Issuu on Google+

Router Solar Autoconfigurable para Redes Mesh IEEE 802.11 de telemedicina rural en América Latina • Javier Simó: • Pablo Osuna: • Joaquín Seoane: • Andrés Martínez:

jsimo@ehas.org posuna@ehas.org joaquin@ehas.org andresmf@ehas.org

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


El Programa EHAS

INTRODUCCIÓN REDES MESH WI-FI COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH

DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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 Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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 Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


Tecnologías y servicios EHAS Tecnologías

• Comunicaciones vía radio: – HF – VHF

–Wi-Fi • VoIP • Energía solar

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

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


Los Programas EHAS-País

EHAS - COLOMBIA

EHAS - PERÚ

Socio tecnológico + Socio médico

EHAS - CUBA

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


Redes Mesh Wi-Fi

INTRODUCCIÓN REDES MESH WI-FI COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH

DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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?

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


¿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

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


Arquitectura de la red Mesh Wi-Fi

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


¿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”

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


Componentes del Router Solar Mesh

INTRODUCCIÓN REDES MESH WI-FI COMPONENTES DEL ROUTER SOLAR MESH

DISCUSIÓN Y PERSPECTIVA

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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 Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


Subsistema informático Ordenador optimizado para realizar funciones de router. Idealmente 3 interfaces inalámbricas

4W ARQUITECTURA X86

ARQUITECTURA MIPS

¡¡¡BAJO CONSUMO!!!

1W!

ARQUITECTURA ARM

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


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!

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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!!! 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 Adicionalmente: para tráfico de tiempo real: VoIP, videoconferencia 1. Hacer un modelo adaptativo a las fluctuaciones del enlace

Wi-Fi no tiene (IP) mediante Diffserv: 2. QoS Conformar el Capa tráfico3de entrada prioridades y clases

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


Resultados y Discusión

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

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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.

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


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

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


Fin

ÂĄMuchas gracias! ÂżPreguntas? Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural


tELemEDicINA EN El MUNdo