Application
of LTE technology in emergency management systems
Santiago Israel Logroño Naranjo. [1= ] & Michael Andrés Moya Quimbita. [2] <= o:p>
Recibido:
15-05-2019 / Revisado: 18-06-2019 /Aceptado: 09-07-2019/ Publicado: 28-07-2=
019
The
determination of the application of LTE technology in emergency management
systems is based on the efficiency of the networks that conduct information,
the same that is proposed to be carried out in the Polytechnic Higher Schoo=
l of
Chimborazo (ESPOCH), Northern Amazon extension, whose environmental conditi=
ons
correspond to a humid tropics in order to determine the different variables=
of
fluidity of the information since between the different technologies they v=
ary
notably, for which it is proposed to use hypothesis tests based on the addi=
tive
linear model where the speed and efficiency of the information flow in an
efficient way in the area or different between different technologies becau=
se
the maximum number of users, number of groups, number of stations are highe=
r in
efficiency with the eCNS210 technology in the same way in operating specifi=
cations
at operating temperature supports up to 45 ºC, relative humidity of 85 % and
MTBF of 322,580, apparently being more efficient than the eSCN230 technolog=
y.
Resumen.
La determinaci=
ón
de aplicación de la tecnología LTE en sistemas de gestión de emergencias es=
tá
basada en la eficiencia de las redes que conducen información la misma que =
se
plantea realizar en la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) =
extensión
Norte Amazónica cuyas condiciones ambientales corresponden a un trópico húm=
edo
con la finalidad de determinar las diferentes variables de fluidez de la
información puesto que entre las diferentes tecnologías varían notablemente,
para lo cual se plantea utilizar pruebas de hipótesis basada el modelo line=
al
aditivo donde la velocidad y eficiencia de la información fluya de manera
eficaz en la zona o sea diferente entre las diferentes tecnologías debido a=
que
el máximo número de usuarios, número de grupos, número de estaciones son
superiores en eficiencia con la tecnología eCNS210 de la misma manera en las
especificaciones de operación en la temperatura de operación soporta hasta =
45 ºC, humedad relativa del 85 % y MTBF de 322.580, sie=
ndo
al parecer más eficiente que la tecnología eSCN230.
Palabras claves: Sistema de comunicaciones, redes, tecnología, ges=
tión
de emergencias.
Introducción.
En la actualidad las diferentes
organizaciones que prestan
atención y ayuda
a emergencias necesitan ser=
vicios
de telecomunicaciones robustos para atender de una manera eficaz y a tiempo=
la
emergencia, la intervención inmediata es vital a la hora de detener y contr=
olar
el impacto. Por lo tanto, se presenta una problemática a la hora de tener u=
na
comunicación solida con el centro de control, debido a que la conexión es
lenta, inestable y con baja calidad de servicio (Soberón, M. 2013). Normalm=
ente
los servicios prestados en redes para mando y control de emergencias son vi=
deo,
voz y datos, los cuales son de gran ayuda para la prevención de desastres, =
ya
que permiten al personal experto del centro de mando y control gestionar y
facilitar la orientación a la emergencia. Además, se ofrece seguridad y
eficacia en la operación a los socorristas. El intercambio de información e=
ntre
las personas involucradas en la atención de las emergencias es de vital
importancia. Es así que el Puesto
de Mando Avanzado (PMA) es el
centro fundamental que
gestiona las comunicaciones, permitiendo informar en
tiempo real acerca de la evolución y proceso de operación de la situación (=
Zavazava, C. 2005) .
Los sistemas de comunicación para zonas de emergencia que se han ven=
ido
utilizando se basan en tecnologías inalámbricas como TETRAPOL, TETRA, siste=
mas
HF/VHF y enlaces satelitales, que, a pesar de proporcionar una amplia
cobertura, disponen de un ancho de banda muy limitado. Debido a estas
limitaciones sólo se puede disponer de comunicaciones de voz y de transmisi=
ón
de datos a bajas velocidades y que no reproducen por completo el COP (Common Operacional Picture) de la situación de confli=
cto o
emergencia (Hernández, L. 2015).
En los últimos años, con la aparición de nuevas tecnologías y técnic=
as
utilizadas en redes celulares, se han comenzado a examinar los grandes
beneficios de las redes de cuarta generación (4G) o Long Term
Evolution (LTE) para comunicaciones denominadas
críticas. Es así que las redes LTE ofrecen mayor capacidad de trasmisión de
datos en un ancho de banda amplio, a diferencia de comunicaciones de banda
estrecha (Guevara, A., y Vásquez, V. 2013). La utilización de tecnologías <=
span
class=3DSpellE>Trunking LTE de banda ancha en la gestión de emergenc=
ias
son necesarias para la optimización de los recursos de red, así como para
garantizar fiabilidad y seguridad de las comunicaciones (Ravelo, Y. 2017).<=
/span>
Metodología.
Localización
La pres=
ente
investigación se realizó en la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
(ESPOCH) extensión Norte Amazónica, ubicada en la provincia de Orellana, ca=
ntón
Francisco de Orellana, ubicado al nororiente de la Región Amazónica Ecuator=
iana
(RAE).
Sistemas de comunicaciones para
gestión de emergencias
Soberón=
, M.
(2013), reporta que diferentes aplicaciones y tecnologías son necesarias pa=
ra
la gestión adecuada de emergencias, entre ellas: transmisión en tiempo real=
de
video, transmisión y recepción de voz, PTT (Push-to- Talk), RTT (Real Time Text messa=
ging),
Transmisión de información de localización y estado, b=
roadcasting
y multicasting, etc.
Tecnologías para sistemas de emergencia
PMR (Pr=
ofessional
Mobile Radio) Samaniego, H., y Calderón, A. (2014), definen que las PMR se
caracterizan por tener una cobertura local y no estar conectados a la PSTN =
(Red
telefónica Pública Conmutada). Permite el intercambio de información de voz
entre los terminales de los usuarios sin importar su ubicación o si estos se
encuentran móviles o fijos, siempre y cuando se encuentren dentro de la zon=
a de
cobertura.
Rondón,=
G.
(2010), reporta que la operación del equipo de radio del PMR está basado en=
el
estándar analógico MPT-1327 (Radio troncalizado), y los estándares digitales
DMR (Motorola), TETRA y APCO 25. Aplicaciones típicas de estos sistemas de
radio son lo que usan las fuerzas policiales y de bomberos.
TETRA (Terre=
strial
Trunked Radio)
Es un
estándar de radio móvil de troncal digital desarrollado para satisfacer las
necesidades de las organizaciones de usuarios tradicionales de PMR, tales c=
omo:
Seguridad Pública, Transporte, Utilidades, Gobierno, Militar, Comercial e
industrial, Gas de petróleo. El estándar TETRA se ha desarrollado específic=
amente
para satisfacer las necesidades de una variedad de organizaciones de usuari=
os
de PMR tradicionales. (ETSI standars, “TETRA”.
Revisado en mayo 2018).
WiMAX IEEE 802.16
Gallo, =
Y.,
Barrios, J., y Roche, C. (2012), manifiestan que la tecnología WiMAX es un
sistema de acceso inalámbrico de banda ancha de largo alcance que puede
entregar grandes cantidades de información de forma económica y se utiliza
principalmente para ofrecer cobertura a zonas de difícil acceso. Además, br=
inda
a las empresas y a los consumidores un acceso ininterrumpido a una gran
variedad de aplicaciones como: juegos en línea, música digital, televisión,
videoconferencias y otros servicios en tiempo real. WiMAX es realmente
importante para los países en vías de desarrollo y la familia 802.16 de la =
IEEE
ayuda a solucionar los problemas de conectividad de “última milla”.
Sistemas Trunking
R=
avelo,
Y. (2017), señala que los sistemas Trunking con=
sisten
en sistemas de radio en donde todos los canales de comunicación son
compartidos, por lo que es necesario un centro de control que se encarga de
gestionar la comunicación.
Sistema trunking eLTE
Huawei Tec=
hnologiesCO,.
LTD PTT. (2018), señala que en
cumplimiento de la tendencia de desarrollo de los sistemas trunking
digitales, Huawei desarrolló la solución de banda ancha basados en LTE. La
solución eLTE ofrece servicios de trunking
en redes LTE mediante la adición de un servidor PTT (P=
ush
to talk) y terminal=
es
relacionados con las redes existentes sobre la base de la red LTE estándar.=
Vehículos Aéreos No Tripulados (V=
ANT)
Gertler, J. (2=
012) ,
reporta que los VANT son aeronaves piloteadas por medio de un control remot=
o o
cuarto de control a distancia. Su tamaño puede ser muy variable, pues exist=
en
aparatos que caben en la palma de la mano, así como aquellos con dimensiones
similares al de una avioneta comercial, como los Preda=
tor
del ejército de EE.UU.
También=
Vera,
J. (2013), adiciona que, popularmente
son conocidos como
drones, debido al
singular sonido que
emiten cuando son
utilizados. Sin embargo, el término correcto VANT por
Vehículo Aéreo No Tripulado se
ha establecido en
la actualidad para
distinguirlos de otros
aparatos: incluso, existe
el término VANTDC para dist=
inguir
a aparatos bélicos (Vehículo Aéreo No Tripulado de Combate).
GCS (Ground<=
/span>
Control Station
Parra, =
J.
(2016), manifiesta que una estación controladora de tierra (en inglés Ground Control Station (G=
CS)) es
un dispositivo que, conectándose a través de dicho protocolo al dron, es ca=
paz de
controlar el vuelo y los parámetros de éste. Este dispositivo normalmente se
traduce físicamente en un mando radiocontrol o un ordenador personal.
Resultados.
Especificaciones de rendimiento <= o:p>
La tecn=
ología
eCNS210 registra que el máximo número de usuarios, máximo número de grupos,
máximo número de estaciones de base son superiores significativamente 20000=
0,
20000 y 1500 con relación a la tecnología eSCN230 con la cual se determinó
8000, 1500 y 100 unidades respectivamente más aún con la tecnología eLTE Rapid que es prácticamente inferior, cuando se h=
ace un
análisis a un total de 1024 llamadas simultaneas.
En lo
relacionado a las especificaciones de operación, la tecnología eCNS210 regi=
stra
temperaturas de operación mínima de 0 ºC, tempe=
ratura
máxima de 45 ºC, humedad relativa máxima de 85 =
%,
humedad relativa mínima de 20 % cuando se tiene una disponibilidad de un
sistema del 99 % asi mismo el MTBF fue de 322580
mientras que con la tecnología eSC=
N230
las especificaciones son inferiores como temperaturas de operación mínima d=
e 29
ºC, temperatura máxima de 55 ºC,
humedad relativa máxima de 5 %, humedad relativa mínima de 95 % cuando se t=
iene
una disponibilidad de un sistema semejante al sistema anterior a sí mismo el
MTBF fue de 322580 por lo que se puede manifestar que hay mucha variabilidad
entre las tecnologías siendo necesario analizar más profundamente con ensay=
os
en condiciones climáticas diferentes.
|
Variables |
eSC230 |
eCNS210 |
eLTE Rapid |
T0.05 |
|
|
Especificaciones de rendimi=
ento |
8000 |
200000 |
|
2.83 |
2.78 |
|
1500 |
20000 |
100 |
2.83 |
2.78 |
|
|
100 |
1500 |
40 |
2.83 |
2.78 |
|
|
1024 |
1024 |
20 |
0.00 |
2.78 |
|
|
Especificaciones de operaci=
ón |
|
|
|
|
|
|
Temperat=
ura
de operación mínima |
-29 |
0 |
-20 |
2.83 |
12.71 |
|
55 |
45 |
55 |
-2.83 |
12.71 |
|
|
5 |
5 |
|
|
|
|
|
95 |
85 |
|
-2.83 |
12.71 |
|
|
20 |
20 |
23 |
0.00 |
12.71 |
|
|
99.99 |
99.99 |
|
0.00 |
12.71 |
|
|
155000 |
322580 |
100000 |
2.83 |
12.71 |
|
|
1 |
1 |
0.5 |
0.00 |
12.71 |
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
color:white;mso-color-alt:windowtext;mso-ansi-language:ES-EC'>Tabla 1. E=
studio
comparativo entre las tecnologías eSCN230 y eCNS210
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Fuente: Elaboración
propia
Propuesta de r=
ed trunking basada en LTE
Planteamiento del escenario de la
situación de emergencia
El obje=
tivo
de la presente investigación es proporcionar una arquitectura de red Trunking basada en LTE para la transmisión de voz, da=
tos y
video en tiempo real en situaciones de emergencias. A continuación, se real=
iza
un análisis de los equipos idóneos que cumplen con las características de
capacidad y conectividad deseadas.
La figu=
ra 1
muestra un esquema general del escenario de actuación para una situación de
emergencia. En primer lugar, un monitorea la zona de emergencia y transmite=
información
de video en tiempo real hasta el GCS, EL GCS, provisto de un CPE (Customer Premises Equipment), permite, además del control del VANT,
transmitir la información de video en tiempo real hasta una estación base
desplegable. La estación base desplegable cumple la función de punto interm=
edio
de conexión, que permite
retransmitir el video
generado en la
zona de emergencia
hasta el Puesto
de Mando Avanzado (PMA). De=
sde el
puesto de mando avanzado se controla y gestiona todos los aspectos relacion=
ados
a la atención eficiente de la emergencia. Desde el PMA existen conexiones a
otros tipos de redes, ya sea satelitales o terrestres. Las características =
que
debe cumplir la estación base desplegable es permitir una rápida instalació=
n y
operación desde una zona óptima que permita la interconexión del GCS con el
PMA.
=
Figura 1. Esquema básico del escenario planteado para mando=
y
control de emergencias
Fuente: =
Elaboración propia
Características y funcionalidades=
de
soluciones para red Trunking proporcionadas por
Huawei
En
este trabajo se propone utilizar las soluciones para red Trunking
que proporciona el fabricante Huawei, ya que están diseñadas para cumplir c=
on
los requisitos de capacidad y disponibilidad requeridos en sistemas de
emergencia. Además, son soluciones basadas en tecnología LTE, lo que permite
cumplir con los objetivos planteados en esta investigación. Específicamente=
Huawei
Technologies CO., LTD. (2018), denomina a estas soluciones como eWBB (extra Wide Bailey Bridge) LTE.
=
Equipos disponibles para “eLTE Broadband Trunking Solution” de
El
esquema general de red provisto por Huawei para un sistema Trunking
se muestra en la figura 2. En el mismo se distinguen 3 etapas:
=
- =
La etapa central, la conforman las
estaciones base y el núcleo de red.
=
- =
Una segunda etapa está conformada=
por
el sistema para despacho y gestión de la red. Esta etapa mantiene una conex=
ión
directa con el núcleo de red y es desde donde se gestiona de forma global l=
os
recursos disponibles.
=
- =
Finalmente, la tercera etapa está confor=
mada por
los equipos terminales del usuario. Estos terminales se conectan de forma
inalámbrica a las estaciones base que integran la red =
Trunking.
Figura 2. <=
span
class=3DSpellE>Esquema general “eLTE Bro=
adband Trunking Solution”
Fuente:
Huawei
A continuación, se realiza una revisión de las
características y principales funcionalidades de las soluciones que ofrece
Huawei, para utilizar en las 3 etapas mencionadas anteriormente.
Equipos
para el centro de gestión de red (Core Network)
eSCN230
El equipo eSCN230 (enterprise=
Smart Core Switch Core Network) está diseñado p=
ara
utilizarse en escenarios donde se requieran desplegar redes relativamente
pequeñas. Por lo que es una solución con una buena relación costo beneficio.
Dos principales componentes de hardware y software integran el eSCN230. La
parte hardware está basada en un subrack EART (=
Figura
3). Por otro lado, el software está basado en la plataforma ROSA. Mediante
estos dos componentes se permite una fácil adaptación a diferentes tipos de
escenarios. Además, se posibilita la expansión de la red.
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 3.
Subrack EART del eSCN
Fuente:
Huawei
|
eSCN230 |
|
|
ESPECIFICACIONES DE
RENDIMIENTO |
|
|
|
8000
|
|
|
1500
|
|
|
100
|
|
|
1024
|
|
|
Hasta
2 Gbps |
|
ESPECIFICACIONES
DE C ONSUMO DE ENERGÍA |
|
|
|
|
|
ESPECIFICACIONES DE OPERACIÓN =
|
|
|
|
-20
ºC a 55ºC |
|
|
5%
A 95% |
|
|
IP20
|
|
|
>
99.999% |
|
|
>
155000 horas |
|
|
<
1 hora |
Tabla 2.=
Aspectos técnicos del equipo eSCN230
Fuente: =
Huawei
Ya
que es posible utilizar, dependiendo del escenario de aplicación, tanto uno
como varios equipos eSCN230, a continuación, se revisan algunas posibles
configuraciones de red. Un primer esquema de red típico, considerando un so=
lo
equipo eSCN se muestra en la figura 4. La red
incluye el equipo
eSCN230, un servidor
de despacho, el eOMC, Gateways, las jestaciones base (con el respectivo RRU), y servidore=
s de
aplicaciones. El equipo eSCN incluye funciones =
de
HSS, MME, S-GW, P-GW, y PCFR. A los eRRU se con=
ectan
los usuarios desde distintos tipos de terminales, por ejemplo, radios PTT, =
CPEs, redes de video vigilancia, ordenadores, etc.
El
segundo esquema de red, considerando dos equipos eSCN<=
/span>
se indica en la figura 5. Las estaciones base se encuentran conectadas a los
dos equipos eSCN. Por otro lado, los equipos
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 4.
Esquema de red considerando con un eSCN230
Fuente:
Huawei
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 5.
Esquema de red considerando con un eSCN230
Fuente:
Huawei
eCNS210
El sist=
ema de
red Core eCNS210 (CNS – Core Network System) es=
una
alternativa adicional de sistema EPC (Evolved <=
span
class=3DSpellE>Packet Core) basado en LTE para sistemas Trunking de banda ancha. La diferencia principal con =
el
equipo eSCN230 es básicamente la capacidad, ya que el eCNS210 permite
interconectar a más usuarios a mayores tasas binarias. Huawei Technologies =
CO.,
LTD. (2018).
La figu=
ra 6
muestra el esquema propuesto por Huawei para el eCNS210. Existen interfaces=
de
conexión por un lado a las estaciones base de la red LTE. Por otro lado, ex=
iste
una interfaz de alta velocidad para conexión con los servidores de
aplicaciones, la red de Internet y sistemas de despacho. El equipo eCNS tiene integradas las funciones típicas de red LT=
E,
como son: MME, SGW, PGW, HSS y PCFR. Por lo tanto, la configuración y
despliegue de red es relativamente rápida.
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 6.
Esquema de red considerando con el equipo Ecns210=
Fuente:
Huawei.
Las
principales especificaciones técnicas de este equipo se recogen en la tabla=
3.
Las prestaciones de este equipo, en cuanto a número de suscriptores, conexi=
ón
de estaciones base, y tasas de transferencia son muy altas. Por consiguient=
e,
este equipo es adecuado en escenarios en donde el número de usuarios y/o gr=
upos
a gestionar sea elevado, con el fin de aprovechar adecuadamente sus
prestaciones. Huawei Technologies CO., LTD. (2018).
|
eCNS210 |
|
|
ESPECIFICACIONES DE RENDIMIENT=
O |
|
|
|
200000
|
|
|
20000
|
|
|
1500
|
|
|
1024
|
|
|
|
|
ESPECIFICACIONE S DE ENERGÍA |
|
|
|
48
VDC |
|
ESPECIFICACIONE S DE OPERACIÓN=
|
|
|
|
0
ºC a 45ºC |
|
|
5%
A 85% |
|
|
IP20
|
|
|
>
99.999% |
|
|
>
322580 horas |
|
|
<
1 hora |
Tabla 3.=
Aspectos técnicos del equipo Ecn7210
Fuente: =
Huawei.
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:12.0pt;line-height:115%;mso-ansi-language:E=
S-EC'>
Equipos para el núcleo de red y
estaciones base
eLTE RAPID
Se
trata de un sistema de troncales eLTE de banda =
ancha
y rápido despliegue. Este equipo integra funciones de core (Core Network (C=
N))
de una estación base y de sistemas de distribución, todo en un equipo compa=
cto
listo para configurar y utilizar. La figura 7 se muestra el equipo eLTE Rapid de Huawei. Se distinguen 4 componentes pri=
ncipales:
Antenas de alta ganancia, soporte para antena, caja de antenas y la caja
principal con los componentes de radio frecuencia (RF) y fuente de
alimentación. Huawei Technologies CO., LTD. (2018).
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 7.
Equipo eLTE Rapid de Huawei
Fuente:
Huawei
Como se
indica en la figura 8, el equipo eLTE Rapid, al=
igual
que la DBS3900, tiene incorporada una RRU (Radio Remot=
Unit), la misma que se encuentra incorporada al
chasis del equipo. Otros componentes son el eMDC
(Multimedia Dispatching Center), Distribuidores=
de
energía, el eSCN (Core Network) y el banco de
baterías. Huawei Technologies CO., LTD. (2018).
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 8.
Componentes que integran el equipo=
eLTE Rapid.
Fuente:
Huawei.
La tabl=
a 4
muestra las principales especificaciones técnicas del =
eLTE
Rapid. Las bandas de operación, por supuesto, son compatibles con la tecnol=
ogía
LTE. Huawei Technologies CO., LTD. (2018).
|
eLTE
Rapid |
|
|
ESPECIFICACIONES DE RENDIMIENT=
O |
|
|
Bandas de operación LTE |
LTE TDD 400 MHz : {380 – 450} MHz |
|
Canalización |
{5,
10, 20} MHz |
|
Máximo número de usuarios |
100 |
|
Llamadas de voz simultáneas |
40 |
|
Llamadas de video simultaneas |
20 |
|
Cobertura de 1 unidad |
Hasta
50 km |
|
Tasa de transferencia |
Hasta
300 Mbps |
|
ESPECIFI CACIONES DE CONSUMO DE
ENERGÍA |
|
|
Fuente de alimentación |
100V
a 240V AC |
|
Consumo de potencia |
< 580 W (400 MHz) |
|
ESPECIFICACIONES DE OPERACIÓN =
|
|
|
Temperatura de operación |
-20
ºC a 55ºC |
|
Nivel de protección |
IP23 |
|
MTBF |
>
100000 horas |
|
MTTR |
<
0.5 horas |
|
Tiempo de inicio del sistema |
<
5 minutos |
Tabla 4.=
Aspectos técnicos de eLTE
Rapid
Fuente: =
Huawei
Estación Base Distribuida DBS3900<=
span
lang=3DES-EC>
La esta=
ción
base distribuida (DBS – Distributed Base Station) de
Huawei, es una de las soluciones para sistemas Trunkin=
g
Broadband. Este tipo de equipos son basados en =
la
tecnología LTE y se caracterizan por su rápido despliegue, bajo consumo de
energía, y flexibilidad para ser usada en diferentes aplicaciones. Algunas =
de
las principales características que se pueden destacar de la estación base
DBS3900. Huawei Technologies CO., LTD. (2018).
La figu=
ra 9
presenta los principales componentes que integran la estación base DBS3900 =
de
Huawei. Básicamente está conformada por dos módulos: El primero corresponde=
a
la unidad de banda base (BBU – Base Band Unit),=
y un
segundo módulo denominado unidad de radio remota RRU (Radio Remot
Unit). La unidad de banda base, BBU, se conecta a la RRU mediante puerto
eléctrico FE/GE o puerto óptico FE/GE. La BBU puede ser instalada en exteri=
ores
o interiores. Además, como se muestra en la figura 9, existe flexibilidad e=
n la
rápida instalación de la RRU, por ejemplo, en postes, torres, paredes de
hormigón, etc. Huawei Technologies CO., LTD. (2018).
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 9.
Componentes de la DBS3900 de Huawei
Fuente:
Huawei Technologies CO., LTD. <=
/span>(2018),
muestra las principales características técnicas de la DBS3900, proporciona=
das
por el fabricante, se recogen en la tabla 5.
|
ESTACIÓN BASE DISTRIBUIDA DBS3=
900 |
|
|
Bandas de frecuencias de operación |
- En TDD: 400 MHz, 1.4 GHz, 1.8 GHz, y 2.3 GHz. - En F=
DD:
800 MHz. |
|
Anchos de banda de canalización |
- - - =
800 MHz, 1.8 GHz, 2.3 GHz: {5,=
10,
20} MHz |
|
Sincronización |
- - =
Mediante el protocolo IEEE 158=
8v2 |
|
Disponibilidad |
> 99.999 % |
|
Tiempo de reseteo del sistema |
< 450 segundos |
|
Cobertura |
Hasta 100 Km |
|
Tiempo de conexión |
< 100 ms, para servicios de voz Trunking.
|
Tabla 5.=
Especificaciones técnicas de la DBS3900
Fuente: =
Huawei
Equipos terminales para usuarios<= o:p>
A
continuación, se realiza una revisión de las distintas opciones en equipos
terminales de usuario, los mismos<=
span
style=3D'mso-spacerun:yes'> que
constituyen los equipos
finales que permiten
la transmisión y
recepción de servicios voz,=
video
y datos.
Terminal EP820
El equi=
po
terminal EP820 (Figura 10) para sistemas Trunking de
banda ancha, integra, además de los servicios tradicionales de voz, servici=
os
de datos y video, en un solo dispositivo. Ya que permite recibir informació=
n de
video en tiempo real, por lo que este equipo puede ser utilizado en múltiple
aplicaciones. Huawei Technologies CO., LTD. (2018).
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 10. Equipo terminal EP820
Fuente:
Huawei
Las
principales especificaciones del EP820 de Huawei, se muestran en la tabla 6=
.
|
TERMINAL EP820 |
|
|
ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO DE
RADIO |
|
|
Estándares compatibles |
REDES PRIVADAS LTE 3GPP Release 9: TDD 40=
0 MHz UMTS: 900/1900 MHz GSM: 850/900/1800/1900 MHz LAN: IEEE 802.3/802.3u WLAN: WiF=
i
82.11 b/g/n DMO: 400 MHz a 700 MHz Bluetooth 4.0 Soporte de GPS |
|
Anchos de banda de canalización |
400 MHz: {3, 5, 10, 20} MHz |
|
Potencia de transmisión |
380 MHz a 450 MHz: 26 ± 2 dBm 450 MHz a 470 MHz: 22 ± 2 dBm DMO: 30 ± 2 dBm |
Tabla 6.=
Aspectos técnicos del terminal EP820
Fuente: =
Huawei
Estación Base Distribuida DBS3900<=
span
lang=3DES-EC>
El EP630 (Figura=
11)
de Huawei, es un terminal de usuario para sistemas Tru=
nking
LTE. A diferencia del equipo EP820,
descrito anteriormente, no ofrece funciones para transmisión de video;
únicamente soporta servicios de voz y datos. Este dispositivo permite reali=
zar
llamadas mediante modo PTT a usuarios privados o grupos, además incorpora el
servicio DMO. El tiempo de establecimiento de la conexión para servicios de=
voz
Trunking es menor a 300 ms. Huawei Technologies=
CO.,
LTD. EP630 User Guide.
(2018).
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 11. Equipo terminal EP630
Fuente:
Huawei (21)
En
la tabla 7 se recogen las principales especificaciones técnicas de este
dispositivo. Huawei Technologies CO., LTD. EP630 User<=
/span>
Guide. (2018).
|
TERMINAL
EP630 |
|
|
ESPECIFICACIONES
DEL EQUIPO DE RADIO |
|
|
Bandas de frecuencia de operación (LTE y DMO) |
EP630-D04A: •&=
nbsp;
400
MHz EP630-C71: • <=
/span>Banda 20: 832 MHz a 862 MHz (<=
span
class=3DSpellE>uplink); • <=
/span>791 MHz a 821 MHz (downlink) • <=
/span>1.4 GHz: 1447 MHz a 1467 MHz •&=
nbsp;
1.8
GHz: 1785 MHz a 1805 MHz DMO: =
380
MHz a 470 MHz |
|
Potencia de transmisión |
400M: =
26±2
dBm 1.4G: =
25±2
dBm 1.8G: =
25±2
dBm Band20: 25±2 dBm DMO: 30±2 dBm |
Tabla 7.=
Especificaciones técnicas del EP630
Fuente: =
Huawei.
Terminal EV750
A
diferencia de los terminales de usuario EP820 y EP630, el Terminal EV750
(Figura 12) es un sistema de radio vehículo, como su nombre lo indica, está
pensado para ser incorporado y usado en los vehículos de emergencia. El EV7=
50
incorpora servicios Trunking de voz, video y da=
tos,
en un mismo dispositivo. Además, también puede funcionar como punto de acce=
so WiFi. Huawei Technologies CO., LTD. LTE PTT Broadband Trunking Solution. (2018).
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 12. Equipo terminal EV750
Fuente:
Huawei
En
la tabla 8 se recogen las principales especificaciones técnicas de este
dispositivo. Se observa que las bandas de frecuencias se corresponden con l=
as
bandas LTE. Además, es compatible con redes DMO. Huawei Technologies CO., L=
TD.
LTE PTT Broadband Trunking=
Solution. (2018)
|
TERMINAL
EV750 |
|
|
ESPECIFICACIONES
DEL EQUIPO DE RADIO |
|
|
Bandas de frecuencia de operación |
•&=
nbsp;
TDD 1.8 MHz, 1.4 MHz, 400 MHz •&=
nbsp;
FDD 800 MHz DMO 400 to
470 MHz |
|
. Potencia de transmisión |
1.8 GHz: 25 ±2 dBm 1.4 GHz: 25 ±2 dBm 800 MHz: 25 ±2 dBm 400 MHz: 27 ±2 dBm DMO: 30 ±2 dBm |
Tabla 8.=
Especificaciones técnicas del EV750
Fuente: =
Huawei
CPE G860
Este
equipo funciona prácticamente con un router de
Gateway inalámbrico para servicios de banda ancha basados en sistemas LTE.
Además, es compatible con otras tecnologías como WiFi<=
/span>
y LAN. El uso de este equipo está orientado a aplicaciones desde monitoreo =
de
sensores hasta sistemas de video vigilancia de alta definición. En la figur=
a 14
se muestra una imagen del CPE EG860 de Huawei. Huawei Technologies CO., LTD.
Huawei Broadband Trunking<=
/span> Product EG860. (2018).
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 13. CPE EG860
Fuente:
Huawei
Topología de red propuesta
Luego
de revisar las especificaciones técnicas de los posibles dispositivos a
utilizar en esta investigación, a continuación, se define una topología de =
red
que se adapte a un escenario de mando y control de emergencias. Los equipos
descritos anteriormente, tanto para el Core, centro de gestión de red y equ=
ipos
terminales, cumplen con las especificaciones para ser utilizados en redes <=
span
class=3DSpellE>Trunking LTE.
En
la figura 15 se indica la topología de red propuesta para mando y control de
emergencias. A continuación se describen los componentes y características =
de
la red:
En
el puesto de mando avanzado (PMA) se encuentra como equipo principal el
eSCN230, que realiza funciones de core, así como
también permite la gestión y administración de red. El puesto de mando avan=
zado
permite establecer enlaces, de ser necesario, con redes externas, por
ejemplo, enlaces satelitales,
PSTN, redes WiFi o
WiMAX, redes 3G, Internet, etc. Una alternativa adic=
ional
como equipo CORE para el PMA es el eCNS210, descrito en la sección anterior=
, es
un equipo con mayores prestaciones en cuanto a número de usuarios y grupos =
que
permite gestionar.
Como
estación base se propone utilizar la estación base desplegable eLTE Rapid, ya que, además de sus características de
conectividad y compatibilidad con el equipo de CORE, es un equipo portable =
y de
fácil instalación en situaciones de emergencia. Esta estación base puede ser
adaptada fácilmente a vehículos para mayor facilidad de manejo, y de ser el
caso, puede ser transportada a pie por uno de los rescatistas que atienden =
la
emergencia. Una alternativa a la estación base eLTE
Rapid, puede ser la DBS3900, sin embargo, las características de portabilid=
ad
pueden ser menores.
Finalmente,
como equipos terminales, los cuales estarán cerca de la zona de emergencia,=
se
propone utilizar los equipos EP820, EP630, EV750. Los equipos EP820 y EP630 se recomiendan
utilizar en caso de que sea necesario la transmisión de video en tiempo rea=
l,
desde un dispositivo portátil. Por otro lado, el EV750, puede ser incorpora=
do
en vehículos.
Uno
de los requerimientos de esta investigación es permitir la transmisión de v=
ideo
capturado por un VANT hasta el puesto de mando avanzado. Por consiguiente, =
el
CPE EG860 permite establecer una conexión entre el VANT y el PMA a través d=
e la
estación base desplegable. Es importante tener en cuenta que el VANT para q=
ue
pueda ser conectada con el CPE, debe soportar conectividad WiFi,
WiMAX o LTE, de acuerdo con las especificaciones técnicas del CPE EG860.
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:"Arial"=
,sans-serif;
mso-ansi-language:ES-EC'>Figura 14.
Fuente:
Elaboración propia
Conclusiones.
·&nb=
sp;
El presente trabajo consiste en una propuesta de r=
ed Trunking para servicios de voz, datos y video, basada=
en la
tecnología LTE. El esquema de red propuesto está pensado para escenarios de
mando y control de emergencias. Por lo tanto, la red T=
runking
comprende equipos del core de red, una estación=
base
desplegable y los equipos terminales de usuario. Además, se considera la
transmisión en tiempo real desde un vehículo aéreo no tripulado hasta el pu=
esto
de mando avanzado, a través de una estación base desplegable.
·
En el puesto de mando avanzado se
propone el uso del equipo eSCN230 de Huawei. Este dispositivo funciona como
equipo principal (CORE) desde donde se realiza la gestión y administración
global de la red. Además, permite realizar enlaces, de ser necesario, con o=
tras
redes cableadas o inalámbricas, inclusive enlaces satelitales. Como estación
base desplegable se propone el uso del equipo eLTE
Rapid. Este equipo además de tener compatibilidad con el equipo de CORE,
permite un rápido despliegue y configuración, lo cual es útil en situacione=
s de
emergencia. Como equipos terminales de red se proponen distintos equipos
portátiles para transmisión de voz, datos y video en tiempo real desde el l=
ugar
donde se presente la emergencia.
·
Como dispositivo que permite la
retransmisión de video desde el VANT se propone el uso del CPE EG860, el cu=
al
posee interfaces de conexión mediante WiFi, WiM=
AX o
LTE, Adicionalmente se proponen equipos alternativos los cuales pueden ser
utilizados dependiendo de los requerimientos. Es así que para el puesto de
mando avanzado se propone como alternativa el uso del equipo eCNS210, el cu=
al
tiene la capacidad de gestionar un mayor número de usuarios y grupos. Como
estación de base desplegabl=
e se
propone como alternativa
el uso del
equipo DBS3900, la cual es ideal en aplicaciones donde se requieren
distintas estaciones base en la red Trunking.
Referencias Bibliográficas=
.
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El
artículo que se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no
necesariamente reflejan el pensamiento de la Revista Ciencia Digital.
El artículo queda en propiedad de la revista y, por
tanto, su publicación parcial y/o total en otro medio tiene que ser autoriz=
ado
por el director de la Revista Cien=
cia
Digital.
[1]Escuela
Superior Politécnica de Chimborazo, Extensión Norte Amazónica, Orellana,
Ecuador. israe=
l.logronio@espoch.edu.ec
[2] Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador.
michael.moyam@epn.edu.ec
www.cienciadigital.org
=
Vol.
3, N°3.2.1, p. 175-195, julio, 20