información que viaja por dicha red WI-FI sea vulnerable, exponiendo así las

claves de cuentas de crédito, correo y cualquier tipo de información que viaje

por este medio.

La radiación por ondas de radio que difunde WI-FI hace que afecte el

crecimiento de plantas y animales, estas ondas también han incrementado

las enfermedades en las personas tales como el aumento del estrés, dolores

de cabeza, se le atribuye el aumento del cáncer, afecta a las mujeres

embarazadas y el crecimiento natural de los huesos en el niño.

LI-FI es una tecnología relativamente joven que usa el espectro de luz

visible, lo que la hace es más segura y que no afecte a la salud de las

personas; pero tienes inconvenientes que la limitan a espacios cerrados y con

línea de vista entre dispositivos.

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Causas y consecuencias del problema

CUADRO 1: Causas y Consecuencias del Problema

CAUSAS CONSECUENCIAS

La señal inalámbrica WI-FI es

producida por las ondas

electromagnéticas.

Trae problemas para la salud del

ser humano y también afecta el

crecimiento natural de las plantas.

Los protocolos de seguridad que

usa la tecnología WI-FI han sido

cifrados.

Queda expuesta la información que

está viajando por la red inalámbrica

WI-FI.

Las ondas de radio WI-FI pueden

atravesar paredes.

La red inalámbrica WI-FI queda

expuesta al exterior a posibles

atacantes.

El ancho de banda WI-FI es

errado.

Los datos no se trasmiten a una

velocidad esperada.

WI-FI pierde la señal a mayor

distancia de su punto de origen.

Errores de conexión y poca

velocidad de datos a mayores

distancias.

La red se colapsa al exceder el

número de usuarios.

Muchos usuarios se quedan sin

internet al quedar consumido todo

el ancho de banda.

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Karen Alvarado y Boris Litardo.

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Delimitación del problema

CUADRO 2: Delimitación del Problema

Campo Telecomunicaciones

Área Redes de computadoras

Aspecto Redes inalámbricas

Tema Estudio de la factibilidad sobre el uso y seguridad

implicados en la tecnología LI-FI (Light Fidelity) contra la

tecnología WI-FI (Wireless Fidelity)

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Karen Alvarado y Boris Litardo.

Formulación del problema

¿Podrá LI-FI reducir, complementar o sustituir el impacto de las ondas

electromagnéticas e inseguridad de la información que está implicada por el

uso de WI-FI, afectando a la salud de las personas, crecimiento de las plantas

e información de los datos?

Evaluación del problema

Delimitado: El estudio realizado en base a la comparación de las

tecnologías inalámbricas LI-FI y WI-Fi, para determinar que tecnología

es aceptable para navegar con la mayor seguridad de datos y afectar

lo menos posible a los seres vivos.

Claro: Las redes inalámbricas tienen un alto impacto en la sociedad

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moderna, por eso su estudio y mejora aporta de manera significativa en

la vida de las personas.

Evidente: WI-FI se ha apoderado del mundo como uno de los

principales medios de conexión inalámbrica a internet, pero el avance

de la tecnología ha permitido que existan alternativas a este medio de

comunicación.

Relevante: El estudio de esta nueva tecnología (LI-FI) es altamente

relevante para promover los avances de la tecnología y los múltiples

benéficos para nuestra carrera y comunidad.

Original: El estudio abarca temas novedosos, los cuales no son parte

de los conocimientos de las distintas personas. En la actualidad la luz

visible con LEDS en los hogares no es vista como un medio de conexión

a internet, por lo tanto el estudio de esta rama se vuelve original.

Factible: La factibilidad de este estudio es posible debido a que la

información de estas tecnologías y los recursos económicos necesarios

están al alcance para poder ser desarrollada.

Identifica los productos esperados: Se obtendrá un estudio

documentado de las cualidades de las tecnologías LI-FI y WI-FI con el

fin de considerar si es posible el uso del LI-FI como nueva alternativa

para la comunicación de datos.

Alcances del problema

En el estudio del proyecto se comparará, diferenciará y se establecerá los

pros y contras de las tecnologías inalámbricas con más auge en la actualidad.

Estas tecnologías inalámbricas son WI-Fi con mucho más tiempo en el

mercado y LI-FI una tecnología relativamente nueva. El proyecto comparará

ambas tecnologías mediante un estudio para dar a conocer cual tecnología es

la recomendable en diversos escenarios.

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OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

Objetivo general

Elaborar un estudio sobre los alcances de desarrollo de la tecnología LI-FI

mediante la comparación con la tecnología WI-FI para tener un mayor

entendimiento y comprensión sobre su adecuado uso, los medios por los que

transmite datos y la seguridad de las dos tecnologías.

Objetivos específicos

Realizar una revisión bibliográfica con los elementos relacionados a la

tecnología LI-FI como su estructura, ventajas, desventajas, su uso y

seguridad.

Desarrollar un marco comparativo en base a las investigaciones

realizadas sobre la tecnología LI-FI y la tecnología WI-FI para poder

identificar de manera clara sus factores más importantes, así como sus

ventajas y desventajas.

Elaborar un estudio comparativo sobre los diferentes escenarios en

donde se podría considerar factible la implementación tanto de la

tecnología LI-FI como de la tecnología WI-FI.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN

Las redes inalámbricas propagadas por ondas electromagnéticas han ido

evolucionando, llegando a ser de suma importancia para nuestra vida

cotidiana; el medio inalámbrico más conocido para la transmisión de datos en

un área local es WI-FI, habitualmente usado para la conexión a internet. Este

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medio ayudó a conectar a distintos dispositivos como celulares, impresoras,

computadoras y otros, de una forma rápida y eficaz. Con el pasar de los años

la demanda de velocidad de datos es cada vez mayor, WI-FI a pesar de su

constante evolución ya no puede satisfacerla-abastecerla y su seguridad cada

día es más vulnerable, la ventaja de pasar paredes se ha vuelto a la vez una

desventaja y actualmente los atacantes pueden acceder a la red en la mayoría

de los casos sin ser detectados.

Su novedosa conexión por ondas electromagnéticas se han visto envueltas

en diversos males para el ser humano y también en el crecimiento normal de

las plantas, estas complicaciones hacen que las tecnologías inalámbricas

sigan evolucionando y que el mundo de las telecomunicaciones opte por un

nuevo método de conexión a internet, una de las alternativas fiables es LI-FI

usando la luz visible como medio de conexión hace que sea posible llegar 10

a 100 veces más rápido que WI-FI, al no poder pasar paredes hace que esta

desventaja se convierta en una oportunidad en cuanto a seguridad; a su vez

es amigable con el ecosistema por no usar las ondas electromagnéticas. LI-FI

a diferencia del WI-Fi puede ser usado en diversas áreas sensibles como en

el interior de aviones, tampoco produce interferencia con otros equipos

inalámbricos y alámbricos ya que no está en la banda de los 2,4ghz.

Este nuevo método de conexión ya lo están implementando varios países

en distintas áreas como en hospitales de Perpiñán-Francia, para que las

incubadoras y los recién nacidos no estén expuesto a las ondas microondas

WI-FI, esta novedosa alternativa hace posible que el estudio sea justificable

para el desarrollo de este presente trabajo.

Otra aplicación de la tecnología LI-FI se da en los aviones o incluso en los

trenes, se denominarían como estaciones de trabajo cada asiento de pasajero

para que así pueda tener acceso a internet de una forma más veloz y con

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mayor seguridad, además se toma en consideración que LI-FI no provoca

interferencias en ningún otro sistema que se encuentre en el interior de un

avión, esto debido a su medio de transmisión que es la luz que la hace ideal

para estos ambientes.

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CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO

El presente proyecto se apoya en las siguientes investigaciones:

Debido al magnetismo emitido por los dispositivos inalámbricos como el de

WI-FI, en varios experimentos con plantas; se observó que éstas bajan su

rendición en el momento de realizar su crecimiento normal cerca de algún

router y llegando al punto de que se sequen y mueran en un par de semanas

indicando con esto que el magnetismo o radiación que emana también podría

afectar al ser humano, ya que se encuentra en constante cercanía con muchos

dispositivos a su alrededor sean celulares, antenas, televisores, entre otros.

Cabe decir que esto podría generar enfermedades en el ser humano con el

paso del tiempo como ya ha habido ciertos casos y demandas. (Lopez, 2016)

En la Universidad Nacional de Pukyong de Corea del Sur, se usan

tecnologías actuales para eliminar los cables en electroencefalogramas, el

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grupo de investigadores liderado por Yeon Ho Chung realizaron las primeras

pruebas con la luz visible como medio de transmisión inalámbrico a una

distancia de medio metro, estas señales deben ser amplificadas ya que son

menos de 100 milivoltios lo que las hace muy débiles antes de ser mandadas

por los distintos canales de luces LED, para reducir la tasa de error que se

genera con estas señales se han aplicado filtros de colores dando como

resultado una señal más fiable. Al tener en los hospitales

electroencefalograma sin cables hace que la experiencia de los pacientes sea

menos traumática. También se está probando electrocardiogramas con LI-FI,

en la misma universidad pero con otro grupo de investigadores, en el futuro

estos dispositivos ya no provocaran interferencia con otras señales y podrán

mejorar su diseño. (Penalva, 2015)

Es un hecho que la tecnología LI-FI es mucho más rápida que la de WI-FI.

Esta última tecnología, para establecer conexión utiliza las ondas de radio que

no son visibles para el ser humano mientras que el LI-FI utiliza la luz visible

para establecer la conexión, al necesitar que la luz esté constantemente

encendida provoca inconvenientes para el usuario. Sin embargo la solución a

este problema nace en la Universidad de Eindhoven por parte de Joanne Oh,

al sustituir las luz visible de las bombillas por los rayos infrarrojos obteniendo

conexiones superiores a los 40 Gbps a una distancia de 2,5 metros,

transmitiendo a una longitud de onda no visible para el ojo humano usando

pequeñas antenas para distribuir la señal infrarroja, esta señal no es perjudicial

para las personas y tiene bajo consumo energético. (Álvarez , 2017)

Un estudio afirma que los niños que están expuestos en constante

radicación microondas como las que generan los equipos WI-Fi se ven

afectados en mayor parte que los adultos pero eso no quiere decir que no

están en riesgo. Este estudio lo llevó a cabo IARC en el cual señala que la

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radiación emitida por estos equipos es absorbida en mayores cantidades por

los niños y los fetos están a un mayor peligro, esto se debe a que sus tejidos

y huesos son más delgados en especial los del cráneo permitiendo una mayor

absorción. El estudio recomienda a las madres y mujeres embarazadas

exponer a sus hijos lo menos posible al WI-FI así mismo recomienda que las

escuelas y jardines no usarlo. Es por eso que en algunos países como Francia,

Suecia ya no usan esta red inalámbrica en sus escuelas y lugares públicos.

(L. Lloyd, Santosh , & Devra Lee, 2014)

La compañía Oledcomn especialista en la comunicación por luz haciendo

uso de la tecnología LI-FI, hizo uso de un Smartphone con sistema operativo

Android sin marca en específico, modificando el hardware, cambiando la

cámara frontal por un sensor de luz, también hizo lo mismo con una Tablet,

esta modificación permitió que los dispositivos puedan captar la señal LI-FI

emitidas por unas lámparas LED, haciendo uso del dispositivo efectuó diversas

acciones como la reproducción de video, música y mostrar imágenes, todo

esto a velocidades superiores a los 10 Gbps, mostrando así el potencial de

dicha tecnología. La compañía también mostró un pequeño dispositivo que

incorpora un sensor de luz y una salida de Jack 3.5 macho que puede

conectarse a los celulares como si fuera un auricular, haciendo uso de una

aplicación pre-instalada en el teléfono móvil también se podrá establecer

conexión con LI-FI. (Rigg, 2014)

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FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

TELECOMUNICACIONES

El inicio de las telecomunicaciones surge a partir de la necesidad que tenían

dos o más personas para comunicarse, la primera forma se da mediante las

señales de fuego y de humo para así poder entregar mensajes sencillos a

diferentes lugares y a diferentes tipos de personas. Fue Claude Chappe nacido

el año 1763 en Brûlon, Francia; quien en 1792 junto a sus hermanos inauguró

el primer sistema regular de telecomunicación o llamado también telegrafía

óptica que consistía en dos brazos conectados por medio de un travesaño.

Con la aparición del ferrocarril a inicios del siglo XIX, las personas sintieron

la necesidad que la comunicación se diera con mayor velocidad, es por esto

que con el pasar de los años aparece una nueva forma de enviar y recibir

mensajes denominada el telégrafo eléctrico. Fue Joseph Henry, quién nació

en New York en 1797; la persona que creó el primer telégrafo electromagnético

en el año 1.831 y en su posterioridad realizó mejoras para que lograra alcanzar

distancias muy largas. (Macho, 2013)

Debido a la aparición del telégrafo electromagnético y a que Henry no

mejoró ni patentó su idea, fue Samuel Morse nacido en el año de 1.791 en

Charlestown quien lo mejoró con ayuda del propio Henry e hicieron pública su

idea en 1837, este sistema consistía en señales o pulsos que se enviaban por

medio de un cable y utilizando la tierra como su segundo conductor para así

poder accionar los pulsos por medio de una llave que va a abrir y cerrar el

circuito eléctrico. (Rengifo, 2016)

El teléfono fue inventado en el año 1871 por Antonio Meucci, esta idea nació

debido a la necesidad de poder comunicarse con su esposa quien sufría de

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reumatismo consistía en un elemento vibrador unido a un imán, pero fue

Graham Bell quién patento esta idea en el año 1876 cuando descubrió que

para realizar la transmisión de la voz humana se podía utilizar únicamente

corriente continua y permitía enviar la señalización por medio de un hilo de

cobre, es Bell a quien se lo conoce como el padre del teléfono. (sofiatm_, 2016)

Luego de la aparición del teléfono en el mismo año gracias a Bell se dio

también la primera central telefónica en Connecticut constando con 21

abonados, habiendo pasado ya 5 años desde la creación del primer teléfono y

de la central telefónica surgió una nueva patente gracias a Graham Bell que

en este caso constaba de un teléfono que constaba con 2 hilos de cobre.

(Joskowicz, 2015).

La aparición de los primeros medios inalámbricos se dio a causa de la

Segunda Guerra Mundial debido a la gran necesidad de comunicación que

tenían las personas en ese entonces, en el año 1970 aproximadamente fue

cuando Martin Cooper creó el primer teléfono celular que contaba con un gran

volumen, peso y cabe destacar que su batería solo duraba 20 minutos lo cual

era una gran desventaja.

A continuación, se muestra una clasificación de la telefonía móvil:

PRIMERA GENERACIÓN.

Esta generación apareció en el año 1979 y fue diseñada únicamente para

poder realizar transmisión de voz con una velocidad únicamente de 2,4 kbps

y se podía considerar que la seguridad en la aparición de esta generación no

existía.

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Segunda Generación

Una nueva generación apareció en el año de 1990 y su principal

característica fue ser digital, contaba con la tecnología GSM (Global System

for Mobile Communications) permitiendo así alcanzar velocidades mucho más

altas para transmisión de voz que la primera generación llegando hasta 64

Kbps, pero con la desventaja que se limitaba en la trasmisión de datos. Luego

de la aparición de la tecnología GSM aparece la generación 2.5 (GPRS) con

una velocidad que alcanza los 144 Kbps la cual muchos proveedores de

servicios de telecomunicaciones optarán por esta tecnología ya que permitía

realizar un cambio más rápido y también más económico a la tecnología 3G.

Tercera Generación

En el año 2000 aparece la tecnología UMTS o también conocido como

tecnología W-CDMA, esta tecnología tiene por característica principal una

mayor velocidad en cuanto a internet alcanzando una velocidad de hasta

2MBPS, teniendo también capacidades multimedia y una mejor calidad en

cuanto a voz.

Cuarta Generación

En esta generación se logran alcanzar velocidades de hasta 1 Gbps,

obteniendo una mayor seguridad en cuanto a la transmisión de información y

a su calidad de servicio (QoS).

TECNOLOGÍA INALÁMBRICA

En la actualidad se puede definir como una comunicación inalámbrica a la

forma de poder comunicarnos con uno o más dispositivos ya sean estos

móviles como una Tablet o un Smartphone con varias personas al mismo

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tiempo sin necesidad de estar conectados por medio de cableado más bien

utilizando ondas electromagnéticas, gracias a los avances tecnológicos una

persona puede estar conectada en prácticamente cualquier lugar del mundo y

tener comunicación con cualquier familiar, amigo o trabajo sin ningún

inconveniente. (Vialfa, 2017)

Pero para que la comunicación se pueda dar tanto en el hogar, trabajo,

escuelas o distancias geográficamente más grandes nacen con los años una

serie de redes inalámbricas que abarca desde la distancia más corta hasta

distancias que recorren kilómetros, este tipo de redes se detalla a

continuación:

GRÁFICO 1: Redes Inalámbricas

Fuente: http://es.ccm.net/contents/818-redes-inalambricas Elaborado por: Karen Alvarado y Boris Litardo

REDES WBAN.

Llamadas también redes de área corporal, este tipo de redes tienen un

alcance entre 1 y 2 metros pueden estar conectados desde celulares hasta

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dispositivos simples como un auricular, su mayor aplicación se da en el ámbito

de la salud ya que pueden monitorear absolutamente todas las funciones del

cuerpo humano. No se puede confundir una red WBAN de una red WPAN ya

que una red WBAN va a interconectar distintos dispositivos utilizados o

adheridos al cuerpo humano con una distancia no mayor a 2 metros, mientras

que la red WPAN alcanza cientos de metros. (Villegas Méndez, 2017)

Cabe también mencionar ciertas limitaciones que podemos encontrar en

este tipo de redes como:

Limitaciones en cuanto a la capacidad de energía que pueden

almacenar debido al tamaño pequeño de sus dispositivos, si bien se lo

utiliza en el área de la salud al tener implantado un dispositivo en el

cuerpo humano este tendría que ser reemplazado.

La señal de transmisión debe ser baja para reducir en gran manera

cualquier tipo de interferencia que pueda ocasionar y también evitar

todo tipo de atenuación.

Los nodos implantados van a resultar difícil reemplazarlos.

REDES WPAN

Este tipo de redes pueden llegar a cubrir una distancia de hasta 10 metros

y se utiliza diferentes dispositivos portátiles como impresoras,

electrodoméstico o dispositivos móviles sin tener que utilizar un medio físico

como el cable. Una de las tecnologías utilizadas en las redes WPAN es el

Bluetooth lanzado en el año 1994 por Ericsson, este tipo de tecnología tiene

un bajo consumo de energía, nos va a permitir transmitir información a

distancias de hasta 100 metros usando el estándar IEEE 802.15.1 y operando

en la banda de los 2.4 GHz. (Siancas Vite, 2017)

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También se menciona la tecnología HomeRF lanzada en el año 1998 y

abandonado en el año 2003, tenía un alcance entre 50 a 100 metros con una

velocidad de 10 Mbps, otra tecnología es ZigBee que usa el estándar IEEE

802.15.4 su uso se puede dar por el ahorro de energía que este tipo de

tecnología implica y por su muy bajo costo, ZigBee va a funcionar en la banda

de 2,4 GHz además logra alcanzar una velocidad de transferencia de 250kbps

teniendo una distancia de alcance de hasta 100 metros.

REDES WLAN

Las redes inalámbricas de área local permiten una comunicación

inalámbrica punto a punto (peer to peer), este tipo de red permite transmitir

información en tiempo real en cualquier edificio que esta se encuentre

implementada o también dentro de cualquier oficina, para poder transmitir

información este tipo de red va a utilizar ondas de radio teniendo una velocidad

de transmisión entre 11 a 54 Mbps, un coste de instalación bajo, una

flexibilidad alta, alta escalabilidad y una fácil configuración e instalación.

(García Villegas, 2013)

Ventajas

Cualquier persona que quiera acceder a la red WLAN lo harán desde

cualquier lugar sin necesidad de movilizarse a cualquier otro lado y

acceder a la información que ellos requieran en tiempo real.

Al ser inalámbrica no se necesita de cables, esto va a permitir que

cualquier terminal se pueda reubicar sin ningún inconveniente.

Las redes WLAN tienen un bajo coste de instalación en comparación a

las redes LAN ya que estas no utilizan cable y con el pasar de los años

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se pueden reubicar equipos sin que estos supongan un coste mayor.

Desventajas

Ciertos dispositivos tecnológicos pueden causar interferencia en este

tipo de redes inalámbricas ya sean los monitores que se usan para

vigilar a los bebés o también los teléfonos inalámbricos.

En cuanto a seguridad, se deben utilizar algoritmos de cifrado para así

evitar cualquier persona pueda acceder a nuestra información de

manera ilegal.

Usualmente una rede WLAN puede llegar a los 200 o 300 metros de

límite, esto implica que deben posicionar o ubicar adecuadamente el

router o punto de acceso inalámbrico para que en caso de una empresa

tenga alcance en todas sus instalaciones.

A continuación, se detalla las tecnologías implicadas en las redes WLAN:

CUADRO 3: Tecnologías WLAN

802.11 802.11b 802.11a 802.11g HiperLAN2

Origen IEEE IEEE IEEE IEEE ETSI

Frecuencia 2.4GHz 2.4GHz 5GHz 2.4GHz 5GHz

Transferencia capa física

2 Mbps 11 Mbps 54 Mbps 54 Mbps 54 Mbps

Orientado a Conexión

No No No No Si

Inicio 1997 1999 1999 2003 2003

Fuente: hdl.handle.net Elaborado por: Karen Alvarado y Boris Litardo

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REDES WMAN

Las redes inalámbricas de área metropolitana son aquellas que van a

garantizar la comunicación en distancias geográficas de máximo 50 km o

interconectar varias redes LAN, este tipo de red se encuentran basada en el

estándar IEEE 802.16 o también conocido como WiMAX que posee una

arquitectura punto – multipunto lo que permite que las redes WMAN tengan

una alta tasa de transmisión de datos.

WiMAX

Se puede decir que WiMAX es similar a la tecnología WI-FI con la

diferencia en las distancias de alcance ya que WiMAX permite que se obtenga

una tasa de transmisión que puede llegar hasta los 70 Mbps en distancias de

hasta 50 km a un sin número de usuarios desde una estación base.

WiMAX opera en dos bandas de frecuencia, la primera de 2GHz a 11GHz y

la segunda de 10GHz a 66GHz; en su primera frecuencia se puede tener un

equipo en el interior de un edificio y poder comunicarse con una torre/antena

que se encuentra en el exterior del mismo llamando a esto sin línea de visión

directa, al tener una frecuencia baja no van a tener perturbaciones por el

obstáculo físico que representa atravesar un edificio; en cuanto a la segunda

frecuencia se va utilizar con línea de visión directa entre torres/antenas para

así poder tener una comunicación mayor en distancias más grandes (50 km).

(Salazar, 2016)

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GRÁFICO 2: Tecnología WiMAX

Fuente: Datos de la investigación

Elaborado por: Karen Alvarado y Boris Litardo

REDES WWAN

Este tipo de redes van a lograr sobrepasar los 50 kilómetros de distancia en

cobertura, son sistemas basados más a la telefonía móvil y también son

ideales para cubrir ciudades o incluso para países. Existen varios tipos de

tecnologías destacadas en las redes WWAN como se detalla a continuación:

AMPS.

Este tipo de tecnología fue aplicada por primera vez en el año de 1982 en

Estados Unidos, este tipo de tecnología utilizaba una banda de frecuencia de

20 MHz que a su vez estaba compuesta de 666 canales cada uno de ellos

contaba con espacios de 30 KHz, ya se lograron utilizar dispositivos más

económicos y pequeños con potencias que rondaban entre los 0,6 a 3 watts.

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GSM

GSM nació en el año de 1982 en Europa, esta tecnología permite la

trasmisión de SMS (servicios de mensajes cortos), mensajes multimedia,

datos y fax, GSM permite la comunicación de varias personas a nivel mundial

teniendo su propio equipo y su propio número de teléfono (CHIP) funcionando

en la banda de 900 MHz o también en la banda de 1800 MHz, tiene una

cobertura de 1 a 5 km y con una velocidad máxima de transmisión de datos es

de 9.6 Kbps. (Guanotoa Pachacama, 2016) (Soncco Huisa, 2014)

GPRS

Se considera a GPRS una tecnología intermedia entre GSM y UMTS debido

a que los proveedores al querer implementar la tecnología UMTS lo podían

hacer de una forma más rápida y a su vez más económica, es un servicio que

se encuentra orientado a radioenlace que va a permitir una mejor conmutación

de paquetes, GPRS permite velocidades desde los 5,6 kbps a 14,4 kbps. Con

la tecnología GPRS se accedía a un sin número de servicios como: WAP,

SMS, MMS, Internet, correo electrónico y navegar en la web.

UMTS

Al hablar de UMTS o también conocido como W-CDMA se trata con la

tercera generación en telefonía móvil, tiene como principales características:

Velocidad de transmisión de datos: Vehículos a gran velocidad de 144

Kbps y a personas recorriendo áreas pequeñas o encontrándose en un

solo lugar de 384 Kbps.

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Una calidad de voz superior a las tecnologías anteriores llegando a

igualar a la de una red telefónica.

Otorga a los usuarios móviles un incremento en su velocidad de hasta

2 Mbps.

Puede soportar una gran variedad de dispositivos móviles.

Flexibilidad en cuanto a aplicación o introducción de nuevos servicios y

otro tipo de tecnologías.

Transmisión de audio y video en tiempo real.

LTE

El inicio de esta tecnología se da aproximadamente en el año 2010 en

Japón, pero en Ecuador se da a partir del año 2014, con el pasar de los años

se produce una mayor demanda en cuanto a capacidad de ancho de banda

mayor a la tercera generación, LTE cuenta con las siguientes características:

Tiene una latencia inferior a 100ms en modo standby y en modo activo

inferior de 10ms.

Tasa de datos: Usuarios fijos downlink de 1 Gbps y en uplink de 500

Mbps, usuarios móviles downlink de 100 Mbps y uplink 50 Mbps.

Trabaja en frecuencias de 1,4 Mhz hasta los 20 Mhz.

Tienen un costo de instalación y costos de operación bajos.

Llegan a cubrir distancias de hasta 100 km con un rendimiento

aceptable y una conexión mantenida en usuario que se encuentran

movilizándose hasta 500 km/h.

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CUADRO 4: Comparación de tecnologías por generación

1G 2G 2.5G 3G 4G

Tecnología AMPS GSM GPRS UMTS LTE

Año de inicio 1982 1990 2001 2002 2010

Ancho de Banda

1,9 Kbps

9,6 Kbps

144 Kbps 2 Mbps 200 Mbps

Servicio Voz Voz y SMS

Acceso a internet y correo electrónico.

Alta calidad en audio, video y datos

Mayor calidad, más distancia de alcance

Multiplexación FDMA TDMA, CDMA

TDMA, CDMA

CDMA CDMA

Núcleo PSTN PSTN PSTN y red de datos

Red de datos

Internet

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Karen Alvarado y Boris Litardo

TECNOLOGÍA WI-FI

ETIMOLOGÍA DE WI-FI

El consorcio WECA conocida en la actualidad como WI-FI Alliance le

encargo a la agencia de publicidad INTERBRAND, ponerle un nombre y logo

a su estándar IEEE 802.11b que sea fácil de recordar y corto, así que nace el

reconocido término, sustantivo común Wi-Fi, es reconocido por el diccionario

de la lengua española.

HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA WI-FI

En 1971 se creó la primera red de área local no cableada la cual permitió

comunicar los ordenadores que estaban ubicados en distintas Islas de Hawái,

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está WLAN se la nombró ALOHAnet creada por investigadores americanos.

La comisión de comunicaciones de Estados Unidos estableció las bases del

WIFI en el año 1985, asignado las frecuencias de la banda ISM (industrial,

Científico, Médico) y características que debe poseer las redes inalámbricas.

La comunicación inalámbrica en el año 1991 tiene velocidades muy bajas

alrededor de 5 Mb/s, en este mismo año se crean los principios para el

estándar 802.11 por parte de las empresas AT&T y NCR, estableciendo las

normativas que rigen las comunicaciones inalámbricas.

El estándar 802.11 fue creado en el año 1997 por parte del instituto de

ingenieros eléctricos y electrónicos conocida generalmente como IEEE. Las

empresas Nokia, 3Com, Intersil, Symbol Technologies, Lucent Technologies y

Airones crean WECA en el año 1999, esta asociación sin ánimos de lucro tiene

la finalidad de hacer que todos los dispositivos inalámbricos sean compatibles

con el estándar 802.11, posteriormente WECA pasó a llamarse WI-FI Alliance

en el año 2003.

DEFINICIÓN DE WI-FI

Es una tecnología inalámbrica que usa los infrarrojos o radio frecuencias

para establecer la comunicación entre equipos como celulares, tablets,

computadoras entre otros equipos compatibles con WI-FI. Esta tecnología se

la define con el protocolo IEEE 802.11, en este protocolo se encuentra un

conjunto de estándares inalámbricos. El uso de estas radio frecuencias

permite conectar a distintos dispositivos a la red con conexión internet sin

necesidad de cables, beneficiando a distintos usuarios y este servicio puede

ser gratis o pagado. Esto se debe a que emplea ondas electromagnéticas,

estas ondas pueden limitarse dependiendo de la distancia según su origen de

propagación y obstáculos como paredes.

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WI-FI nos brinda flexibilidad a distancias superiores de 100 metros siempre

y cuando no se vea afectada por obstáculos, pudiendo crear redes de área

local donde los cables no pueden llegar sin afectar su estructura permitiendo

la movilidad de los dispositivos conectados alrededor del Access Point. Estos

dispositivos conectados a la red inalámbrica podrán manejar una gran

variedad de aplicaciones, conectarse a internet a un ancho de banda

dependiendo del estándar que manejen.

WI-FI Y SUS ESTÁNDARES

Los estándares 802.11 son creados y conservados por la IEEE 802.11,

donde se define que están ubicados en dos capas de modelo OSI. La

arquitectura 802.11 se ubica en las capa de control de acceso al medio (MAC)

y la capa física (PHY), cualquier componente de estas arquitectura está

ubicado en una de estas capas.

GRÁFICO 3: Modelo de Referencia OSI

Fuente: http://es.ccm.net/contents/789-introduccion-a-wi-fi-802-11-o-wifi

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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Cada componente de esta arquitectura cumple con una especificación

dependiendo en la capa que esté ubicado, en la capa de enlaces de datos se

establece la interfaz que comunicará al bus con capa física. La capa física es

la encargada de las transmisiones de datos, definiendo las características de

señalización y modulación de ondas electromagnéticas.

La capa física define diversos estándares 802.1x, los cuales han ido a

evolucionando conforme a su requerimiento y tiempo, pueden variar en rango,

frecuencias y velocidad. En la actualidad los estándares que operan son los

802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n y 802.11ac.

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CUADRO 5: Estándares de la capa física

Estándares

Velocidad

Frecuencia

Compatibilidad con versiones anteriores

Descripción

802.11

2 Mbps

2,4 GHz y 2,5 GHz

No

Es el estándar original con el que se inició IEEE.

802.11a

54 Mbps

5 GHz

No

Usa velocidades reales a los 20 Mbps, contiene 12, 8 para redes inalámbricas y 4 para redes punto a ponto, creado en año 1999.

802.11b

11 Mbps

2,4 GHz

No

La primera mejora de 802.11 original, puedes trabajar a los 5,5 Mbps y 11 Mbps, fue creado en el año 1999 pero la comercialización de los dispositivos comenzó en año 2000.

802.11g

54 Mbps

2,4 GHz

802.11b

Fue creado en el año 2003, se comercializa en el mismo año que se creó, existen variantes que alcanzaron 108 Mbps.

802.11n

600 Mbps

2,4 o 5 GHz

802.11b/g

Esta mejora el rango de conexión hasta los 250m, que en versiones anteriores difícil era llegar a los 150m y usa la tecnología MIMO la cual usa varias señales y antenas tantos receptoras como transmisoras. Se creó en el año 2007.

802.11ac

1300 Mbps

5 GHz

802.11b/g/c

Redes inalámbricas compiten en velocidad con las cableadas por primera vez, fue creada en el año 2013.

Fuente: http://es.ccm.net/contents/789-introduccion-a-wi-fi-802-11-o-wifi http://www.rnds.com.ar/articulos/091/RNDS_088-090W.pdf

https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/100918/LM01_R_ES.pdf Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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ESTABLECER LA COMUNICACIÓN AL MEDIO.

La tecnología WI-FI para establecer la conexión utiliza el protocolo

CSMA/CA. Las siglas CA de este protocolo se refieren a prevenir colisión.

Estas pueden producirse por distintos motivos como interferencias,

dispositivos que no se pueden ver uno a otros y conforme el tráfico de la red

crece. Los dispositivos utilizados por esta tecnología no son capaces de usar

el mismo canal de radio para recibir y trasminar en tiempos iguales, ha esto se

le llama hasf-duplex. Al no poder recibir y trasmitir al mismo tiempo los hace

incapaces de poder detectar las colisiones, los ingenieros de la IEEE dieron

solución a este problema usando un mecanismo para poder evitar las dichas

colisiones, denominándolo DCF.

DCF soluciona las colisiones en los distintos dispositivos con tecnología WI-

FI al detectar que el canal no se esté usando, si es así empieza a transmitir de

lo contrario habrá una colisión. DCF tiene un tiempo aleatorio para volver a

intentar comunicarse pero primero buscara todas las trasmisiones.

Para establecer una conexión WI-FI se usan diversos componentes: puntos

de acceso (Access Point), Routers, antenas, tarjetas de red, en algunos

dispositivos de usuarios finales como celulares, tablets con WI-FI solo basta

con buscar el nombre de la red para establecer conexión, claro esta conexión

puede que tenga contraseña como no.

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GRÁFICO 4: Establecimiento de comunicación WI-FI

Fuente:https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/100918/LM01_R_

ES.pdf Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

SEGURIDADES WI-FI

El aire es accesible para todos y es donde se propaga WI-FI, donde la

transmisión de su señal es en todas las direcciones por lo cual es vulnerable

a posibles atacantes con el fin de obtener contraseñas, cuentas bancarias y

correo. Esto lo hace con cualquier dispositivos compatible que estén

escuchando la señal transmitida dentro del radio de difusión, se deben tomar

medidas más drásticas que las cableadas restringiendo a los dispositivos no

autorizados, codificando la señal, estableciendo contraseñas y usar protocolos

de seguridad dados por la IEEE. Los protocolos de seguridad WI-FI son WEP,

WPA, WPA2, estos protocolos cifran los datos, codifican la información que

transmite para proteger la confidencialidad de los usuarios.

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PROTOCOLOS DE SEGURIDAD WI-FI

Para lograr la confiabilidad de los datos se usan los protocolos de cifrado,

esto impide que cualquiera con un equipo compatible pueda conectarse a red

y lea todo el tráfico.

WEP

Las siglas tienen como significado Wired Equivalent Privacy, es el primer

estándar WI-FI creado en el año 1999. En sus inicios el protocolo WEP no era

tan seguro ya que su cifrado solo era de 64 bits por las restricciones de

Estados Unidos, después de un tiempo estas restricciones se levantaron y se

comenzó a cifrar a 128 bits 256 bits. El logaritmo WEP estaba en constante

actualización y también sus claves, crecían en tamaño y a pesar de esto con

el pasar de los tiempos se fueron descubriendo diversos fallos en su

codificación. También se vio afectado por la gran evolución de los ordenadores

que cada vez manejaban más cantidad de datos a mayor velocidad, hasta que

en el año 2001 el FBI mostró cómo era posible descifrarlo con tan sólo un

software libre en cuestión de minutos. Esto lo convirtió en un algoritmo

altamente vulnerable para la seguridad de sus datos y en el año 2004 se retiró

oficialmente de la WI-FI Alliance.

WPA

La empresa comercial WI-FI Alliance lanza el protocolo WPA para hacerle

frente a las vulnerabilidades que presentaba ya el protocolo WEP, fue lanzado

en el año 2003 con la clave de 256 bits. Este protocolo usa las claves

compartidas (PSK) se lo conoce también como WPA Personal, se utiliza en la

mayoría de aplicaciones. El protocolo determina si un mensaje fue capturado

y modificado por un atacante con la comprobación de integridad de mensajes,

intercambia las claves dinámicamente mediante el uso de TKIP (protocolo de

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integridad de datos), poco más tarde mejoro y paso a usar AES.

Este protocolo con el tiempo y a pesar de sus mejoras también se vio

afectado a diversos ataques, estos ataques en su mayoría no eran sobre su

logaritmo central sino que atacaban a un sistema adicional que salió en

marcha junto con WPA, este sistema es la configuración protegida de WI-FI

(WPS), era fácil de penetrar para poder conseguir establecer una conexión en

tan sólo minutos por eso se recomendó deshabilitar el WPS.

WPA2

En el año 2004 se lanzó el estándar 802.11i nombrado como WPA2 por la

acogida que tuvo el protocolo WPA, el estándar salió con el propósito de

solucionar los fallos de protocolo WEP y WPA. Este nuevo estándar acogió las

mejoras que ya tenía el protocolo anterior y actualizando el logaritmo de cifrado

AES permitiendo dividir la información del texto en pequeños bloques para

posteriormente cifrar cada uno de forma interactiva, además agregó un nuevo

protocolo denominado CCMP que tiene la finalidad de autentificar los

mensajes y su integridad.

El estándar WPA2 se ha visto afectado en la actualidad ya que la

información que viaja ha sido descifrada por un grupo de investigadores, el

ataque llamado KRACK (Key Reinstallation Attacks), permite ver la

información que viaja entre dos dispositivos conectados a nuestra red

inalámbrica usando un determinado Exploit.

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CUADRO 6: Protocolos de seguridad Wi-Fi

WEP WPA WPA 2

Cifrado RC4 RC4 AES

Longitud de clave 40 bits 128 bits y 40 bits 128 bits

Duración de la clave 24-bit IV 48-bit IV 48--bit IV

Integridad de datos CRC-32 Michael CCM

Control de claves Ninguna EAP EAP

Generación de claves

Estáticas Dinámicas Dinámicas

Distribución de claves

Manual Automática Automática

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

TECNOLOGÍA LI-FI

En el preciso momento en que las personas hablan sobre comunicación

inalámbrica se la relaciona con la tecnología WI-FI pero en la actualidad existe

otro tipo de tecnología inalámbrica que no es tan conocida y no tiene tanta

popularidad entre las personas como es la tecnología LI-FI que en lugar de

utilizar ondas de radio como lo hace WI-FI o Bluetooth, esta utiliza la luz como

su medio de transmisión. La comunicación visible de luz o VLC se refiere al

uso de la luz visible que se encuentre dentro del espectro electromagnético

para poder transmitir información, fue Harald Haas quien denominó a VLC

como LI-FI.

CREADOR DE LI-FI

El creador de la tecnología LI-FI es el ingeniero alemán que actualmente

labora como profesor en la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido, de

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nombre Harald Haas quien se lo reconoce como el padre esta tecnología,

Haas siempre ha tenido como objetivo tratar de mejorar y optimizar la

transmisión de datos entre dos o más dispositivos electrónicos.

Harald Haas se encarga de dirigir una gran variedad de investigadores y

estos lograron demostrar que cualquier bombilla LED podría ser capaz de

transmitir datos haciendo pequeñas variaciones en cuanto a su luz pero que

son imperceptibles al ojo humano, Haas afirma que a partir del año 2005 ya se

encontraría agotado todo el espectro radioeléctrico por lo que desarrollar y

fomentar la implementación de la tecnología LI-FI es de vital importancia,

además de ser más económico que WI-FI y a su vez más veloz. (Zuberoa,

2016)

GRÁFICO 5: Conexión Li-Fi

Fuente: www.areatecnologia.com

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

En el año 2012 se mostró por primera vez la tecnología LI-FI, pero fue

aproximadamente en agosto del 2013 cuando se demostró que con tan solo

un foco LED podía alcanzar una transmisión de 1,6 Gbps y al mes siguiente

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se comprobó que los sistemas VLC en su totalidad no requieren

necesariamente tener línea de vista y finalmente en octubre del mismo año

salió a la luz que fabricantes chinos estaban trabajando en este tipo de

tecnología fabricando kits para ser implementada en ambientes cerrados.

(Camargo Rodríguez & Guevara Penagos, 2014)

CARACTERÍSTICAS LI-FI

Dentro del espectro electromagnético existe un rango especial en el

que no se necesita ningún tipo de licencia (ICM) y es en dicho rango

donde se encuentra LI-FI que va desde los 400 THz hasta 800 THz.

Li-Fi puede operar en 3 tipos de topologías que son: estrella, peer-to-

peer y broadcast.

Gracias a la baja interferencia que posee la tecnología LI-FI, provee

anchos de bandas elevados para cualquier dispositivo.

Al trabajar LI-FI en la banda de frecuencia de 400 a 800 THz permite

que sea hasta 1000 veces mayor su ancho de banda que las

tecnologías de radio frecuencia.

GRÁFICO 6: Espectro electromagnético

Fuente: (Camargo Rodríguez & Guevara Penagos, 2014)

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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Con la utilización de cada LED se pueden alcanzar hasta una distancia

de 10 metros.

Al tener la señal LI-I una distancia de hasta 10 metros y ser utilizada en

espacios cerrados, es muy difícil llevar a cabo un espionaje o robo de

información a los usuarios conectados a esta red.

TOPOLOGÍAS DE RED

Según el estándar IEEE 802.15.7 establece que se puede utilizar tres tipos

de topologías que son:

TOPOLOGÍA PEER-TO-PEER

Este tipo de topología permite la conexión entre dispositivos, pero se debe

ser considerado como un controlador central denominado “coordinador”, al

establecerlo este permitirá la comunicación a otro dispositivo siempre y cuando

se encuentren dentro del área de cobertura.

GRÁFICO 7: Topología Peer-to-Peer

Fuente: Datos de la investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Coordinador

Dispositivo

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Topología Estrella

Cada topología en estrella formada trabaja independientemente de otras

redes que se encuentren cerca y funcionen con la misma topología, de la

misma forma que la topología peer-to-peer se debe establecer un coordinador

para que así diversos dispositivos puedan unirse a la red.

GRÁFICO 8: Topología estrella

Fuente: Datos de la investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Topología Broadcast

El dispositivo que será emisor podrá realizar la transmisión de señales

donde dicha comunicación será unidireccional y no se verá en la necesidad de

requerir una dirección destino, cabe destacar que se puede realizar la

transmisión sin necesidad de formar una red.

GRÁFICO 9: Topología broadcast

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Coordinador

Dispositivos

Coordinador

Dispositivos

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Arquitectura LI-FI

En este tipo de arquitectura según el estándar 802.15.7 establece dos capas

que van a tener como responsabilidad una función y así poder ofrecer servicios

para cada una de las capas superiores, estas son:

GRÁFICO 10: Arquitectura de la tecnología Li-Fi

Fuente: Datos de la investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Capa Física

Esta capa va a contener el transceptor de luz para que los dispositivos se

puedan comunicar y así servir como interfaz entre la capa MAC y la capa de

medios ópticos, la capa física va a ser responsable de:

Activar y desactivar un dispositivo conformado por un emisor y un

receptor llamado transceptor.

Transmitir y recibir los datos.

Una correcta sincronización

Corregir todos los errores existentes.

MAC

PHY PHY-switch

Optical-SAP

MEDIO ÓPTICO

.......

Cell

1

Cell 2

Cell N

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La capa física se divide en tres tipos llamados también PHY

PHY I: Se emplea esta capa para exteriores donde van a utilizar una

baja cantidad de datos, sus velocidades van desde 12 a 167 Kbps.

PHY II: Utilizado para interiores con una moderada transferencia de

datos cuyas velocidades pueden ir desde 1,25 a 96 Mbps.

PHY III: Se utilizan en aquellas aplicaciones que deseen alcanzar

velocidades de 12 hasta 96 Mbps. (Núñez Meléndez, 2017)

Capa MAC

La capa Mac es aquella permite el acceso al canal físico para que así se

puedan realizar todas las transferencias de datos necesarias y requeridas por

los usuarios, cumple las principales funciones:

Permite sincronizar y generar balizas cuando el dispositivo asignado es

coordinador.

Va a soportar la visibilidad y además estabilizar la función de color.

Da acceso al canal.

Asociación de un dispositivo cuando desee unirse a una red ya

existente y el coordinador lo permita y disociación cuando se culmina la

unión de dicho dispositivo. (Ley Bosch, 2015)

Funcionamiento

Para que se pueda realizar una transmisión de datos se necesita de

bombillas LED para poder enviar y recibir dicha señal, dichas bombillas se

pueden localizar en cualquier parte de una oficina, avión, entre otros; mientras

la luz se encuentre lo más lejana posible al color blanco cálido se podrá

obtener una mayor transmisión de datos ya que permite utilizar un mayor

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espectro de frecuencia. La tecnología LI-FI utiliza este tipo de bombillas LED

ya que tienen la capacidad de encenderse y apagarse rápidamente y además

permite crear los 1 y 0 binarios para transmitir los datos, se debe también

conectar un router a la red para que así el transmisor LIFI que se encuentra

en la bombilla LED pueda enviar la información a un dispositivo apto para

recibir la transmisión LIFI. (Velasco, 2014)

GRÁFICO 11: Funcionamiento de la tecnología Li-Fi

Fuente: http://www.animalpolitico.com/2014/11/li-fi-la-tecnologia-que-

convierte-la-luz-en-una-red-de-banda-ancha Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Seguridad LI-FI

Una de las principales características de la tecnología LI-FI es la seguridad

que brinda tanto para evitar el robo de información y también la seguridad en

cuanto a la vida de las personas ya que en los hospitales que hay dispositivos

que no permiten ningún tipo de interferencia por lo que LI-FI sería de gran

utilidad. A continuación se redacta de una manera más detallada la seguridad

que ofrece esta tecnología:

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La tecnología LI-FI es diferente a las redes inalámbricas que en la

actualidad se conocen, desde un punto de vista basado en su

seguridad, la direccionabilidad y también la visibilidad permite que si

algún dispositivo que no se encuentra autorizado ingrese a la red LI-FI

y sea detectado.

Las redes inalámbricas como WI-FI viajan a través de las paredes, lo

que permite que cualquier persona pueda acceder a esta. LI-FI tiene un

alcance de hasta 10 metros, la persona que quiera acceder a la red y

se encuentre dentro de la luz visible tendrá acceso, si hay una pared

que provoca que la luz no llegue hacia el dispositivo que soporta la

tecnología LI-FI, la persona no podrá acceder a la red. Esto es

beneficioso ya que siempre se va a tener conocimiento de quiénes

acceden o podrán acceder a la red y quiénes no.

Al momento no se han encontrado problemas de seguridad en cuanto

a la salud de las personas o problemas que afecten al medio ambiente.

Al ser LI-FI una tecnología que utiliza la luz como su medio de

transmisión y no las frecuencias de radio como WI-FI hace que no se

produzca ningún tipo de interferencia electromagnética lo que va a

permitir utilizar LI-Fi en hospitales sin ningún temor de afectación a

resonancias magnéticas, escáneres, entre otros.

Se puede obtener un mejor control y monitoreo de la información o

datos que viajan de un dispositivo a otro. (Camargo Rodríguez &

Guevara Penagos, 2014)

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FUNDAMENTACIÓN SOCIAL

La parte social de este estudio comparativo tiene impacto de suma

importancia en la Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones,

la misma que se beneficiará de los avances tecnológicos en cuanto a redes

inalámbricas como lo es LI-FI, la cual promete ser mucho más rápida que

WI-FI. En la actualidad dicha carrera utiliza WI-FI para dar acceso a internet

en gran parte de sus instalaciones, lo que provoca que en sus horas picos se

encuentre saturada. Justamente es aquí cuando interviene el LI-FI

compartiendo la carga de WI-FI y mejorando la conexión con los usuarios

finales teniendo así un impacto positivo y evitar que la red se sature.

FUNDAMENTACIÓN LEGAL

Constitución de la República del Ecuador

Sección Tercera

Comunicación e Información

Art. 16.- Todas las personas, en forma individual o colectiva, tienen derecho

a:

2. El acceso universal a las tecnologías de información y comunicación.

3. La creación de medios de comunicación social, y al acceso en

igualdad de condiciones al uso de las frecuencias del espectro

radioeléctrico para la gestión de estaciones de radio y televisión

públicas, privadas y comunitarias, y a bandas libres para la explotación

de redes inalámbricas.

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46

5. Integrar los espacios de participación previstos en la Constitución en

el campo de la comunicación.

Art. 17.- El Estado fomentará la pluralidad y la diversidad en la comunicación,

y al efecto:

1. Garantizará la asignación, a través de métodos transparentes

y en igualdad de condiciones, de las frecuencias del espectro

radioeléctrico, para la gestión de estaciones de radio y televisión

públicas, privadas y comunitarias, así como el acceso a bandas libres

para la explotación de redes inalámbricas, y precautelará que en su

utilización prevalezca el interés colectivo.

2. Facilitará la creación y el fortalecimiento de medios de comunicación

públicos, privados y comunitarios, así como el acceso universal a las

tecnologías de información y comunicación en especial para las

personas y colectividades que carezcan de dicho acceso o lo tengan de

forma limitada.

Sección Primera

Educación

Art. 350.- El sistema de educación superior tiene como finalidad la formación

académica y profesional con visión científica y humanista; la investigación

científica y tecnológica; la innovación, promoción, desarrollo y difusión de los

saberes y las culturas; la construcción de soluciones para los problemas del

país, en relación con los objetivos del régimen de desarrollo.

Art. 352.- El sistema de educación superior estará integrado por universidades

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47

y escuelas politécnicas; institutos superiores técnicos, tecnológicos y

pedagógicos; y conservatorios de música y artes debidamente acreditados y

evaluados.

Estas instituciones, sean públicas o particulares, no tendrán fines de lucro.

Sección Octava

Ciencia, tecnología, innovación y saberes ancestrales

Art. 385.- El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes

ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las

culturas y la soberanía, tendrá como finalidad:

1. Generar, adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos.

2. Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes ancestrales.

3. Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción

nacional, eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida

y contribuyan a la realización del buen vivir.

Art. 387.- Será responsabilidad del Estado:

2. Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la

investigación científica y tecnológica, y potenciar los saberes

ancestrales, para así contribuir a la realización del buen vivir, al sumak

kawsay.

3. Asegurar la difusión y el acceso a los conocimientos científicos y

tecnológicos, el usufructo de sus descubrimientos y hallazgos en el

marco de lo establecido en la Constitución y la Ley.

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LEY ORGÁNICA DE TELECOMUNICACIONES DEL ECUADOR

TITULO I

DISPOSICIONES GENERALES

CAPITULO I

Consideraciones Preliminares

Artículo 3.- Objetivos.

Son objetivos de la presente Ley:

1. Promover que el país cuente con redes de telecomunicaciones de

alta velocidad y capacidad, distribuidas en el territorio nacional, que

permitan a la población entre otros servicios, el acceso al servicio de

Internet de banda ancha.

TÍTULO II

REDES Y PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES

CAPÍTULO I

Establecimiento y explotación de redes.

Artículo 13.- Redes privadas de telecomunicaciones.

Las redes privadas son aquellas utilizadas por personas naturales o

jurídicas en su exclusivo beneficio, con el propósito de conectar distintas

instalaciones de su propiedad o bajo su control. Su operación requiere de un

registro realizado ante la Agencia de Regulación y Control de las

Telecomunicaciones y en caso de requerir de uso de frecuencias del espectro

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49

radioeléctrico, del título habilitante respectivo.

Las redes privadas están destinadas a satisfacer las necesidades propias

de su titular, lo que excluye la prestación de estos servicios a terceros. La

conexión de redes privadas se sujetará a la normativa que se emita para tal

fin.

La Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones regulará el

establecimiento y uso de redes privadas de telecomunicaciones.

HIPÓTESIS

¿Nos permitirá la tecnología LI-FI usando la luz visible como su medio de

comunicación tener un gran impacto en las personas que desean reducir

los riesgos que implican las señales WI-FI en su vida cotidiana?

VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN

Variable independiente

Estudio de la tecnología LI-FI y la tecnología WI-FI.

Variable dependiente

Cuadro comparativo de pro y contras de la tecnología LI-FI y WI-FI.

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DEFINICIONES CONCEPTUALES

WECA: “La WI-FI Alliance fue conocida como WECA hasta 2003, sus siglas

hacen referencia a Wireless Ethernet Compatibility Alliance. WECA era el

encargado de hacer que todos los equipos cumpliesen con la norma IEEE

802.11 para que todos aquellos dispositivos que tengan el sello de WI-FI

puedan ser compatibles entre sí.” (Pérez Porto & Gardey, 2010)

WiMAX: “WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access o

Interoperabilidad para el Acceso a Microondas) es una novedosa forma de

transmisión de datos usando microondas de radio. Esta tecnología es usada

comúnmente para Internet inalámbrica de banda ancha dentro de un área

geográfica determinada. El protocolo que caracteriza a esta tecnología es el

802.16.” (WiMAX que es y para que sirve?, 2009)

UMTS: “Es uno de los principales sistemas de comunicaciones móviles de

tercera generación o 3G, que está siendo desarrollado dentro del marco de

trabajo definido por la unión internacional de telecomunicaciones o ITU

(International Telecommunications Union) y conocido como IMT-2000

(International Mobile Telecommunications - 2000). IMT-2000 ha sido definido

por el ITU como un estándar abierto internacional para sistemas de

telecomunicaciones móviles de alta capacidad de transmisión, incorporando

componentes de redes de satélites y de radio terrestre. UMTS ha sido

estandarizado por el ETSI (European Telecommunications Standards Institute)

dentro del marco de trabajo del ITM-2000.” (Millán Tejedor, 2000)

LTE: “LTE significa Long Term Evolution. Es un estándar de comunicaciones

móviles desarrollado por la 3GPP, la asociación que desarrolló y mantiene

GSM y UMTS. El interfaz radio (nivel físico) del sistema LTE es algo

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51

completamente nuevo, así que LTE es una nueva generación respecto a

UMTS (tercera generación o 3G) y a su vez GSM (segunda generación o 2G)”.

(Garrido, 2012)

GSM: “Las siglas GSM se derivan del término inglés Global System for Mobile

Communications, y no es más que un programa estándar de telefonía móvil,

establecido por medio de una combinación de antenas terrestres y satélites.

Las personas que utilizan este sistema tienen la posibilidad de tener conexión

desde su teléfono móvil con su computador, y realizar envíos de mensajes

por correo electrónico, navegar por internet, además de utilizar otras funciones

de transmisión de datos de forma digital, el cual abarca él envió de mensajes

de texto.” (Concepto Definición: Definición de GSM, 2016)

LI-FI: “Li-Fi o por su nombre en inglés “light Fidelity” es un sistema de

comunicación de datos inalámbrico que emplea luz LED para poder establecer

conexión y poder así generar la transferencia de datos; este sistema

de comunicación es muy similar al Wi-Fi pero emplea longitud de onda

totalmente distinta, Wi-fi utiliza radiofrecuencia mientras que el Li-Fi maneja

ondas de luz visible, lo que le propicia mejor alcance y cobertura.” (Concepto

Definición: Definición de Li-Fi, 2016)

WI-FI: “Wi-Fi (Wireless Fidelity) es un mecanismo que permite, de forma

inalámbrica, el acceso a Internet de distintos dispositivos al conectarse a una

red determinada. Esta tecnología, al tiempo que ofrece la entrada a la gran red

de redes, vincula diferentes equipos entre sí sin la necesidad de cables.”

(Fernández Moreno, 2015)

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52

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

Modalidad de la Investigación

Al ser tomados en cuenta los objetivos antes mencionados, la modalidad de

la investigación para el presente estudio se considera factible, ya que se

plantea un conocimiento amplio sobre la utilización de la tecnología LI-FI en

diferentes ambientes, tomando en cuenta a la tecnología WI-FI para poder

considerar según las ventajas y desventajas de ambas tecnologías la mejor

utilización en determinadas situaciones.

Tipo de investigación.

El tipo de investigación que se aplica en el presente proyecto es de tipo

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explicativo, en este tipo de investigación se busca establecer el por qué y para

que se está dando este estudio para así poder lograr un mayor conocimiento

y comprensión en base a las tecnologías implicadas.

POBLACIÓN Y MUESTRA

Población

En el presente proyecto, la población está basada en la cantidad total de

estudiantes que están cursando los siguientes semestres: sexto semestre,

séptimo semestre y octavo semestre correspondientes a la Universidad de

Guayaquil en la Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones,

puesto que esté grupo social tiene un mayor conocimiento de los elementos

que intervienen en las telecomunicaciones y pueden aportar con información

valiosa para la investigación. La población se ha estratificado de acuerdo con

el semestre en que se encuentra asignado el estudiante siendo el Ciclo II 2017-

2018.

CUADRO 7: Cuadro distributivo de la población

POBLACIÓN Cantidad

Estudiantes de Sexto semestre 558

Estudiantes de Séptimo Semestre 369

Estudiantes de Octavo Semestre 172

TOTAL 1099

Fuente: Dirección de la Carrera de Networking y Telecomunicaciones Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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MUESTRA

Ya que la población es igual o mayor a 100 individuos (término de

referencia), se utilizará una de las siguientes fórmulas:

𝒏 =𝑵 ∗ 𝒁𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒

(𝑵 − 𝟏) ∗ 𝒆𝟐 + 𝒁𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒

Donde:

N, es el total de la población.

Z, es el valor de distribución, Z es equivalente al 95% de confianza.

p, es el valor de certeza de los datos.

q, es el valor de incertidumbre de los datos.

e, es el porcentaje de error.

Sí Z tiene el 95% de confianza, esta equivale a 1,96.

Cuando se desconoce la certeza de la fuente de información se utiliza 50%

para p y q. El porcentaje de error es complementario a Z, ya que Z tiene un

nivel de confianza de 95%, e tiene un valor de 5%.

𝒏 =𝑵 ∗ 𝒁𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒

((𝑵 − 𝟏) ∗ 𝒆𝟐) + (𝒁𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒)

𝒏 =𝟏𝟎𝟗𝟗 ∗ (𝟏, 𝟗𝟔)𝟐 ∗ 𝟎, 𝟓𝟎 ∗ 𝟎, 𝟓𝟎

((𝟏𝟎𝟗𝟗 − 𝟏) ∗ 𝟎, 𝟎𝟓𝟐) + (𝟏, 𝟗𝟔𝟐 ∗ 𝟎, 𝟓𝟎 ∗ 𝟎, 𝟓𝟎)

𝒏 =𝟏𝟎𝟗𝟗 ∗ 𝟑, 𝟖𝟒𝟏𝟔 ∗ 𝟎, 𝟓𝟎 ∗ 𝟎, 𝟓𝟎

(𝟏𝟎𝟗𝟖 ∗ 𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝟓) + (𝟑, 𝟖𝟒𝟏𝟔 ∗ 𝟎, 𝟐𝟓)

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𝒏 =𝟏𝟎𝟗𝟗 ∗ 𝟑, 𝟖𝟒𝟏𝟔 ∗ 𝟎, 𝟓𝟎 ∗ 𝟎, 𝟓𝟎

𝟐, 𝟕𝟒𝟓 + 𝟎, 𝟗𝟔𝟎𝟒

𝒏 =𝟏𝟎𝟓𝟓, 𝟒𝟕𝟗𝟔

𝟑, 𝟕𝟎𝟓𝟒

𝒏 = 𝟐𝟖𝟒, 𝟖

Al igual que la población, la muestra se ha estratificado de manera

proporcional al semestre en que se encuentre registrado el estudiante.

CUADRO 8 Cuadro distributivo de la muestra

Muestra Cantidad

Estudiantes de Sexto semestre 144.6

Estudiantes de Séptimo Semestre 95.6

Estudiantes de Octavo Semestre 44.6

TOTAL 284.8

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

Técnica

En el presente proyecto investigativo previo a la obtención del título de

Ingenieros en Networking y Telecomunicaciones se utilizó una técnica de

Campo como son las encuestas.

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Instrumentos

Se va a utilizar la técnica de la encuesta a través de un cuestionario que

consta con un total de 6 preguntas hechas a los estudiantes de sexto,

séptimo y octavo semestre de la Universidad de Guayaquil carrera de

Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones.

Recolección de la Información

Toda la información recopilada para el presente proyecto de titulación se

desarrolló en la Universidad de Guayaquil, carrera de Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones únicamente a los estudiantes de sexto,

séptimo y octavo semestre, tanto a los alumnos en horario matutino y

nocturno el día 23 de noviembre del 2017.

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PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ENCUESTA

Pregunta # 1 ¿Se siente seguro Usted utilizando la red WI-FI gratuita de la Universidad?

CUADRO 9: Pregunta # 1

Detalle Frecuencia Porcentaje

Totalmente seguro 13 4 %

Seguro 19 7 %

No me afecta la seguridad en la red 55 19 %

No me siento seguro 145 51 %

Me siento desprotegido al conectarme

53 19 %

Total 285 100 %

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

GRÁFICO 12: Pregunta # 1

Fuente: Datos de la Investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris Análisis: En la pregunta 1 (Gráfico Nº 12) se observa que, en total de 285

estudiantes encuestados, el 11% tienen algún nivel de seguridad en la red Wi-

Fi de la Universidad, mientras que casi el 70% no confían en el uso de esta

red, el otro 19 % perciben que no les afecta la seguridad que tenga la red.

4%7%

19%

51%

19%

Totalmente seguro

Seguro

No me afecta la seguridad en la red

No me siento seguro

Me siento desprotegido al conectarme

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Pregunta # 2

¿Tiene Usted conocimiento que el protocolo de seguridad WPA2 usado por la tecnología inalámbrica WI-FI actualmente ya no es seguro, lo cual hace vulnerables a la información de los equipos conectados a estas redes?

CUADRO 10: Pregunta # 2 Detalle Frecuencia Porcentaj

e

Sí, tengo conocimiento 140 49 %

Sí, he escuchado sobre el tema 84 29 %

Sí, pero no afecta mi trabajo 16 6 %

No, no tenía conocimiento 45 16 %

Total 285 100 %

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

GRÁFICO 13: Pregunta # 2

Fuente: Datos de la Investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Análisis: En la pregunta 2 (Gráfico Nº 13) se observa que en total de 285

estudiantes encuestados; el 78% de los estudiantes tienen conocimiento

de que el protocolo WPA2 en la actualidad es vulnerable, al 6 % le es

indiferente él tema, el 16 % no tenía conocimiento sobre la vulnerabilidad

de dicho protocolo de seguridad.

49%

29%

6%16%

Sí, tengo conocimiento

Sí, he escuchado sobre el tema

Sí, pero no afecta mi trabajo

No, no tenía conocimiento

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Pregunta # 3 ¿Tiene Usted conocimiento de que existen tecnologías inalámbricas que van 100 veces más rápido que la tecnología WI-FI?

CUADRO 11: Pregunta # 3 Detalle Frecuenci

a Porcentaje

Sí, conozco varias tecnologías 85 30 %

Sí, he escuchado sobre una tecnología 128 45 %

Creo que sí, pero no recuerdo como se llama

46 16 %

No conozco ninguna que se más rápida que WI-FI

26 9 %

Total 285 100 %

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

GRÁFICO 14: Pregunta # 3

Fuente: Datos de la Investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris Análisis: En la pregunta 3 (Gráfico Nº 14) se observa que en total de 285

estudiantes encuestados; el 75% de los estudiantes han escuchado sobre

tecnología que pueden ir hasta 100 veces más rápido que la tecnología

WI-FI, el 16 % creen conocer una tecnología más rápida pero no recuerdan

su nombre y el 9 % desconoce sobre dichas tecnologías con mayor

velocidad.

30%

45%

16%9% Sí, conozco varias tecnologías

Sí, he escuchado sobre una tecnología

Creo que sí, pero no recuerdo como se llama

No conozco ninguna que se más rápida queWi-Fi

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Pregunta # 4

¿Tenía Usted conocimiento que las ondas electromagnéticas utilizadas por las redes del WI-FI afectan más a las mujeres embarazadas y niños recién nacidos (incluso las usadas en hospitales)?

CUADRO 12: Pregunta # 4 Detalle Frecuenci

a Porcentaje

Sí, tengo conocimiento 95 33 %

Sí, he escuchado sobre el tema 88 31 %

Sí, pero no afecta mi trabajo 7 3 %

No, no tenía conocimiento 95 33 %

Total 285 100 %

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

GRÁFICO 15: Pregunta # 4

Fuente: Datos de la Investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Análisis: En la pregunta 4 (Gráfico Nº 15) se observa que en total de 285

estudiantes encuestados; en un 64% los alumnos tienen conocimiento de

los daños que provocan en la salud las ondas electromagnéticas, el 3%

tiene conocimiento del tema, pero no afecta en su trabajo y un 33 %

aseguran no tener conocimiento del tema.

33%

31%

3%

33% Sí, tengo conocimiento

Sí, he escuchado sobre el tema

Sí, pero no afecta mi trabajo

No, no tenía conocimiento

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Pregunta # 5 ¿Estaría Usted de acuerdo en utilizar una tecnología inalámbrica que sea más rápida que WI-FI, pero que solo puede usarse en interiores y con un rango de máximo 10 metros?

CUADRO 13: Pregunta # 5

Detalle Frecuencia Porcentaje

Sí, estaría totalmente de acuerdo 71 25 %

Sí, estoy de acuerdo 81 29 %

Sí, pero necesito más información 78 27 %

No, no me sirve para mi actividad 55 19 %

Total 285 100 %

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

GRÁFICO 16: Pregunta # 5

Fuente: Datos de la Investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris Análisis: En la pregunta 5 (Gráfico Nº 16) se observa que en total de 285

estudiantes encuestados; el 54% de los alumnos se encuentra de acuerdo con

que se aplique una tecnología con mayor velocidad a la WI-FI, el 27 % opina

que, si se encuentra de acuerdo, pero necesita más información sobre dicha

tecnología y un 19% opta por no necesitar una tecnología más rápida ya que

no le sirve para las actividades que están realizando.

25%

29%27%

19%

Sí, estaría totalmente deacuerdo

Sí, estoy de acuerdo

Sí, pero necesito másinformación

No, no me sirve para miactividad

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Pregunta # 6

¿Tiene Usted conocimientos sobre la tecnología LI-FI?

CUADRO 14: Pregunta # 6

Detalle Frecuencia Porcentaje

Sí, y he participado en varios proyectos con esa tecnología

46 16 %

Sí, pero solo he leído sobre ella. 137 48 %

He escuchado sobre ella, pero no he podido 55 19 %

Me suena, pero no estoy seguro 28 10 %

Nunca había escuchado ese término 19 7 %

Total 285 100 %

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

GRÁFICO 17: Pregunta # 6

Fuente: Datos de la Investigación

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris Análisis: En la pregunta 6 (Gráfico Nº) se observa que en total de 285

estudiantes encuestados; el 64% tiene conocimiento sobre la tecnología LI-FI,

el 19 % solo ha oído sobre dicha tecnología, pero no ha trabajado con ella, el

10 % no están seguros de haber escuchado o no sobre esta tecnología y un

7% no tenía ningún conocimiento sobre la tecnología LI-F.

16%

48%

19%

10%7%

Sí, y he participado en varios proyectos con esatecnologíaSí, pero solo he leído sobre ella.

He escuchado sobre ella, pero no he podido

Me suena, pero no estoy seguro

Nunca había escuchado ese término

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63

Cálculo según método de Chi cuadrado

CUADRO 15: Datos observados según método de Chi cuadrado

1. ¿Se siente seguro usted utilizando la red WI-FI gratuita de la Universidad?

1) Totalmente seguro

2) Seguro

3) No me afecta la seguridad de la red

4) No me siento seguro

5) Me siento desprotegido al conectarme

TOTAL

5. ¿Estaría Usted de acuerdo en utilizar una tecnología inalámbrica que sea más rápida que WI-FI, pero que solo puede usarse en interiores y con un rango de máximo 10 metros?

1) Sí, estaría totalmente de acuerdo

7 9 8 34 13 71

2) Sí, estoy de acuerdo

5 6 21 37 12 81

3) Sí, pero necesito más información

0 1 18 43 16 78

4) No, no me sirve para mi actividad

1 3 8 31 12 55

TOTAL 13 19 55 145 53 285

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

CUADRO 16: Datos esperados según método de Chi cuadrado

1. ¿Se siente seguro usted utilizando la red WI-FI

gratuita de la Universidad?

1) Totalmente seguro

2) Seguro

3) No me afecta la seguridad de la red

4) No me siento seguro

5) Me siento desprotegido al conectarme

TOTAL

5. ¿Estaría Usted de acuerdo en utilizar una tecnología inalámbrica que sea más rápida que WI-FI, pero que solo puede usarse en interiores y con un rango de máximo 10 metros?

1) Sí, estaría totalmente de acuerdo

3,239 4,733 13,702 36,123 13,204 71

2) Sí, estoy de acuerdo

3,695 5,400 15,632 41,211 15,063 81

3) Sí, pero necesito más información

3,558 5,200 15,053 39,684 14,505 78

4) No, no me sirve para mi actividad

2,509 3,667 10,614 27,982 10,228 55

TOTAL 13 19 55 145 53 285

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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64

GI = (#filas -1) (#columnas -1)

Grados de Libertad (GI) = 12

Significancia = 95%

Una vez obtenido los Grados de Libertad y el Nivel de Significancia se

procede a realizar una búsqueda en la tabla de chi cuadrado, con la

intersección de los dos valores presentes se encuentra el chi cuadrado crítico

que será de 21,0261, luego se debe obtener el valor del chi calculado que en

este caso será de 24,4029.

Cuando el chi cuadrado crítico es mayor que el chi cuadrado calculado se

determina que las variables son independientes lo que implica que tienen no

dependen la una de la otra, caso contrario, si el chi crítico es menor que el chi

calculado como se puede observar en este caso se concluye que existe una

relación de dependencia entre la seguridad que perciben los estudiantes al

utilizar la red de la Universidad de Guayaquil y su aceptación por el cambio a

una tecnología que le permita tener mayor seguridad tanto en el envío como

en la recepción de datos como es la tecnología LI-FI y que a su vez sea mucho

más veloz que la tecnología que actualmente se está utilizando que es LI-FI.

Validación de la Hipótesis.

La convalidación de la hipótesis, en el estudio comparativo revela que

el espacio propuesto para el análisis en este caso la sala de profesores

de la Carrera de Ingeniería Networking y Telecomunicaciones es ideal para

remplazar la tecnología de conexión a internet inalámbrica ya existente por

la tecnología LI-FI, permitiendo obtener 10 veces más velocidad para la

transmisión de datos, contenido multimedia y mejorando la seguridad.

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65

CAPÍTULO IV

PROPUESTA TECNOLÓGICA

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD

Ventajas y desventajas de la tecnología LI-FI

Toda tecnología sea nueva o antigua tiene un sin número de beneficios o

ventajas así como desventajas que permitirán a la empresas, instituciones y

personas seleccionar u optar por una determinada tecnología, de esta manera

se presentan las ventajas y desventajas de la tecnología LI-FI frente a la

tecnología WI-FI.

Ventajas

Al tener la tecnología LI-FI un alcance de 10 metros y ser usado

básicamente en interiores posee un mayor nivel de seguridad ya que

tampoco puede atravesar paredes y solo podrán tener acceso a la red

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las personas que se encuentran dentro de la luz visible.

LI-FI permite alcanzar velocidades de transmisión de 15 Mbps hasta 20

Gbps esto hace que su velocidad sea hasta 10 veces más elevada que

la tecnología WI-FI.

Ahorro de energía al implementar LI-FI ya que no sólo permite transmitir

datos sino que a su vez estaría iluminando un cuarto, oficina,

laboratorio, entre otros ya que utiliza la luz como su medio de

transmisión.

Se considera más económico implementar la tecnología LI-FI ya que

cualquier bombilla LED puede ser utilizada como un router luminoso

con tan sólo instalar un transmisor LI-FI en él.

Desventajas

La primera desventaja al presentarse es que en la actualidad los

dispositivos no cuentan con un receptor LI-FI previamente instalado,

por lo que es necesario obtener un receptor que pueda decodificar la

señal luminosa y así ser compatible con ésta tecnología.

En cuanto a la distancia, LI-FI solo tiene un alcance de hasta 10 metros

mientras que WI-FI puede alcanzar los 100 metros, pero al ser nuestro

proyecto un estudio de la sala de profesores de la carrera de Ingeniería

en Networking y Telecomunicaciones será más que suficiente ya que

cada determinado metro se colocará un LED emisor LI-FI.

LI-FI solo trabaja con luz directa ya que es su medio de transmisión de

datos lo cual al ser un estudio de implementación en la sala de

profesores de Networking no afectará ya que es un lugar cerrado.

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CUADRO 17: Cuadro comparativo LI-FI vs WI-FI

LI-FI WI-FI

Medio de transmisión Luz Aire

Rango Menor a 10m Mayor a los 100m

Velocidad promedio 800 Mbps- 1000 Mbps Ronda los 150 Mbps

Frecuencias 400 THz – 800 THz 2,4 GHz-5GHz

Utilización Interiores y exteriores sin luz solar

Interiores y exteriores sin importar la Luz solar.

Interferencia No tiene interferencia con las ondas de radio.

Presenta interferencias desde su punto de acceso, la frecuencia 2,4 está saturada.

Tipo de tecnología de transmisión

LEDS compatibles para transmitir por medio de parpadeos de luz visible

Se transmite por medio de ondas de radio

Seguridad Alta Media

Traspasa paredes No Si pero depende del grosor

Costo Alto Medio

Densidad de datos Alta Media

Impacto al medio ambiente

No lo afecta Alto, afecta al crecimiento de las plantas, fetos y bebe recién nacidos

Consumo energético Bajo Medio

Tiempo en el mercado Menos de 5 años Más de 18 años

Ventajas Puede pasar a través del agua salada, no hay interferencia con otros equipos inalámbricos

Se puede usar en lugares abiertos y difíciles de llegar, mayor interferencia con otros equipos inalámbricos.

Mediana de transferencia de datos

Usa la luz como mensajero

Usa las ondas de radio como mensajero

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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Factibilidad Operacional

En cuanto a los datos presentados en las encuestas se puede considerar

una falta de confianza al momento de utilizar la red WI-FI de la Universidad de

Guayaquil es por esto que se realizó la siguiente pregunta a los encuestados

¿Estarían dispuestos a utilizar una tecnología con 10 veces mayor velocidad

que la tecnología WI-FI?, en conjunto con la falta de seguridad que sienten al

utilizar la actual red y aplicando el método de chi cuadrado mostrado en el

capítulo III cuadro Nº 15 Y Nº 16 donde el chi crítico es 21,0261 y el chi

calculado es 24,402 en donde podemos observar una dependencia ya que el

chi crítico es menor al chi calculado, esta dependencia demuestra que existe

un vínculo entre la seguridad que sienten las personas encuestadas y la

implementación de la tecnología LI-FI que va a mejorar su velocidad de

transmisión debido a que puede llegar a ser 10 veces más veloz que WI-FI y

también la seguridad porque tiene un alcance de 10 metros y es utilizada en

interiores dado que utiliza la luz visible (LED) para realizar la transmisión y

únicamente las personas que se encuentre dentro del rango de alcance

pueden acceder a dicha red.

Factibilidad Técnica

En la actualidad Ecuador no cuenta con la tecnología suficiente para poder

implementar LI-FI, pero existe la empresa SISOFT del país de México quien

conformada por un grupo de matemáticos, físicos e ingenieros han logrado

fabricar y posteriormente distribuir a toda Latinoamérica el hardware y el

software necesario para la implementación de esta nueva tecnología, esto

haría posible que en un futuro la Universidad de Guayaquil, Carrera de

Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones en el área de profesores de

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la ya mencionada carrera se logré implementar esta tecnología.

Factibilidad Legal

Al ser considerada la tecnología LI-FI relativamente nueva por falta de

conocimientos de los estudiantes y diversas personas en el Ecuador no viola

ningún reglamento o Ley, según la Constitución de la República del Ecuador,

Sección Primera, Educación, Art 350, establece que el sistema de educación

superior debe tener como finalidad la formación académica y profesional con

visión científica y humanista, así como la investigación científica y tecnológica.

Así también la Sección Octava, Art. 385 donde el sistema nacional de ciencia,

tecnología, innovación y saberes ancestrales tiene la finalidad de generar,

adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos; y también

desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción nacional

para que así se pueda contribuir al mejoramiento de calidad de vida y aporten

a la realización del buen vivir.

Factibilidad Económica

En el estudio de la Factibilidad Económica, se determinó los costos de los

recursos humánanos, materiales y técnicos para su desarrollo, realizando un

análisis de costo y beneficios que nos permitirá saber si es factible

económicamente ejecutar el proyecto. En los siguientes cuadros se detalla los

recursos necesarios para nuestro estudio:

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Recursos Tecnológicos

CUADRO 18: Recursos Hardware

Cantidad Descripción Costo Individual Costo total

1 Laptop Hp 240 G3 $ 450.00 $ 450.00

1 Laptop Samsung NP-519 $380.00 $380.00

1 Impresora Canon MP250 $50.00 $50.00

2 Pendrive Hp 8 Gb $10.00 $20.00

TOTAL $900.00

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

CUADRO 19: Recursos Software

Cantidad Descripción Costo Individual Costo total

2 Licencia Microsoft Office $230.00 $460.00

TOTAL $460.00

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

CUADRO 20: Recursos y Materiales

Cantidad Descripción Costo Individual Costo total

2 Resmas de Papel A4 $3,50 $7,00

2 Cartuchos de impresora $25.00 $50.00

30 Transporte $5.00 $150.00

1 Plumas, lápiz,

grapadoras, borradores.

$15.00 $15.00

TOTAL $222.00

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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CUADRO 21: Flujo de Pagos

Recursos Costos

Recursos Tecnológicos de Hardware $900.00

Recursos Tecnológicos de Software $460.00

Recursos y Materiales $222.00

TOTAL DE LOS RECURSOS $1582.00

Imprevistos (10%) $158.2

TOTAL $1740.20

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Beneficios

Los beneficios obtenidos para este estudio son:

Tangibles: Permitirá que la Carrera de Ingeniería Networking y

Telecomunicaciones cuente con información actualizada y agilizada

generando constantes reportes.

Intangibles: La implementación de este estudio dará una buena

imagen a la Carrera, brindando nuevos servicios con un control

adecuado para satisfacer a los estudiantes y maestros.

Etapas de la metodología del proyecto

Para este caso de estudio se usa el ciclo de vida de una red eligiendo la

metodología PDIOO.

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CUADRO 22: Metodología PDIOO

PASOS DESCRIPCIÓN

PLANIFICACION En la carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones se identificó que la red inalámbrica actual presenta anomalías como lentitud para navegar a internet, saturación en horas pico, lo que hace imposible que los estudiantes y maestros puedan establecer conexión.

DISEÑO Se efectúa el diseño en la sala de profesores de la carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones, en este diseño se usó la tecnología Li-Fi con el fin de resolver los requerimientos de los usuarios.

IMPLEMENTACION La tecnología que se eligió para el diseño trae nuevo equipamiento como los codificadores de luz proactivamente hace que los LEDS parpadeen rápidamente sin que el ojo humano lo perciba y los photo receptores que captaran la luz para decodificarla, también se usara un Switch y Luces LEDS para propagar la señal.

OPERACIÓN Se realizará un monitoreo de los nuevos equipos y se verificará que la conexión no se pierda, se efectuará periódicamente el mantenimiento de los equipos LI-FI.

OPTIMIZACION Se buscará defecto del diseño de red LI-FI con el fin de morarlo para brindar alta fiabilidad, los equipos serán actualizados si es necesario.

Fuente: Datos de la investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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Entregables del proyecto

Para este estudio se eligió Sala de Profesores de la carrera de Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones de la Universidad de Guayaquil.

GRÁFICO 18: Esquema de diseño en la Sala de Profesores de la carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la Universidad de

Guayaquil

Fuente: Datos de la Sala de Profesores de la Carrera de Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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GRÁFICO 19: Diseño del modelo para la implementación de la Tecnología LI-FI

Fuente: http://jeuazarru.com/wp-content/uploads/2015/11/LiFi.pdf

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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CUADRO 23 Descripción de los equipos

Cantidad Producto Precio unitario

8 LIFI-XC Access Point $150.00

8 LIFI-XC Station $50.00

8 Llave LI-FI para GEOLiFi $15.00

8 LÁMPARAS LED REDONDAS GEOLiFi

$60

1 Switch TPLINK TL-SF 1024 de

24 puertos a 10/100Mbps

$55

Total

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

LIFI-XC Access Point

Este codificador es creado por la empresa Pure LIFI permite conectar a

varios usuarios en el mismo punto de acceso con un sistema full dúplex

bidireccional, brindado una velocidad de 43 Mbps, este sistema no interrumpe

la conexión de LI-FI al traspasar por las luces solucionando así un problema

que tenía en LI-FI.

Este codificador se conecta por el cable UTP categoría 6 al proveedor de

internet y a su vez conecta las luces LEDs para transmitir la señal inalámbrica.

En nuestro estudio se elige el proveedor que brinda la carrera de Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones. (Limited, 2018)

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GRÁFICO 20: Equipo LIFI-XC Access Point

Fuente: https://purelifi.com/lifi-products/

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

LIFI-XC Station

Este dongle LI-FI ligero con tan solo 43 gramos de peso permite que

cualquier computadora con entrada USB 2.0 pueda conectarse a internet por

medio de la tecnología LI-FI, admite todos los sistemas operativos cono

Windows, Lunux y Mac OS, su campo visual es de 60 grados. (Limited, 2018)

GRÁFICO 21: Equipo LIFI-XC Station

Fuente: https://purelifi.com/lifi-products/

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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Llave LI-FI para GEOLiFi

Hace posible que los Smartphones y Tablets de los profesores de la

Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la Universidad de

Guayaquil se conecta a la red LI-FI por medio del conector Jack usado por lo

general para conectar los audífonos, este receptor tiene una capacidad de 100

Kbits. (Limited, 2018)

GRÁFICO 22: Llave LI-FI para GEOLiFi

Fuente: https://purelifi.com/lifi-products/

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Lámparas LED redondas GEOLIFI

Lámparas de color blanco echas de aluminio con grado de protección IP44,

para interiores con un rango de 8 metros no transmite calor, ángulo de 120

grados y un CRI mayor de 80.

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GRÁFICO 23 Lámparas LED redondas GEOLIFI

Fuente: http://www.oledcomm.mx/product/geolifi-ww12-round-kit-2/?r=1&W=1366&H=768

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

Switch Tp-Link 10/100 24 Puertos Tl-sf1024

Switch de 24 puertos con ahorro de eficiencia energética un 75% con

soporte de aprendizaje de MAC y una carcasa metálica para mayor protección.

GRÁFICO 24 Switch Tplink 10/100 24 Puertos Tl-sf1024

Fuente: https://www.tp-link.com/es/products/details/cat-5072_TL-SF1024.html

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

El diseño propuesta para la sala de profesores cubre todo el espacio con las

luces LEDS para dar alta disponibilidad, permitiendo a los profesores

conectarse a la red LI-FI tanto desde sus ordenadores como en los teléfonos

y tablets ya que se incluyeron dos tipos de receptores.

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GRÁFICO 25: Diseño de la red LI-FI en la sala de Profesores de la carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la

Universidad de Guayaquil

Fuente: https://purelifi.com/lifi-products/

Elaborado por: Alvarado Karen y Litardo Boris

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Criterios de validación de la propuesta

Para la validación de este estudio se realizaron encuetas a los alumnos de

sexto, séptimo y octavo semestre de la Carrera de Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones, se tomó como muestra a estos alumnos al cursando un

nivel superior, lo cual les da el conocimiento necesario para contestar la

encuesta, arrojando datos 64% que conocen esta tecnología. La carrera

presenta saturación en la red WI-FI y sus horas pico haciendo imposible

navegar con fluidez al tornarse lenta, es por eso que un 54% de estudiantes

está de acuerdo en utilizar una alternativa inalámbrica que sea más rápido que

la tecnología WI-FI, a su vez se sienten inseguros usándola.

Es por eso que se eligió LI-FI como una alternativa fiable para solucionar

los problemas de velocidad y seguridad además de ser amigable con el medio

ambiente al no usar las ondas electromagnéticas que perjudican el

ecosistema.

.

Criterios de aceptación del Producto o Servicio

El criterio de aceptación de este estudio se basa en mejorar e innovar la red

inalámbrica existente de la Carrera de Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones, para ello se eligió la tecnología LI-FI como mejor

alternativa, la cual aportara grandes beneficios en la carrera como liberar

ancho de banda para solucionar el problema de lentitud al navegar en internet

y permitiendo que los datos que viajan por LI-FI estén totalmente seguros,

satisfaciendo así la demanda de los estudiantes.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Al cumplir con el objetivo de elaborar una revisión bibliográfica de los

elementos relacionados con la tecnología LI-FI se logró determinar que

es una tecnología viable ya que supera a WI-FI en cuanto a la

seguridad, la velocidad al transmitir los datos y el significativo ahorro

energético. Al analizar cada ventaja y desventaja de ambas tecnologías

se concluye además que las dos serían un gran complemento ya que

se podría utilizar LI-FI para espacios cerrados y WI-FI para lugares

abiertos.

De acuerdo a las encuestas realizadas en la Carrera de Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones se obtuvieron resultados donde se

puede apreciar la falta de seguridad que sienten los encuestados al

momento de utilizar la red inalámbrica WI-FI gratuita de la Universidad

de Guayaquil, es por esto que dichas personas muestran una gran

aceptación en cuanto a la implementación de una nueva tecnología que

sirva de complemento a la red WI-FI existente para así poder

proporcionar un mayor nivel de seguridad y velocidad en cuanto a la

transmisión de datos.

Uno de los objetivos es la elaboración de un trabajo comparativo entre

ambas tecnologías, lo que dio como resultado una clara ventaja en

cuanto a velocidad siendo LI-FI 10 veces más rápido que WI-FI,

también en la seguridad de la información dado que tiene un rango de

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alcance de hasta 10 metros y que únicamente quienes están en

contacto con la luz que emite la señal pueden acceder a esta

tecnología; además se nota un claro ahorro de energía en comparación

a la tecnología WI-FI.

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RECOMENDACIONES

Las recomendaciones de este estudio se definen en los siguientes aspectos:

Construir un banco de baterías, si en caso de que llegara a fallar el

proveedor de energía eléctrica nos proveerá de la energía necesaria

para no cortar la conexión dándonos alta disponibilidad.

Diseñar nuevas topologías para implementar la tecnología LI-FI en

otras áreas, como sugerencia en los laboratorios de redes.

Crear un informe detallado del uso LI-FI con la finalidad de saber si

satisface la demanda de la carrera de Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones.

Agregar un nuevo proveedor de internet de alta velocidad con conexión

directa por fibra óptica para optimizar la tecnología LI-FI y sacarle el

mayor provecho.

Capacitar a los estudiantes y maestros sobre la tecnología LI-FI con la

finalidad de darle un correcto uso.

Organizar un grupo de docentes capacitados con esta tecnología para

dar mantenimiento y monitoreo constante evitando futuras fallas.

Elegir Luces LEDS que tengan integrados el chip de compatibilidad LI-

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FI para evitar usar tarjetas externas cono es Arduino, abaratando costos

significativamente.

Usar la tecnología LI-FI en ambientes cerrados donde la luz solar no

interrumpa la conexión o implementarla en horarios nocturnos.

Se recomienda consultar con el mercado nacional existente tomando

prevención en caso de necesitar repuestos o nuevo equipamiento, así mismo

al ser una tecnología nueva que está en constante evolución por lo que se

sugiere estar atentos a nuevos equipos que podrán mejorar la infraestructura

de la red LI-FI.

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ANEXOS

Anexo 1

Solicitud para el total de estudiantes de sexto, séptimo y octavo semestre

de la carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones.

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90

Anexo 2

Solicitud para encuestar a los estudiantes.

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Anexo 3

Encuesta

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