TelEMediCINa

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]


REDES MESH WI-FI

COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH

DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA

INTRODUCCIÓN

El Programa EHAS


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


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


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


• 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


EHAS - PERÚ

Socio tecnológico

+

Socio médico

EHAS - CUBA

EHAS - COLOMBIA

Los Programas EHAS-País


INTRODUCCIÓN



REDES MESH WI-FI

Redes Mesh 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?

El estándar Wi-Fi


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?


Arquitectura de la red 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”

¿Por qué redes Mesh Wi-Fi?


INTRODUCCIÓN

REDES MESH WI-FI



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

Componentes del router Solar Mesh


Subsistema informático

Ordenador optimizado para realizar funciones

de router.

Idealmente 3 interfaces inalámbricas

4W

ARQUITECTURA MIPS ARQUITECTURA ARM

ARQUITECTURA X86 ¡¡¡BAJO

CONSUMO!!!

1W!


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


Resultados enlaces larga distancia


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!

http://www.io.com/~n5fc/solar_open.jpg


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


• 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!!!


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:


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


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


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


Esquema de un nodo Solar Mesh


INTRODUCCIÓN

REDES MESH WI-FI



Resultados y 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.

Discusión


• 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


Fin

¡Muchas gracias!

¿Preguntas?

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