Date post: | 07-Mar-2016 |
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Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
Router Solar
Autoconfigurable para
Redes Mesh IEEE
802.11 de telemedicina
rural en América Latina
• Javier Simó: [email protected]
• Pablo Osuna: [email protected]
• Joaquín Seoane: [email protected]
• Andrés Martínez: [email protected]
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
REDES MESH WI-FI
COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH
DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA
INTRODUCCIÓN
El Programa EHAS
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
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
Introducción
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina 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
Jerarquía en la red de Salud rural
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
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
Variables de contorno
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
• 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
Tecnologías
• Comunicaciones vía radio:
– HF
– VHF
–Wi-Fi
• VoIP
• Energía solar
Servicios
Tecnologías y servicios EHAS
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
EHAS - PERÚ
Socio tecnológico
+
Socio médico
EHAS - CUBA
EHAS - COLOMBIA
Los Programas EHAS-País
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
INTRODUCCIÓN
COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH
DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA
REDES MESH WI-FI
Redes Mesh Wi-Fi
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
• 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?
El estándar Wi-Fi
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
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
¿Qué es una red Mesh?
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
Arquitectura de la red Mesh Wi-Fi
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
• 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”
¿Por qué redes Mesh Wi-Fi?
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
INTRODUCCIÓN
REDES MESH WI-FI
DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA
COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH
Componentes del Router Solar Mesh
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
• 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
Componentes del router Solar Mesh
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
Subsistema informático
Ordenador optimizado para realizar funciones
de router.
Idealmente 3 interfaces inalámbricas
4W
ARQUITECTURA MIPS ARQUITECTURA ARM
ARQUITECTURA X86 ¡¡¡BAJO
CONSUMO!!!
1W!
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
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
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
Resultados enlaces larga distancia
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
COMPONENTES:
– Panel
– Regulador
– Batería
– Otros accesorios como
cableado, conectores y
elementos mecánicos de
soporte y fijación
Subsistema solar
Diseño y dimensionamiento
del subsistema solar a partir
de las pruebas de consumo!
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
Permite el montaje del router a la
intemperie
Subsistema estructural
• Ventilada
• Con puntos de fijación para los
paneles solares, antenas y fijación a
un mástil/muro
• Unidad robusta y fácil de transportar
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
• 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
Autoconfiguración IP
Disminución de
mantenimiento y
administración de red!!!
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
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:
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
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:
1. Hacer un modelo adaptativo a las fluctuaciones del enlace
2. Conformar el tráfico de entrada
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
Distribución Software
Distribución de código abierto: Linux
- Optimizada en tamaño
pebble-EHAS (77MB)
nano-EHAS (<32MB)
- Realiza, entre otras cosas, enrutamiento
dinámico, calidad de servicio e incluye un
watchdog software
- Cuenta con una centralita telefónica software
para VoIP
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
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
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
Esquema de un nodo Solar Mesh
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
INTRODUCCIÓN
REDES MESH WI-FI
COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH
DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA
Resultados y Discusión
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
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.
Discusión
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
• 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
Perspectiva
Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural
Fin
¡Muchas gracias!
¿Preguntas?