Diapositiva 1

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Router Solar Autoconfigurable para Redes Mesh
IEEE 802.11 de telemedicina rural en América
Latina

• Javier Simó jsimo_at_ehas.org
• Pablo Osuna posuna_at_ehas.org
• Joaquín Seoane joaquin_at_ehas.org
• Andrés Martínez andresmf_at_ehas.org

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El Programa EHAS
INTRODUCCIÓN

• REDES MESH WI-FI
• COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH
• DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA

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Introducción
La atención sanitaria en establecimientos de
salud rurales de países en desarrollo suele ser
muy deficiente
EHAS trata de mejorarla a través del uso de las
nuevas tecnologías de la información y la
comunicación
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Jerarquía en la red de Salud rural

• CENTROS DE SALUD
• - Referencia para Puestos de Salud
• En capitales de distrito
• Suelen tener acceso a línea telefónica
• Acceso a electricidad
• Dirigido por un médico
• De 5 a 10 trabajadores
• Permite hospitalización

• PUESTOS DE SALUD
• - Nivel más bajo en la jerarquía de salud
• Dependientes del Centro de Salud
• En pequeños pueblos
• Muchas dificultades de acceso
• Sin línea de teléfono ni electricidad
• 1 trabajador (técnico de enfermería)
• Personal con baja formación

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Variables de contorno

• RECURSOS HUMANOS COSTOSOS Y ESCASOS
• PERSONAL MÉDICO CON SENSACIÓN DE AISLAMIENTO Y
  ALTA ROTACIÓN
• ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA INESTABLE O INEXISTENTE
• LARGAS DISTANCIAS Y DIFICULTAD DE ACCESIBILIDAD
  FÍSICA
• CLIMAS AGRESIVOS (vientos, lluvias, temperaturas
  extremas)
• ALTO COSTE EN LAS COMUNICACIONES

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Tecnologías y servicios EHAS
Tecnologías
Servicios

• Teleformación Capacitación a distancia
• Apoyo a la vigilancia epidemiológica
• Referencia contrarreferencia de pacientes
• Teleconsultas
• Acceso remoto a información en salud
• Apoyo a la distribución de medicamentos

• Comunicaciones vía radio
• HF
• VHF
• Wi-Fi
• VoIP
• Energía solar

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Los Programas EHAS-País
EHAS - COLOMBIA
Socio tecnológico Socio médico
EHAS - PERÚ
EHAS - CUBA
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Redes Mesh Wi-Fi

• INTRODUCCIÓN
• COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH
• DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA

REDES MESH WI-FI
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El estándar Wi-Fi

• La tecnología inalámbrica de microondas ha
  experimentado una gran extensión y desarrollo en
  los últimos años, en parte gracias a Wi-Fi
• Wi-Fi Estándar inalámbrico que sigue las
  recomendaciones 802.11 a/b/g
• Bandas de frecuencias de trabajo (ISM) en 2.4 y
  5.8 GHz son de uso libre siempre que no se
  sobrepase ciertos límites de potencia. El
  problema de las interferencias suele desaparecer
  en entornos rurales aislados
• Tecnología pensada para interiores. Qué ocurre
  con las distancias largas?

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Qué es una red Mesh?

• Es una red que se forma de manera espontánea sin
  ninguna infraestructura, constituyendo mallas que
  conectan un cierto número de nodos entre sí, y en
  que cada nodo puede ser al mismo tiempo estación
  de trabajo de un usuario, servidor o encaminador

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Arquitectura de la red Mesh Wi-Fi
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Por qué redes Mesh Wi-Fi?

• Uso de estándares conocidos e implementados
  802.11
• Debido a su auge en la actualidad incluso se
  trabaja en protocolos específicos para ellas
• Tecnología de bajo coste
• Equipos baratos y frecuencia de uso libre
• Alimentación e integración
• No consumen grandes potencias y son fácilmente
  integrables en sistemas impermeables estancos
• Flexibilidad
• Un nodo sólo necesita ver al vecino para
  adherirse a la red
• Ideal para zonas rurales aisladas que no siguen
  una distribución geométrica
• Robustez de red
• Estructura descentralizada con más de un failure
  point

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Componentes del Router Solar Mesh

• INTRODUCCIÓN
• REDES MESH WI-FI
• DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA

COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH
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Componentes del router Solar Mesh

• Sistema Hardware
• Subsistema informático
• Subsistema wireless
• Subsistema solar
• Subsistema estructural
• Sistema software
• Autoconfiguración IP
• Encaminamiento dinámico multisalto
• Calidad de servicio QoS
• Seguridad y Gestión de red
• Distribución software

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Subsistema informático
Ordenador optimizado para realizar funciones de
router. Idealmente 3 interfaces inalámbricas
4W
BAJO CONSUMO!!!
ARQUITECTURA X86
1W!
ARQUITECTURA MIPS
ARQUITECTURA ARM
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Subsistema wireless

• TARJETAS INALÁMBRICAS
• Funcionan en Linux a través de los drivers
  Hostap y Madwifi
• Madwifi permite modificar parámetros para
  enlaces de larga distancia!!!
• ANTENAS EXTERIORES
• - Antenas muy directivas y de alta potencia para
  enlaces PtP
• - Cables de muy bajas pérdidas
• - Pigtails

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Resultados enlaces larga distancia
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Subsistema solar

• COMPONENTES
• Panel
• Regulador
• Batería
• Otros accesorios como cableado, conectores y
  elementos mecánicos de soporte y fijación

Diseño y dimensionamiento del subsistema solar a
partir de las pruebas de consumo!
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Subsistema estructural

• Ventilada
• Con puntos de fijación para los paneles solares,
  antenas y fijación a un mástil/muro
• Unidad robusta y fácil de transportar

Permite el montaje del router a la intemperie
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Autoconfiguración IP

• Actualmente asignación manual de direcciones IP
• Solución de autoconfiguración
• Muchas investigaciones teóricas pero ninguna
  implementada. Algunas aproximaciones
• IPv4 con tarjetas de fabricante conocido o
  asignando una IP de un rango conocido
• DHCP Relays
• IPv6

Disminución de mantenimiento y administración de
red!!!
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Encaminamiento dinámico multisalto

• Primera versión del router enrutamiento
  estático
• Búsqueda de autoconfigurabilidad encaminamiento
  dinámico multisalto
• Protocolo con métrica basada en QoS ETX
• Independiente de las direcciones IP de los nodos

Solución escogida
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Calidad de servicio QoS

• Necesario trato diferenciado para tráfico de
  tiempo real VoIP, videoconferencia
• Wi-Fi no tiene QoS Capa 3 (IP)
  mediante Diffserv prioridades y clases

• Adicionalmente
• Hacer un modelo adaptativo a las fluctuaciones
  del enlace
• Conformar el tráfico de entrada

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Distribución Software

• Distribución de código abierto Linux
• Optimizada en tamaño
• pebble-EHAS (77MB)
• nano-EHAS (lt32MB)
• Realiza, entre otras cosas, enrutamiento
  dinámico, calidad de servicio e incluye un
  watchdog software
• Cuenta con una centralita telefónica software
  para VoIP

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Seguridad y Gestión de Red

• SEGURIDAD WI-FI
• Nivel 2
• - WEP, usada en nuestra red, encriptación
  vulnerable
• - WPA, nueva solución, no es válida para el modo
  Ad-Hoc
• Otros Plugin OLSR, IPSec-VPN, SSL

• GESTIÓN DE RED
• Permite monitorizar el estado de la red y la
  disponibilidad de los nodos
• Software basado en el correo electrónico y Zabbix
• Hardware para detectar nivel de batería, detector
  de presencia

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Esquema de un nodo Solar Mesh
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Resultados y Discusión

• INTRODUCCIÓN
• REDES MESH WI-FI
• COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH

DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA
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Discusión

• RECURSOS HUMANOS COSTOSOS Y ESCASOS
• Solución autoconfigurable que reduce la necesidad
  de esos recursos
• El coste de mantenimiento es inversamente
  proporcional a la sostenibilidad
• PERSONAL CON SENSACIÓN DE AISLAMIENTO Y ALTA
  ROTACIÓN
• Ayuda a romper con la incomunicación
• ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA INESTABLE O INEXISTENTE
• Uso de la Energía Solar para alimentar Router
  Wi-Fi
• LARGAS DISTANCIAS Y DIFICULTAD DE ACCESIBILIDAD
  FÍSICA
• Adaptación de la tecnología Wi-Fi a las largas
  distancias.
• Sistema estable para asegurar mínimo de
  incidencias
• CLIMAS AGRESIVOS (vientos, lluvias, temperaturas
  extremas)
• Robustez frente a condiciones climatológicas
  adversas
• ALTO COSTE EN LAS COMUNICACIONES
• Sistemas Wi-Fi de muy bajo coste.

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Perspectiva

• Estudio comparativo en potencia de arquitecturas
  de bajo consumo
• Implementación de una solución de
  autoconfiguración
• Aplicación del estudio QoS a nuestra red
• Estudio de un modelo de larga distancia en Wi-Fi

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Fin
Muchas gracias! Preguntas?