Simulación de WAN de comunicaciones inalámbricas para el internet de las cosas: Un estudio de caso

Simulation of wireless communication WAN for internet of things: A case study

Existen múltiples tecnologías para el transporte de info-comunicaciones, entre objetos y máquinas para internet. Dos de las más robustas y de mayor cobertura y que soportan múltiples usuarios son 4G y WiMax IEEE 802.16x. En este trabajo se presenta una simulación de cobertura terrestre de ambas tecnologías de comunicación inalámbrica, como alternativa de comunicación de banda ancha para nuevos operadores libres, privados o soportados por instituciones públicas como municipalidades o cooperativas regionales. Se estudiaron los casos de las ciudades de Riga, Bucarest, Florianópolis, Santiago, Concepción y Copiapó. El estudio utiliza el software Radio Mobile GLOBE-BIL (Versión 11 -3-7), obteniéndose gráficas de cobertura de propagación sobre mapas digitales de elevación de terreno SRTM liberados por la NASA. Esta simulación determina el número de antenas requerida para millones de usuarios en el contexto del Internet de las Cosas, así como cuantificar los kilómetros cuadrados de cobertura de propagación inalámbrica que se pueden alcanzar técnicamente para cada una de las ciudades del proyecto. Los resultados obtenidos muestran que WiMax soporta mayor cantidad de usuarios conectados, posee mejor cobertura y requiere menor número de antenas. Por otro lado, para el indicador de cobertura de propagación los resultados para 5 ciudades son mejor la tecnología WiMax que 4G, salvo Santiago (Chile) donde se alcanza el mejor rendimiento para 4G sobre WiMax.

INTRODUCCIÓN

La implementación de tecnologías basadas en redes de sensores inalámbricos (Wireless Sensor Network, WSN) dependerán del contexto y de su aplicación (medición, comunicación, monitoreo y control ) en máquinas/dispositivos /equipos de medición de consumo eléctrico (Automatic Meter Reading, AMR), así como también del tipo y escala de red a configurar (Wide Area Network WAN, Neighborhood Area Network NAN y Home Area Network HAN ), considerando los protocolos dedicados a cada escenario, los que presentarán diferentes niveles de calidad de servicio (Quality of Service, QoS), retardos, latencias y tipos de cobertura.

Las soluciones de comunicación del internet de las cosas (Internet of Things, IoT) deberán ser aplicadas sin alterar la confiabilidad y la calidad de servicio, independiente de la ciudad a implementar y de sus diferencias geográficas-climáticas. En este sentido las soluciones propuestas, podrán ser utilizadas y gestionadas de manera transparente y visible en todo el mundo gracias a la adopción de estándares certificados y validados en su desempeño y operación.

Este trabajo presenta una simulación de comunicación inalámbrica WAN para las ciudades de Riga, Bucarest, Florianópolis, Santiago, Concepción y Copiapó, todas involucradas en el proyecto ITCity Eranet Lac. El estudio compara las tecnologías 4G y WiMax 802.16x utilizando el software Radio Mobile GLOBE-BIL (Band Interleave by Line), un programa de uso libre para fines académicos, que permite la evaluación de propagación radioeléctrica.