Tesis Robertito
Tesis Robertito
Tesis Robertito
TESIS
ELABORADO POR:
Asesor:
TESIS
ELABORADO POR:
Bach. Roberto Carlos Bances Santamaría Bach. Juan Carlos Ipanaqué Espinoza
Autor Autor
APROBADO POR:
Dr. Julio Ernesto Quispe Rojas Ing. Oscar Ucchelly Romero Cortez
Vocal Asesor
1
DEDICATORIA
ROBERTO
JUAN
2
AGRADECIMIENTO
3
INTRODUCCION
4
RESUMEN
Para la cual AMERICATEL PERU S.A, de todas las empresas que los
tenía como usuarios, estaban solicitando un mejor servicio de ancho de
banda, se eligió a la empresa SOLENTEL WILL S.A.C, para realizar una
demostración de la calidad de servicio que proporcionaría la tecnología
wimax 4G, con la finalidad de que AMERICATEL PERU S.A pueda
expandir el servicio de banda ancha para futuros usuarios.
5
ABSTRACT
For which AMERICATEL PERU SA, of all companies that had as users,
were you asking for better service bandwidth , the company SOLENTEL
WILL SAC was chosen to perform a demonstration of the quality of service
that would provide the technology wimax 4G , in order that AMERICATEL
PERU SA to expand broadband service for future users .
6
Índice General Página
Dedicatoria…………………………………………………………………… 2
Agradecimiento……………………………………………………………… 3
Introducción………………………………………………………………….. 4
Resumen……………………………………………………………………... 5
Abstract………………………………………………………………………. 6
Índice general………………………………………………………………... 7
Lista de figuras………………………………………………………………. 10
Lista de tablas……………………………………………………………….. 13
Capítulo 1. Aspectos generales del proyecto………………………… 14
1.1. Aspectos generales………………………………………………… 14
1.1.1. Título del proyecto…………………………………………… 14
1.1.2. Definición del problema…………………………………….. 14
1.1.3. Formulación de la hipótesis………………………………… 14
1.1.4. Objetivos del proyecto………………………………………. 15
1.1.4.1. Objetivos generales…………………………………… 15
1.1.4.2. Objetivos específicos…………………………………. 15
1.1.5. Justificación…………………………………………………… 15
1.1.6. Importancia…………………………………………………… 15
Capítulo 2. Marco teórico…………………………………………………. 16
2.1. Tecnología Wimax………………………………………………….. 16
2.1.1. Wimax visión general………………………………………… 16
2.1.2. Wimax estándares…………………………………………… 19
2.2. Arquitectura Wimax………………………………………………... 23
2.3. Wimax capa física…………………………………………………. 25
2.3.1. Parámetros OFDMA en Wimax……………………………. 26
2.3.2. Sub canales en OFDMA……………………………………. 28
2.3.3. Tipos de modulación………………………………………… 30
2.4. Capa de control de acceso al medio en Wimax………………… 32
2.4.1. Subcapas de la capa MAC de Wimax……………………... 32
2.4.1.1. Subcapa MAC de convergencia (CS)…………....... 32
2.4.1.2. Subcapa MAC común (MAC CPS)……………….... 33
2.4.1.3. Subcapa MAC de seguridad………………………… 33
2.4.2. Calidad de servicio (QoS)…………………………………… 33
7
2.4.2.1. Servicio garantizado no solicitado o (UGS)……….. 34
2.4.2.2. Servicio de consulta en tiempo real o (RTPS)……. 35
2.4.2.3. Servicio de consulta deferido o (NRTPS)…………. 35
2.4.2.4. Servicio de mejor esfuerzo o (BE)…………………. 35
2.4.2.5. Servicio extendido en tiempo real Y tasa
Variable o (ERT VR)……………………………………. 35
2.5. Tecnología 4G……………………………………………………… 36
2.5.1. tecnologías empleadas………………………………………. 37
2.5.1.1. LTE (Long Term Evolution)………………………….. 37
2.5.1.2. Wimax…………………………………………………... 39
2.5.1.2.1. Ventajas………………………………………… 40
8
3.3.1.8.4. Reinicio CPE…………............................................ 62
3.3.1.9. Parámetros de radio finales de apuntamiento
de la Antena CPE………………………………………. 63
3.3.2. Diagrama de distribución de los equipos…………………. 64
5.1. Conclusiones………..……………………………………………… 81
5.2. Recomendaciones…………………………………………………. 81
Bibliografía……………………………………………………………… 82
Anexos…………………………………………………………………… 83
Anexo A: Equipos a utilizar y características…………………………. 84
Anexo B. Configuración de Router cisco y Router Gaoke………….. 91
Anexo C: Planos en planta de la primera y segunda planta y la
distribución del cableado estructurado……………………. 97
Anexo D: Fotos de la implementación de la Estación
Base “CANTA CALLAO”…………………………………….. 100
Anexo E: fotos de instalación de la red implementada……………… 114
9
LISTA DE FIGURAS
Capítulo II:
10
Figura 18. Configuración del Cell Selection…………………………………. 59
Figura 19. Verificación del Password………………………………………… 60
Figura 20. Desactivación del firewall………………………………………… 61
Figura 21. Configuración del CPE con la versión SNMPv2……………….. 61
Figura 22. Verificación de la versión del CPE………………………………. 62
Figura 23. Icono de reinicio……………………………………………………. 62
Figura 25. Parámetros de radio finales………………………………………. 63
Figura 26. Distribución computadoras y los teléfonos
en la primera planta………………………………………………... 64
Figura 27. Distribución computadoras y los teléfonos
en la segunda planta………………………………………………. 64
Capítulo IV
Figura 1. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la
trama de 1024 bytes…………………………………………………. 65
Figura 2. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la
trama de 2024 bytes…………………………………………………. 66
Figura 3. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la
trama de 3024 bytes…………………………………………………. 66
Figura 4. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la
trama de 4024 Bytes………………………………………………… 67
Figura 5. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la
trama de 5024 bytes…………………………………………………. 67
Figura 6. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la
trama de 6024 bytes………………………………………………… 68
Figura 7. Configuración de parámetros del canal en Subida………………. 69
Figura 8. Resultado de la gráfica de Bw del canal en subida
para una trama de 64 Bytes………………………………………… 70
Figura 9. Resultado de la gráfica de Bw. del canal en subida
para una trama de 128 Bytes……………………………………… 70
Figura 10. Resultado de la gráfica de Bw del canal en subida
para una trama de 256 Bytes……………………………………... 71
Figura 11. Resultado de la gráfica de Bw del canal en subida
para una trama de 512 Bytes……………………………………… 71
11
Figura 12. Resultado de la gráfica de Bw del canal en subida
para una trama de 768 Bytes……………………………………… 72
Figura 13. Resultado de la gráfica de Bw del canal en subida
para una trama de 1024 Bytes……………………………………. 72
Figura 14. Configuración de parámetros del canal en descarga…………… 73
Figura 15. Resultado de la gráfica de Bw del canal en descarga
para una trama de 1024 Bytes…………….……………………… 74
Figura 16. Resultado de la gráfica de Bw del canal en descarga
para una trama de 2024 Bytes……………………………………. 74
Figura 17. Resultado de la gráfica de Bw del canal en descarga
para una trama de 3024 Bytes……………………………………. 75
Figura 18. Resultado de la gráfica de Bw del canal en descarga
para una trama de 4024 Bytes……………………………………. 75
Figura 19. Resultado de la gráfica de Bw del canal en descarga
para una trama de 5024 Bytes……………………………………. 76
Figura 20. Resultado de la gráfica de Bw del canal en descarga
para una trama de 6024 Bytes……………………………………. 76
Figura 21. Test de velocidad del Bw del canal………………………………. 77
12
LISTA DE TABLAS
CAPÍTULO II
CAPÍTULO III
CAPÍTULO IV
13
CAPÍTULO I
14
1.1.4. OBJETIVOS DEL PROYECTO
1.1.4.1. OBJETIVO GENERAL
Diseñar e implementar un sistema Wimax 4G, que brinde el
servicio de banda ancha requerido por la Empresa Solentel Will
S.A.C.
1.1.5. JUSTIFICACIÓN
La justificación del proyecto es buscar la solución al problema
planteado, en La empresa Solentel Will S.A.C., respecto a su servicio
actual de internet, cuya solución al problema es aplicar la tecnología
de un sistema Wimax 4G de banda ancha, en la cual la BTS de Canta
Callao enlazara con el CPE Huawei 4G, ubicada en la empresa
Solentel Will SAC, luego la antena CPE se conectara con un cable de
red a la IDU, en donde se configura los parámetros de la antena, para
el respectivo apuntamiento, luego la IDU se conectara con el Gaoke,
en donde se realizara la programación para los anexos, luego el
Gaoke se conectara con el cisco 861, en donde se realizara la
programación para la ip publica, nateo, y direccionamiento de Ip en
DHCP, luego el cisco se conectara al Switch quien distribuirá las Ips
para las Pcs.
1.1.6. IMPORTANCIA
Esta tesis es importante desde el punto de vista de la ingeniería, ya
que muestra muchos detalles de la planificación, operación e
implementación de la infraestructura de una red de cuarta generación
(Wimax 4G). Para de esta manera afianzar los conocimientos de
estos, así como nuevos conceptos que ayudaran al desarrollo de
futuros ingenieros.
15
CAPÍTULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.1. TECNOLOGÍA WIMAX
2.1.1. WIMAX: VISIÓN GENERAL
Wimax (World Interoperability for Microwave Access –
Interoperabilidad mundial para acceso por microondas). También
conocida como IEEE 802.16, es la tecnología estandarizada para
redes de comunicación que permite el acceso inalámbrico de última
milla. Además de representar una alternativa a las tecnologías de
acceso de última milla fijas como el DSL y cable, permite el acceso
móvil de banda ancha teniendo una amplia área de cobertura.
A diferencia del estándar Wi-Fi, Wimax es una tecnología diseñada en
cubrir grandes distancias con un gran ancho de banda; es una
alternativa confiable para ofrecer servicios de banda ancha con calidad
de servicio (QoS) en zonas donde el medio de transmisión físico
(cable, cobre, fibra óptica) es de difícil implementación; debido al coste
que produce o por la baja densidad poblacional como por ejemplo en
zonas rurales, donde en la actualidad en nuestro país se instala la
“banda ancha” por satélite.
Wimax ofrece enlaces de PtP(Punto a punto o “backhaul”) de hasta
50km con capacidades de hasta 72 Mbps con LOS(Línea de vista) y a
su vez rangos de NLOS(Sin línea de Vista) de hasta 7 km para la
distribución PtMP(Punto a Multipunto).
16
FIGURA 2: Esquema de propagación NLOS
FUENTE: “OSIPTEL” [OSI2012]
Actualmente, esta tecnología es impulsada por la organización Wimax
Forum, formada por un conjunto de más de 250 empresas cuyo
propósito es certificar y promover la compatibilidad e interoperabilidad
de los productos inalámbricos de banda ancha basados en el estándar
IEEE802.16. Uno de sus principales propósitos es acelerar la
introducción de estos sistemas en el mercado [WMX2012].
Son conocidas las características que este estándar ofrece para el acceso
de banda ancha inalámbrico, además de sus ventajas frente a técnicas
basadas en estándares parecidos. Algunas de las relevantes las
señalamos a continuación:
17
con lo que se puede garantizar que no exista interferencia entre
frecuencias.
18
incorpora, además, el ARQ (Automatic Repeat reQuest), para
solucionar los errores que no puede solucionar la FEC.
802.16-2001
El estándar IEEE 802.16 - 2001 se completó en octubre del 2001 y
fue publicado el 8 de abril del 2002; el mismo define el interfaz
aéreo para redes inalámbricas de área metropolitana.
IEEE 802.16 - 2001 especifica el interfaz de un sistema de acceso
inalámbrico de Banda Ancha aplicado a conexiones PMP, con
antenas direccionales y sin movilidad, esta versión del estándar se
ha diseñado para bandas entre 10 y 66 GHz, ancho de banda por
canal de 28 MHz, cobertura de hasta 50 Km, modulación QPSK, 16
QAM, 64 QAM (opcional), opera a velocidades de hasta 75 Mbps
en banda licenciada, pero su gran desventaja es que requiere LOS
para sus usuarios.
19
802.16a:
La IEEE aprobó en Enero del 2003 el estándar IEEE 802.16a como
una enmienda al estándar IEEE 802.16 - 2001; este estándar ha
recibido apoyo de fabricantes de equipos terminales.
IEEE 802.16a se diseña para aplicaciones de última milla en
sistemas que operan en las bandas entre 2 y 11 GHz. Asegura un
enlace RF robusto maximizando el número de bits por segundo
para cada suscriptor.
Proporciona flexibilidad de operar en diferentes bandas de
frecuencias requeridas alrededor del mundo con variación de
canales, además de estar diseñado para soportar sistemas de
antenas inteligentes.
Permite interconectar WLANs y puntos comerciales con el Internet,
ancho de banda por canal de 20 MHz; pero fue el primero de los
estándares del IEEE 802.16 en incluir características de seguridad
y de Calidad de Servicio (QoS) para el soporte de servicios que
requieren baja latencia, tal como voz y video.
Entre las principales características del estándar IEEE 802.16a se
tiene:
- Opera en ambientes NLOS.
- Ancho de banda por canal de 15 a 20 MHz.
- Alcanza velocidades de hasta 75 Mbps.
- Tiene un alcance de hasta 10 Km.
- Añade soporte para corrección de errores (FEC)
- Utilización de Capa MAC IEEE 802.16.
802.16d:
Este estándar revisa y consolida a los 2 estándares anteriores,
IEEE 802.16 – 2001 e IEEE 802.16a. IEEE 802.16 – 2004 es una
tecnología de acceso inalámbrico fijo, está diseñada para competir
con los proveedores de Cable de Banda Ancha (ADSL y Cable
Módem). También es una solución viable para el backhaul
inalámbrico para puntos de acceso Wi-Fi, en particular si se usa el
espectro que requiere licencia. Además introduce un cierto grado
20
de capacidad nómada ya que el abonado podría viajar con el
equipo de usuario o CPE y usarlo en otras ubicaciones fijas dentro
de instalaciones como oficinas, hoteles, cafeterías, etc.
El estándar IEEE 802.16 - 2004 está enfocado en las
especificaciones del Control de Acceso al Medio (MAC) para
niveles de QoS y de seguridad, y para frecuencias por debajo de
los 11 GHz, además se añade la Capa Física (PHY) con la
alternativa de usar Wireless MAN-OFDM (basada en OFDM). Esta
técnica de modulación es la que también se emplea para la
Televisión Digital, así como para Wi-Fi (802.11a) por lo que está
totalmente comprobado.
Las características de este estándar son:
- Enlaces fijos y portables PTP, PMP.
- Permite enlaces LOS y NLOS.
- Canalizaciones flexibles.
- Alcance máximo de hasta 50 Km.
- Alcanza velocidades de hasta 75 Mbps.
- Número de subportadoras: 128, 256.
21
Banda Ancha. El estándar IEEE 802.16e es una modificación a la
especificación del IEEE 802.16 - 2004 ya que suma la capacidad
de adaptar clientes con movilidad completa directamente a la red
Wimax.
Este estándar posee características de Capa MAC y PHY similares
a su antecesor el IEEE 802.16 - 2004 pero no son compatibles, lo
cual no es necesariamente algo bueno para los operadores que
están planeando desplegar el IEEE 802.16 - 2004 y luego ascender
al IEEE 802.16e. La diferencia radica básicamente en que el
estándar 802.16e utiliza OFDMA, el cual divide las portadoras en
múltiples subportadoras.
En IEEE 802.16e, WIMAX no puede facilitar una cobertura tan
amplia, pero la tecnología permite mayores velocidades, cobertura
aceptable, por lo que podría ser una alternativa o complemento en
muchas zonas a las redes celulares.
Las características del estándar son:
- Banda de frecuencia menor a 6 GHz.
- Opera en ambientes NLOS. Se estima un área de cobertura de una
estación base de 5 Km, dependiendo del rango de frecuencias,
implementación y modulación.
- Número de subportadoras: 128, 256, 512, 1024, 2048.
- Ancho de banda desde 1,75 hasta 20 MHz.
- Velocidades de 15 Mbps.
- Modulaciones adaptativas 64 QAM, 16 QAM, QPSK.
802.16-2009
Publicada en Mayo del 2009 como enmienda de IEEE802.16-2004.
Especifica la interface aérea, incluyendo capa de acceso y control
al medio (MAC) y la capa física (PHY), combinando sistemas fijos y
móviles de acceso PtMP (Punto-Multipunto) de banda ancha que
proveen múltiples servicios.
22
2.2. ARQUITECTURA WIMAX
El estándar IEEE 802.16e-2005 nos proporciona la interfaz aérea para
Wimax pero no nos define la estructura de red de un extremo a otro. El
grupo de trabajo de Wimax Forum es el responsable de desarrollar los
requisitos de la estructura de la red, su arquitectura, y los protocolos
para Wimax, usando el estándar 802.16e-2005 como interfaz aérea.
Este grupo de trabajo ha desarrollado un modelo de referencia de la
red para el despliegue de estructuras de redes Wimax y para asegurar
la máxima flexibilidad y la interoperabilidad entre varios equipos y
operadores de Wimax. Este modelo de referencia provee una
arquitectura unificada de la red para soportar despliegues fijos,
nómadas y móviles y además un modelo de servicio basado en IP. En
la figura vemos una ilustración de lo que sería una red Wimax basada
en IP.
23
Red de servicio de conectividad (CSN), la cual brinda la
conectividad IP.
El ASN define tanto las entidades funcionales como así también las
interfaces entre ellas:
24
La arquitectura está definida de forma tal que múltiples actores
puedan ser parte de la cadena de valor de los servicios que
WIMAX puede proveer. Es decir, la arquitectura da espacio a tres
entidades de negocios separados:
Proveedores de acceso de red (NAP), los cuales son dueño y
operan el ASN
Proveedores de servicios de red (NSP), los cuales brindan
conectividad IP y servicios WIMAX a los abonados utilizando la
infraestructura ASN provista por uno o más NAPs.
Proveedores de servicios de aplicación (ASP), los cuales
pueden proveer servicios de valor agregado tales como
aplicaciones multimedia utilizando IMS (IP multimedia subsystem) y
VPNs (virtual private networks) corporativas.
25
FIGURA 6: Esquema de FDD y TDD.
FUENTE: “WIMAX FORUM”. [WMX2012]
26
capa física basada en OFDMA variable. En el caso de Wimax móvil, el
tamaño de la FFT puede variar desde 128 hasta 2048 subportadoras.
Capa física Wimax fijo (OFDM-PHY): Para esta versión el tamaño de
la FFT está fijada en 256 subportadoras, de las cuales 192 son
subportadoras para transportar datos, 8 son usadas como
subportadoras piloto para propósitos relacionados con la estimación y
la sincronización del canal, y el resto son usadas como subportadoras
de la banda de guarda. Puesto que el tamaño de la FFT es fijo, el
espaciado entre subportadoras varia con el ancho de banda del canal.
Cuando se utilizan grandes anchos de banda, el espaciado entre
subportadoras aumenta y el tiempo de símbolo disminuye. Que el
tiempo de símbolo disminuya significa que será necesario asignar una
mayor fracción de tiempo de guarda con el propósito de superar la
difusión de retardos. Para alcanzar la máxima robustez frente a
difusión de retardo, se puede usar un 25 por ciento de la banda de
guarda.
27
adicionalmente. Por ejemplo un perfil compatible con WiBro utilizara un
canal de 8.75MHz de ancho de banda y una FFT de 1024 bits. Este
perfil requerirá evidentemente un espacio entre subportadoras
diferente y por lo tanto no tendrá las mismas propiedades de escala.
La siguiente tabla muestra los parámetros relativos a OFDM para
ambas capas físicas, la basada en OFDM y la basada en OFDMA. Los
parámetros que se muestran en la tabla están limitados a un conjunto
de perfiles que son posibles, pero no constituyen un conjunto
exhaustivo de todos los posibles valores.
28
La subcanalización del enlace ascendente en Wimax fijo permite a las
estaciones de abonados transmitir utilizando solamente una fracción del
ancho de banda que le asigna la estación base, lo que proporciona
mejoras económicas en el enlace que se pueden utilizar para aumentar el
rendimiento y/o mejorar la duración de las baterías de las estaciones de
abonado. Un factor de subcanalización de 1/16 proporciona una mejora
de 12 dB en el enlace.
Sin embargo, la versión móvil de Wimax, cuya capa física está basada en
OFDMA, permite subcanalizar tanto en el enlace ascendente como en el
enlace descendente y aquí los subcanales forman la unidad mínima de
recursos de frecuencia asignados por la estación base.
Por lo tanto, se pueden asignar subcanales diferentes a usuarios
diferentes como un mecanismo de acceso múltiple. Este tipo de esquema
multiacceso se llama acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal
(OFDMA) que da nombre a la capa física de Wimax móvil.
En conclusión, En el estándar Wimax, se definen tres especificaciones
físicas de interfaces radio:
Wireless MAN-SC: una única portadora modulada.
Wireless MAN-SCa: corresponde a la versión que soporta NLOS de la
Wireless MAN-SC, el estándar 802.16-2004 define que debe soportar
TDD ó FDD; uso de TDMA en ambos enlaces, UL y DL; uso de
codificación FEC en los enlaces UL y DL, entre otras especificaciones.
Wireless MAN-OFDM: esquema de multiplexación por división
ortogonal en frecuencia de 256 portadoras. El acceso múltiple de los
usuarios se controla a través de TDMA. De las 256 portadoras, 192 se
utilizan para la transmisión de datos, 56 para las bandas de guarda y 8
permanecen fijas como portadoras piloto, además de la única
portadora DC. En la Figura 2.8 se exhibe los tipos de portadora del
esquema descrito.
Wireless MAN-OFDMA: esquema OFDM de 2048 portadoras. El
acceso se proporciona asignando un conjunto de portadoras a cada
usuario: es una combinación de TDMA y OFDMA.
29
Figura 7: Esquema simplificado de los tipos de portadoras e OFDM
FUENTE: “OSIPTEL”
30
Division Duplex (TDD), Frequency Division Duplex (FDD), Quadrature
Phase Shift Keying (QPSK) y Quadrature Amplitude Modulation
(QAM). De los tipos de modulación (BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM)
que se usan de forma adaptativa en esta tecnología, BPSK es la
menos eficiente, y se emplea donde las estaciones cliente (SS) están
más alejadas de las estaciones base (BS), y por lo tanto se requiere
mayor potencia para realizar la transmisión (Ptx). Por otro lado, se
utiliza 64QAM, donde las SS están relativamente cerca del BS, y se
requiere menos potencia para la transmisión. En la Figura se muestran
los tipos de modulación en función a su distancia con respecto a la BS.
31
2.4. CAPA DE CONTROL DE ACCESO AL MEDIO EN WIMAX
La función principal de la capa MAC de WIMAX es la de proporcionar una
interfaz entre la capa de transporte y la capa física, la capa MAC toma los
paquetes de la capa inmediatamente superior, estos paquetes se llaman
MAC Service Data Units (MSDUs), y los organiza dentro de los paquetes
denominados MAC Protocol Data Units (MPDUs) para transmitirlos por el
aires; para la recepción la capa MAC realiza el mismo proceso pero esta
vez en el orden inverso.
La capa MAC del protocolo IEEE 802.16(WIMAX), fue diseñado para
accesos a las aplicaciones PMP(Punto Multipunto) de banda ancha de
muy alta tasa de datos y con una variedad de requisitos de calidad de
servicios(QoS), por lo que está orientado a conexión. Esta capa permite
que el mismo terminal sea compartido por múltiples usuarios. Lo que hace
flexible a este sistema es que maneja algoritmos que permiten que cientos
de usuarios finales puedan tener distintos requisitos de ancho de banda y
de retardo.
Esta capa también se encarga de manejar la necesidad de tener una tasa
de bits alta tanto para el enlace ascendente (hacia la BS) como para el
enlace descendente (desde la BS).El sistema ha sido diseñado para
incluir multiplexación por división del tiempo de voz y datos, protocolo de
internet (IP), y voz sobre IP (VoIP).
2.4.1. SUBCAPAS DE LA CAPA MAC DE WIMAX
El protocolo IEEE 802.16, debe soportar los variados requisitos de
conectividad como el modo de transferencia asíncrono (ATM) y protocolos
basados en paquetes. La capa MAC que es la encargada de coordinar el
acceso al medio está compuesta de 3 subcapas.
2.4.1.1. Subcapa MAC de convergencia (CS): Es la encargada de
adaptar las unidades de datos de protocolos de alto nivel al formato
MAC SDE y viceversa. Es decir se encarga de transformar los datos
de las redes externas y pasarlos a la subcapa MAC común convertidos
en unidades de datos de servicio (SDU), que son las unidades de
datos que se transfieren entre capas adyacentes. Otra función de la
que se encarga esta subcapa es la clasificación de los SDUs de la
MAC entrantes a las conexiones que pertenecen.
32
2.4.1.2. Subcapa MAC común (MAC CPS): Es el núcleo de toda la
capa MAC, provee los servicios de acceso al sistema, asignación de
ancho de banda, establecimiento y mantenimiento de la conexión y se
establecen las unidades de datos de protocolo o PDU (Protocolo Data
Units). También se encarga de hacer el intercambio de la unidad de
servicios de datos de la capa MAC (SDU) con la capa de
convergencia. Esta subcapa se encuentra fuertemente ligada con la
capa de seguridad. En esta subcapa se prestan los servicios de
planificación que representan los mecanismos de manipulación de
datos soportados por el planificador de la MAC para el transporte de
datos en una conexión, cada una asociado a unos parámetros de QoS
que son los que determinan su comportamiento. Existen cuatro tipos
de servicios:
- Concesión no solicitada(UGS)
- Polling en tiempo real(rtPS)
- Polling no en tiempo real(nrtPS)
- Mejor esfuerzo(BE)
33
de datos, la estación base y la estación suscriptora establecen un enlace
lógico unidireccional entre las dos capas llamado conexión.
Cada conexión tiene un identificador de conexión (CID) que sirve como
una dirección temporal para las transmisiones de datos sobre un enlace
particular. Además de conexiones para la transmisión de datos de
usuario, la capa MAC de WIMAX define tres conexiones administrativas:
las conexiones básicas, las primarias y las secundarias.
Wimax también define un concepto de flujo de servicio que es un flujo
unidireccional de paquetes con un conjunto particular de parámetros de
QoS e identificado por un el SFID (identificador de flujo de servicio). Los
parámetros de QoS podrían incluir prioridad de tráfico, tasa máxima de
trafico sostenido, tasa máxima de ráfaga, tasa mínima tolerable, tipo de
planificación, tipo de ARQ, retraso máximo, jitter tolerable, tamaño y tipo
de unidad de datos, mecanismo a usar para la petición de ancho de
banda, reglas para la formación de PDU, etc. El flujo de servicio debe ser
aprovisionado por un sistema de administración de red o creado
dinámicamente a través de mecanismos de señalización definidos en el
estándar.
La estación base es responsable de distribuir el SFID y mapearlo a un
único CID. Los flujos de servicio pueden ser mapeados también a puntos
de código de DiffServ o etiquetas de MPLS (Multiprotocol Label Switching)
para permitir QoS extremo a extremo basado en IP. Para soportar una
amplia variedad de aplicaciones, WIMAX define los siguientes servicios:
2.4.2.1. Servicio garantizado no solicitado o UGS: Es un servicio
diseñado para soportar un tamaño fijo de paquetes a una tasa constante
de datos, está orientado a servicios con requisitos estrictos de
temporización como son la voz sobre IP(VoIP) sin supresión de silencios y
la emulación de T1/E1. Los parámetros de flujo de servicio obligatorios
que se definen en este servicio son la tasa máxima de tráfico sostenible,
la máxima latencia permitida, el jitter tolerado y la política de
petición/transmisión. Aquí la estación base programa periódicamente
regiones de transmisión de manera regular, de manera anticipada y del
tamaño negociado con anterioridad, durante el establecimiento de la
34
conexión sin que haya una petición explicita de parte del usuario con
requisitos estrictos de temporización.
2.4.2.2. Servicio de consulta en tiempo real o RTPS: Este servicio
está orientado al tráfico en tiempo real con tasa de transmisión variable,
como el video MPEG. Los parámetros de flujo de servicio obligatorios que
se definen en este servicio son la tasa mínima de tráfico reservada, la
máxima tasa de tráfico sostenible, la máxima latencia permitida y la
política de petición/transmisión. A las estaciones con tráfico RtPS se les
asigna periódicamente una oportunidad de transmisión para solicitar
ancho de banda de manera periódica con el fin de satisfacer sus
requisitos en tiempo real.
2.4.2.3. Servicio de consulta diferido o NRtPS: Servicio diseñado para
soportar flujos de datos tolerantes a retardos y de tamaño variable pero
con un ancho de banda mínimo requerido, tal como FTP. Los parámetros
obligatorios de flujo de servicio que se definen en este servicio son la tasa
mínima de tráfico reservado, la tasa máxima de tráfico sostenible, la
prioridad de tráfico y la política de petición/transmisión.
2.4.2.4. Servicio de mejor esfuerzo o BE: En este servicio no se
garantiza un nivel mínimo de servicio, ni retardo, ni caudal. Es decir este
servicio está diseñado para aplicaciones sin requisitos mínimos de ancho
de banda. Los parámetros obligatorios de flujo de servicio definidos en
este servicio son la tasa máxima de tráfico sostenible, la prioridad de
tráfico y la política de petición/transmisión.
2.4.2.5. Servicio extendido en tiempo real y tasa variable o ERT VR:
Se diseña este servicio para aplicaciones como VOIP con supresión de
silencio, es decir con detección de actividad ya que tienen tasas de datos
variables pero necesitan una tasa de datos y un retraso garantizado. Este
servicio solo está disponible en el estándar IEEE802.16e y no en el IEEE
802.16- 2004.
35
Tabla 4. Tipos de QoS Fuente: “wimax forum”
2.5. TECNOLOGÍA 4G
36
convergencias para brindar velocidades de acceso entre 100 Mbps en
movimiento y 1 Gbps en reposo, manteniendo un servicio de punto a
punto con alta seguridad y permitiendo ofrecer servicios de cualquier
clase en cualquier momento, con un mínimo coste. Esta convergencia de
tecnologías surge de la necesidad de agrupar los diferentes estándares
en uso con el fin de delimitar el ámbito de funcionamiento de cada uno de
ellos y con el fin también de integrar todas las posibilidades de
comunicación en un único dispositivo de forma transparente al usuario.
37
Funcionamiento
38
Figura 9. OFDMA y SC-FDMA.
2.5.1.2. WIMAX
39
Figura 10. Prestaciones de la tecnología WIMAX.
2.5.1.2.1. Ventajas
En el caso de la tecnología WIMAX, como otras tecnologías basadas en
Radio frecuencia, sus transmisores y receptores suelen tener una huella
pequeña (es decir, poco espacio) y como consecuencia se pueden
colocar en azoteas o terrazas, en torres o incluso colgarse de los edificios.
Sus requisitos de apoyo son modestos y no cabe duda que es un ahorro
bastante importante en nuevas concesiones en excavaciones, plantado
de postes, empalmado de cables, repetidores, etc.
El caso más extremo es el de zonas apartadas con baja densidad
demográfica en las cuales es inviable, debido al alto coste por usuario, la
instalación de redes por cable y la única opción sería la instalación
inalámbrica.
40
Otro de los aspectos es la velocidad de despliegue, la cual en el caso de
la tecnología inalámbrica es únicamente el posicionamiento de los
receptores y emisores, incluso en algunos casos los terminales no son
cosa de profesionales, sino de los usuarios terminales (como por ejemplo
los móviles).
En el caso de la portabilidad y movilidad está claro que, cómo en el punto
anterior, Sabemos que si la instalación es fácil, la portabilidad también lo
será y únicamente desmontando y trasladando unas antenas tendremos
hecha la portabilidad. En algunos casos, como WLAN y celular, tenemos
la posibilidad de tener la conectividad móvil, con lo que la movilidad está
asegurada.
41
CAPÍTULO III
HSPA
High Speed Packet Access (HSPA) es la combinación de
tecnologías posteriores y complementarias a la tercera generación
de telefonía móvil (3G), como son el 3.5 G o HSDPA y 3.5 G Plus,
3.75 G o HSUPA.
Teóricamente alcanza velocidades de hasta 14,4 Mb/s en bajada y
hasta 2 Mb/s en subida, dependiendo del estado o la saturación la
red y de su implantación.
Wimax
Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access o
interoperabilidad mundial para acceso por microondas) es una
novedosa forma de transmisión de datos usando microondas de
42
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.
Esta es una tecnología inalámbrica al igual que el Wi-Fi pero con la
diferencia de que Wi-Fi es solo para crear redes inalámbricas locales
obteniendo el servicio a través de un cable mediante un modem.
Pero Wimax obtiene el servicio de manera inalámbrica y la cobertura
es amplia.
HSPA+
HSPA + o Evolved High Speed Packet Access, es una versión
mejorada de los estándares 3G HSDPA HSUPA y con velocidades
comparables a las redes LTE más recientes. Velocidades teóricas se
dice que cuentan con velocidades de descarga de hasta 168Mbps y
22Mbps de subida. Estos son, por supuesto, velocidades teóricas,
con la velocidad real a disposición de los usuarios que son mucho
más bajos. Aunque la mayoría de las redes HSPA + en todo el
mundo cuentan con un 21Mbps teóricos (descarga) de velocidad, T-
Mobile (EE.UU.) y Deutsche Telekom (Alemania) cuentan con redes
de 42Mbps. Un tema muy debatido es la etiqueta 4G que ofrecen las
compañías de redes celulares para anunciar sus redes HSPA + (T-
Mobile y AT & T), mientras que la mayoría acepta que debe
considerarse, a lo sumo, una red 3.75 G.
LTE
LTE o Long Term Evolution, es considerado una "verdadera" red 4G.
Velocidades teóricas cuentan con velocidades de descarga de 300
Mbps y subidas de 75Mbps. LTE, que es un sistema basado en IP,
es un completo rediseño y simplificación de la arquitectura de la red
3G que resulta en una marcada reducción en la latencia de
transferencia. Debido a esto, LTE no es compatible con redes 2G y
3G y por lo tanto, las funciones en un espectro inalámbrico
enteramente diferente. Desafortunadamente, esto significa que erigir
43
una red LTE requiere que se construyó desde cero. Este es uno de
los principales factores que explican el retraso en el lanzamiento de
completar las redes LTE 4G.
44
Figura 2.Ubicación de la estaciòn
45
velocidad para su servicio de internet y telefonía fija, solicitado por el
cliente en este caso a la Empresa Solentel Will S.A.C.
En la tabla 1, vemos los parámetros de Los sectores S1, S2, S3, tienen
diferentes parámetros cada una de ellas con un objetivo de cobertura
distinta para telefonía fija y datos. Esta cobertura estará determinada por
la posición (coordenadas), orientación (azimut) e inclinación (tilt) de las
antenas de cada sector con respecto al terreno a cubrir.
46
3.2.2. MODELO DE COMUNICACIÓN PROPUESTO:
47
de interface de expansión de ancho de banda de 4G de nuestra red y
dependiendo del estándar utilizado 802.16e, y en donde se ubican los
RRU y las antenas sectoriales; y por último, tenemos a los equipos
CPE(WIMAX), Router Cisco, Switch y Router Gaoke, que tienen interfaces
Ethernet para redes LAN e interfaces voip para los teléfonos
convencionales analógicos de voz.
48
acuerdo a la velocidad mínima requerida (200 Kbps para uso normal y
300 Kbps para uso intensivo).
Oficinas Velocidad Nº de
para voz anexos
Teléfonos 100 Kbps 7
analógicos
49
3.2.4. DISEÑO DE DISTRIBUCIÓN DE EQUIPOS Y CABLEADO
ESTRUCTURADO.
Los Planos en planta de la Empresa Solentel Will S.A.C, presenta los
ambientes de trabajo (oficinas y almacenes de la empresa), así mismo el
recorrido del cableado estructurado para la conexión de internet y
teléfonos.
50
3.3. IMPLEMENTACIÓN DE LA SOLUCIÓN
51
INTERFACE WAN: Cuenta direccionamiento IP dado por el CORE
LTE, se deberá dejar en modo DHCP
INTERFACE LAN: Se configura el direccionamiento IP APN
provisionado.
- Default User: admin / LTE CPE (Para visualizar valores del CPE)
- Super User: administrator / administrator(Para configuración,
Modo administrador)
Al ingresar tendremos el menú principal:
52
Figura 10. Menú principal
Nos muestra el Estado del CPE, el Network Operator (en nuestro caso
71677) y sus diferentes parámetros de Radio (RSRP DL, SINR DL,
RSRQ, PCI, eNodeB ID, etc.).
53
General Information.
- State: Estado Connected (El Cliente se engancho a la red LTE y
posee valores de radio) y Estado Connecting (Cliente busca
engancharse a la red LTE).
- Connection Time: Tiempo que el cliente lleva en Estado
Connected.
LTE Information.
- En este apartado se visualizaran los valores de radio (RSRP,
RSRQ, SINR, CINR, etc). El CPE posee dos antenas de
Recepción, en consecuencia el CPE registrará dos valores de
RSRP, SINR y CINR.
Entonces:
RSRP0, SINR0, CINR0 serán valores registrado por la Antena0 del CPE.
RSRP1, SINR1, CINR1 serán valores registrado por la Antena1 del CPE.
La idea es que se obtengan una mínima diferencia entre ambos valores,
ya que ambas antenas debe recepcionar casi los mismos valores de
radio.
54
3.3.1.2. CONFIGURACION LAN.
55
En este caso, confirmar si la IP-APN-NGN indicada en la OIT
provisionada por el NOC sea el mismo indicada en el campo WAN IP
Address del CPE.
56
Figura 15. Configuración del APN default
57
NETWORK > ROUTING > STATIC ROUTING
La configuración del Cell Selection puede ser Full Band (Cualquiera de las
tres frecuencias) o puede ser configurándolo por EARFCN / Frequency.
Cuando deseemos fijar nuestro CPE a una de nuestra tres frecuencias
Centrales, tener en cuenta que si los valores de radio en esa frecuencia
son muy bajas (No cumple los KPIs de instalación), el CPE cambiará de
frecuencia automáticamente al reiniciar el terminal, acomodándose a una
frecuencia con mejor valores de radio.
58
Figura 18. Configuración del Cell Selection
Frequency EARFCN
2365 39300
2375 39400
2385 39500
59
3.3.1.8. GESTION Y TROUBLESHOOTING.
3.3.1.8.1. GESTION LOCAL
Se requiere las siguientes configuraciones para poder gestionar el
CPE - LTE:
Credenciales:
60
Figura 20. Desactivación del Firewall
3.3.1.8.3. FIRMWARE.
61
Figura 22. Verificación de la versión del CPE
62
3.3.1.9. PARÁMETROS DE RADIO FINALES DE APUNTAMIENTO
DE LA ANTENA CPE
63
3.3.2. DIAGRAMA DE DISTRIBUCION DE LOS EQUIPOS
64
CAPÍTULO IV
4. PRUEBAS Y FUNCIONAMIENTO
65
Figura 2. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la trama de 2024 bytes.
66
Figura 4. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la trama de 4024 Bytes.
67
Figura 6. Prueba de ping a la ip 172.24.4.31 para la trama de 6024 bytes.
68
Tamaño de Trama (Bytes)
64
128
256
512
768
1024
69
Resultados de las gráficas de Bw del canal en Subida o carga de
datos para cada trama respectiva, para las cuales se realizaron las
pruebas.
70
Figura 10. Resultado de la gráfica de Bw del canal en
subida para una trama de 256 Bytes.
71
Figura 12. Resultado de la gráfica de Bw del canal en
subida para una trama de 768 Bytes.
72
4.3. PRUEBAS PARA CERTIFICAR EL CANAL EN DESCARGA.
73
Figura 15. Resultado de la gráfica de Bw del canal en
descarga para una trama de 1024 Bytes
74
Figura 17. Resultado de la gráfica de Bw del canal en
descarga para una trama de 3024 Bytes.
75
Figura 19. Resultado de la gráfica de Bw del canal en
descarga para una trama de 5024 Bytes.
76
4.4. PRUEBA DE TEST DE VELOCIDAD DE DESCARGA Y CARGA
DE DATOS.
Se realizó el test de velocidad a pedido de la empresa, para
verificar el Bw de subida y descarga que se le está proporcionando
al servicio.
77
TABLA 2. Costo de equipos
78
TABLA 3. Costo de herramientas
79
TABLA 4. Costos de materiales
OTROS
ítem Detalle Unidad Cantidad C. Unitario(S/.) C. total(S/.)
1 Horas hombres(80 horas 80 horas 20.00 1600.00
horas -10 días)
2 Pasajes y otros unidad - 600.00 600.00
servicios
3 imprevistos unidad - 400.00 400.00
Total 2600.00
80
CAPITULO V
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUCIONES.
5.2. RECOMENDACIONES.
81
BIBLIOGRAFÍA
82
ANEXOS
83
ANEXO A
84
1. HUAWEI B2268S 4G LTE TD- LTE CPE Wireless Gateway
Esta es una nueva versión de la HUAWEI B2268S LTE CPE tiene una
velocidad máxima de descarga de 150 Mbps y además de TDD penta
- banda, que apoya TDD 3500, 2600 y 2300 MHz también. El B2268S
es una pasarela inalámbrica 4G que reemplaza B522s - 41 / B593s -
42 / E323s - 41 / B593s - 58 / B222s - 40 / B222s - 41 / B222s - 42 /
B222s - 42a. Es ideal para pequeñas y grandes empresas con sus
opciones de conectividad versátiles y servicios tales como VoIP,
teléfono y fax, impresoras USB, disco duro USB y otros equipos de
oficina. También es adecuado para el entretenimiento doméstico y el
intercambio de información.
Penta -Band LTE TD - Band 42 / Banda 43 3500MHz, 2600MHz 38
Banda y Banda 40 2300MHz hasta 150 Mbps de descarga y 50 Mbps
de velocidad de subida
85
Conectores SMA de la antena HUAWEI B2268S 4G LTE TD- LTE CPE
86
2. Router Cisco 861
Especificaciones técnicas
87
Router Cisco 861
3. GAOKE
Gaoke MG 600XN
88
Especificaciones tecnicas :
4. Teléfono Itelecom
Los teléfonos Itelecom analógicos se conectan directamente a una línea
analógica de la compañía que usted elija.
Características:
89
Teléfono Itelecom
5. Switch
90
ANEXO B
91
CONFIGURACIÓN DEL ROUTER GAOKE.
Solentel#sh run
Building configuration...
Version 15.2
No service pad
no service password-encryption
!hostname Solentel
boot-start-marker
boot-end-marker
enable password
ip cef
no ipv6 cef
controller VDSL 0
shutdown
interface ATM0
no ip address
shutdown
no atm ilmi-keepalive
92
interface Ethernet0
no ip address
shutdown
interface FastEthernet0
no ip address
interface FastEthernet1
no ip address
interface FastEthernet2
no ip address
interface FastEthernet3
no ip address
interface GigabitEthernet0
no ip address
interface GigabitEthernet1
ip nat outside
ip virtual-reassembly in
duplex auto
speed auto
interface Vlan1
93
ip address 190.187.231.51 255.255.255.255
ip nat inside
ip virtual-reassembly in
mac-address-table aging-time 15
line con 0
session-timeout 5
password
login
no modem enable
line aux 0
session-timeout 5
password
login
line vty 0 4
session-timeout 5
password
login
End
94
CONFIGURACIÓN DEL ROUTER CISCO 861.
Router#conf t
Router(config)#hostname SOLENTEL
SOLENTEL (config)#line con 0
SOLENTEL (config-line)#password c4j4m4rc4
SOLENTEL (config-line)#login
SOLENTEL (config-line)#session-timeout 5
SOLENTEL (config-line)#exit
SOLENTEL (config)#line vty 0 4
SOLENTEL (config-line)#password c4j4m4rc4
SOLENTEL (config-line)#session-timeout 5
SOLENTEL (config-line)#login
SOLENTEL (config-line)#exit
SOLENTEL (config)#line aux 0
SOLENTEL (config-line)#password c4j4m4rc4
SOLENTEL (config-line)#session-timeout 5
SOLENTEL (config-line)#login
SOLENTEL (config-line)#no exec
SOLENTEL (config-line)#exit
Establecer el password enable:
SOLENTEL (config)#enable secret l0r3t0
SOLENTEL (config)#service
95
SOLENTEL (config-if)# no cdp enable
Configurar la interfaz LAN Se configura la interfaz VLAN1 que
asocia a las interfaces Fa0 – Fa3
SOLENTEL (config)#int vlan1
SOLENTEL (config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
secondary
SOLENTEL(config-if)# ip address 190.187.231.51 255.255.255.255
SOLENTEL (config-if)# ip nat inside
SOLENTEL (config-if)# ip virtual-reassembly
Configurar la ruta estática hacia Internet
SOLENTEL (config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.187.231.51
SOLENTEL(config)# access-list 100 permit ip 192.168.1.0
0.0.0.255 any
SOLENTEL(config)# ip nat inside source list 100 interface
FastEthernet0/0 overload
SOLENTEL(config)# snmp-server community Am3r1c4t3L.1577 ro
Configurar en DHCP
Router (config)#service dhcp
Router(config)#ip dhcpexcluded-address192.168.1.1 192.168.1.100
Router (config)#ip dhcp pool INTERNET
Router (DHCP-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0
Router (DHCP-config)#default-router 192.168.1.1
Router (DHCP-config)#dns-server 190.7.64.15 200.14.207.210
Guardar la Programación
SOLENTEL (config)#exit
SOLENTEL #wr
96
ANEXO C
97
Planos en planta de la empresa
98
Planos en planta del cableado estructurado
99
ANEXO D
100
Tilt mecanico sect_1 Tilt eléctrico sect_1
101
Azimut sect_1 Azimut sect_2 Azimut sect_3
Conex. jumper antena sect_1 Conex. jumper antena sect_2 Conex. jumper antena sect_3
102
Vista del jumper sect_1 Vista del jumper sect_2 Vista del jumper sect_3
103
Aterramiento RRU_Sect 1 Aterramiento RRU_Sect 2 Aterramiento RRU_Sect 3
104
BBU Aterramiento BBU Aterramiento BBU
105
MEDICIÓN DE ROE.
106
107
Mediciones del sector 2:
108
109
Mediciones del sector 3:
110
111
112
LISTA DE EQUIPOS IMPLEMENTADOS EN LA ESTACIÓN
BASE
113
ANEXO E
114
Fachada de la empresa Ubicación de la antena CPE
115
Línea telefónica oficina de área de wimax
116