El documento describe los pasos para monitorear remotamente una mina en Ghana desde Londres. Se detallan las variables a monitorear en cada área de la mina y cómo se capturará y almacenará la información. Se propone usar un centro de comunicaciones para concentrar la información y conectarla a Londres a través de una red de multiplexación que incluye enlaces de microondas y fibra óptica entre los sitios.

1. Situación Problema.
Lo primero que se debe establecer los parámetros y variables a censar,
posteriormente ser planteara las alternativas para realzar el monitoreo y de dichas
variables, posteriormente se establecerá los mecanismos de transporte de la
información obtenida y la forma en pueden ser almacenas para una fácil consulta y
control desde el sitio Remoto, por lo tanto se establecen los siguientes pasos a
seguir
1. Relación de las variables a censar y los parámetros o datos a monitorear
remotamente.
2. Propuesta de transporte de la información o sistema de comunicaciones a
implementar.
Desarrollo de la actividad planteada
1. Relación de las variables a censar y los parámetros o datos a monitorear
remotamente.
De acuerdo a la situación Problema planteada para la actividad se tiene que la
información a recolectar es toda la información de los procesos realzados en una
zona de explotación minera en una zona selvática de Ghana en el África que no
cuenta con red de comunicaciones en sus cercanías. De acuerdo a esta
información se diseña la siguiente tabla que expresa en una columna la variable a
monitorear, en otra se relaciona el modo de captura de la información de esta
variable, en otra columna el tipo de almacenamiento, en otra si requiere alarmas
en tiempo real.

2. Tabla de variables
Variable Modo de Captura almacenamiento Alarmas
Registro de
ingreso y salida de
Empleados
A través de un
software de
identificación
digital de hulla
dactilar se
almacena en una
base de datos
local la cual puede
ser consultada
remotamente
Base de datos El software
dispondrá de
actualización de
información
registro de horas
laboradas, hora de
ingreso y salida, y
liquidaciones
Registro de
Ingreso Y Salida
de Equipos y
herramientas
A través de
lectores de
códigos de barra
Bases de datos
locales
Periódicas se
programaran
verificación y
comprobación de
la información
Registro de
Ingreso y Salida
de Materiales
A través de
captura directa del
encargo en la
zona minera a una
base de datos
predeterminada
Bases de datos
locales
Periódicas se
programaran
verificación y
comprobación de
la información
Monitoreo en
tiempo real de
CCTV de las
instalaciones
Conexión Directa
vía a través de
canal de
multiplicación
Almacenamiento
en unidades
externas de DVD
Sistema de alarma
de intrusión que
puede ser
activadas
remotamente
Comunicaciones a
través de canal de
E&M con radio
portátiles de los
empleados en
diferentes partes
de campo minero.
Comunicación
directa través de
canales de
multiplicación
Grabadoras de
audio
Llenado de
capacidad de
grabación
Red corporativa
extendida a los
empleados del
campo minero
Conexión a través
de canales MPLS
N/A N/A
Comunicaciones
telefónicas a
través de
extensiones del
conmutador de la
Comunicación
directa a través de
canales fxs y fxo.
Grabadoras de
audio
Llenado de
capacidad de
grabación

3. sede principal en
Londres y puntos
fijos en el campo
minero.
Sistemas de
alarmas de
prevención y
seguridad
industrial
(presencia de :
Humo, incendio,
gases tóxicos,
intrusos entre
otros
Conexión directa a
través de
multiplexores
canales de datos
seriales.
Almacenamiento
en base de datos
de log de eventos
Sensores locales
de cada una de las
variables a censar
2. Propuesta de transporte de la información o sistema de comunicaciones a
implementar
Actualmente los avances en las telecomunicaciones permiten a través de
diferentes tecnologías establecer conectividad entre dos puntos lejanos. En el
caso puntual de la actividad planteada en el trabajo final de curso se busca
establecer una de tantas soluciones al citado planteamiento.
Como primera medida se realizar los procedimientos para concentrar toda la
información en un solo punto para poder ser transportada a través de
multiplicación a su destino en la oficina principal, lo que se pretende es establecer
un core de datos el cual permita traer de diferentes partes del campo minero la
información para ser procesada almacenada o transportada según sea el caso y
posteriormente se plantean las soluciones para la comunicación entre Londres y
Ghana.

4. Plano de la Planta de extracción minera
El anterior plano muestra la distribución física de los puntos donde se encuentran
las fuentes de información que luego será enviada o almacenada según su
necesidad.
Como primera medida se establece la información que es suministrada por cada
punto y el mecanismo empleado para su trasporte al punto de concentración de la
información el cual es llamado centro de comunicaciones
Centro de comunicaciones
El centro de comunicaciones es el punto de concentración de la información, a
este punto llega la información y datos desde los demás puntos para ser
procesados almacenas y/o transportados. Este es el punto desde donde se
establecerá conexión con la sede principal en Londres

5. Oficinas
En esta ubicación se encuentra instalados equipos cómputo que contienes
aplicativos administrativos de la entidad y que están conectado a la red corporativa
de la empresa, así como líneas de extensiones telefónicas con comunicación con
Londres.
Entrada de empleados
Punto donde se captura la información de entrada y salida de los empleados de la
empresa
Bodega de materiales y equipos
Punto de captura de información de inventarios de materiales equipos.
Puntos de explotación 1, 2 y 3
Estos puntos realizan la captura de las variables físicas a censar que permitan un
control industrial y de seguridad de las funciones propias de la minería, cuenta con
los sensores y transductores de toda la información a censar.
Puntos móviles de radio
Son los radios de comunicaciones UHF que portan los empleados de la empresa
para coordinaciones operativas.
Igualmente se dispone de seguridad perimetral en cada uno de puntos antes
mencionados a través de CCTV.
Requerimiento para las captura de información en cada punto.
Puntos de explotación 1,2 y 3
En estos puntos se realiza la captura de información suministrada por los sensores
de diferentes variables físicas así mismo cuenta con una cámara del CCTV.
dispositivo Característica Información
entregada
Cámara de video IP Video IP Datos Ethernet
Sensor de gases 3 niveles de alerta Datos Ethernet
Sensor de Humo Dos niveles lógicos Serial RS232
Sensor de intrusos Dos niveles lógicos Serial RS232
Sensor de incendios Dos Niveles lógicos Serial RS232

6. Bodega de Materiales y equipos
En este punto se realiza la captura de información de los lectores de códigos de
barras los cuales son procesados en un PC para el control de ingreso y salida de
materiales suministros equipos y herramientas los cuales se cuenta identificados
con códigos para luego ser entregados a la casa matriz para su análisis,
estadística y control, de igual forma cuenta Video de seguridad.
dispositivo Característica Información entregada
Lectores de código de
barras
Información gestionada
en un software en una pc
local
Entrega la información al
equipo de control que
contiene el software para
el análisis de dicha
información
PC con conexión a VLAN
dentro de la red
corporativa para uso de
los equipos de sistemas
de control de inventarios
Gestiona la información
de control de inventarios
Datos Ethernet
Cámaras de video de
seguridad
Video IP Datos Ethernet
Extensiones telefónica
análoga
Línea telefónica para
comunicación con todas
las dependencias de la
empresa tanto local como
con la sede en Londres
Interface telefónica lado
abonado
Entrada de empleados
En este punto se realiza la captura del ingreso de personal así como el registro de
visitantes
dispositivo Característica Información entregada
Lector digital de
identificación personal
Información de ingreso y
salida de personal
Entrega la información al
equipo de control que
contiene el software para
el análisis de dicha
información
PC con conexión a VLAN
dentro de la red
corporativa para uso de
los equipos de sistemas
de control de personal
Gestiona la información
de control de inventarios
Datos Ethernet
Cámaras de video de
seguridad
Video IP Datos Ethernet

7. Oficinas
En esta ubicación se encuentra 35 computadores que son conectados a las redes
corporativas en las diferentes VLAN configuradas, así como extensiones
telefónicas para comunicación con todas las dependencias de la empresa,
cámaras de seguridad, sensores de incendio y de intrusos.
dispositivo Característica Información entregada
Cámaras de video de
seguridad
Video IP Datos Ethernet
Extensiones telefónica
análoga
Línea telefónica para
comunicación con todas
las dependencias de la
empresa tanto local como
con la sede en Londres
Interface telefónica lado
abonado
Computadores red
corporativa
Provee el acceso a los
componentes
informáticos de la
empresa, correo interno,
aplicaciones de
administración de
personal, de gestión y
control, gerencia y otros.
Datos Ethernet
Sensor de intrusos Dos niveles lógicos Serial RS232
Sensor de incendios Dos Niveles lógicos Serial RS232
Puntos móviles de Radio
Todos los ingenieros de campo y coordinadores de operaciones tendrán un radio
portátil de comunicaciones lo que permitirá comunicarse entre ello y con una
central ubicada en las oficinas administrativas y otra ubicad en las oficinas en
Londres.
dispositivo Característica Información entregada
20 radios portátiles
variables de la frecuencia
UHF
Audio con señalización
E&M
Par de audio de tx
Par de audio de rx
Señalización E
Señalización M

8. Centro de comunicaciones
El centro de comunicaciones es el núcleo central de las comunicaciones de la
empresa en la panta de explotación minera realiza la recolección de la información
suministrada en cada punto de la planta de acuerdo a las características propias
de cada señal, y es desde este punto que se realiza la interconexión con la sede
en Londres a través de los mecanismos señalados más adelante.
Propuesta de interconexión dentro de la planta de explotación Minera
La idea se centra en interconectar cada uno de los puntos de forma segura,
confiable y estable de tal forma que la información pueda estar disponible en todo
momento.
Para esto existen diferentes alternativas por tratarse de sitios cercanos entre sí,
entre las alternativas están radio enlaces de microondas, tendido de anillo de fibra
óptica o conexión wifi. Sin embargo y teniendo en cuenta el carácter académico de
la actividad se realiza una migración de servicios utilizando una red combinada
entre radioenlace de microondas y anillos de fibra óptica, y la multiplicación se
realiza a través de multiplexores dinámicos preferiblemente los mismos utilizados
en la sede Londres, lo cual permite una gestión global de los recursos y que
permitan acceso remotos a ellos para su administración.
A continuación se presenta el esquema general de la interconexión de los sitios
dentro de la planta de explotación minera.

9. Se busca integrar todos los puntos o sitios dentro de la planta de explotación
minera de tal forma que exista cierta redundancia a nivel de medios, si bien no
todos los sitio están integrados dentro de la misma red a nivel de medio si lo
hacen a través de multiplexores es decir cada uno de los sitios contara con un
sistema de multiplexacion que permite la gestión administración y control desde a
cualquiera sitio desde cualquier sitio inclusive desde los sitios remotos como la
sede en Londres.
El sistema de multiplexacion se describe a continuación.
Red de Multiplexacion
el sistema de multiplexacion y demultiplexacion seleccionado consiste del
DIGITAL MULTISERVICE SWITCHED ACCESS MULTIPLEXER PROMINA:
El cual es una consolidación de Plataforma Única de Tráfico y Aplicaciones. De
trayectoria escalable y modular con migración a ATM.
Permite una administración eficiente del ancho de Banda, una alta confiabilidad y
disponibilidad.
El proyecto está conformado por 3 nodos cada uno con las siguientes
características asignadas dependiendo de los requerimientos exigidos.
Cada nodo Promina consta de un o dos shelf´s dependiendo la configuración, los
cuales constan de los siguientes módulos
Módulos comunes.
Cada módulo consta de una tarjeta frontal que es la interface lógica de asignación
de recursos, y una interface trasera que es la interface de conexión, las cuales
están comunicadas a través de un backplane como se muestra en la siguiente
figura.
Módulo Promina

10. Modulo PPM.
Es el modulo donde se aloja el procesador del sistema.
PPM (PROMINA PROCESSOR MODULE)
PPMI (PROMINA PROCESSOR MODULE INTERFACE CARD)
(SWITCH EXCHANGE) CARD
Tarjeta de intercambio de datos entre los bus internos
SX-2 (SWITCH EXCHANGE) CARD
SX-I (SWITCH EXCHANGE INTERFACE CARD)

11. PSM (PROMINA SERVER MODULE)
PSM (PROMINA SERVER MODULE)
PSMI (PROMINA SERVER MODULE INTERFACE) CARD
El sistema Promina consta de tarjetas independientes para cada servicio, de
acuerdo de características como tipo de datos interfaces, ratas de datos. Entre
otras y de acuerdo a las necesidades expresadas en el presente documento se
utilizaran los siguientes módulos
TRK 3
Una troncal es un recurso físico de ancho de banda, interconectando dos nodos.
Generalmente, pueden ser redundantes 1:1, Es decir cada tarjeta TRK-3
interconecta E1´s entre los diferentes nodos

12. QASD
La tarjeta Quad Asynchronous/Synchronous Data es la tarjeta de datos del
sistema que se utilizara en el proyecto consta de 4 puertos de configuración
programable
Tarjeta QASD
TWO MEGABIT CHANNELIZED PORT (TMCP) CARD
La tarjeta TMCP proporciona conexión directa desde planta telefónica hacia
diferentes nodos en operación requiere conexión con interface FXO en los
destinos
PVA/C
Los módulos Prime Voice Analog (PVA) y Prime Voice Analog Compression
(PVAC) son dos tarjetas de voz digital-a-análogo Ambos módulos, a los cuales
usualmente se les refiere como PVA/C, proveen cuatro canales de voz soportando
diferentes protocolos universales. La PVA/C soporta los siguientes módulos
traseros:
Foreign Exchange Unit, Office End (FXO)
Foreign Exchange Unit, Station End (FXS)
Two/Four Wire (2/4W) Earth and Magnet (E&M)
Los protocolos de señalización de voz soportados son E&M TIPOS I, II, III, IV & V
,FXO LOOP-START, FXO GROUND-START, FXS LOOP-START, FXS GROUND-
START, PLAR (Private Line Automatic Ringdown), SSDC Tipo 5A, Permanente
Transparente, DPNSS, Colisee , R2, MLPP, ISDN
PVA/C

13. Subsistema de interfaces de usuario
PROMINA 800 EXS (Expansion Shelf)

14. Red anillo de fibra óptica
Se tiene una distancia entre nodo de aproximadamente 1000 para lo cual es
necesario utilizar fibra óptica mono modo, cada nodo contara con la siguiente
equipo para realizar el anillo.
Dispositivo Interface
Vlink 7700 G.703
El equipo VLINK 7700 es un transeiver point to point de fibra óptica monomodo el
cual dispone de una interface de salida G.703, el cual es la interface requerida
para la conexión a la tarjeta TRK del multiplexor promina descrito anteriormente.
Red de anillo de microondas
La combinación entre estos dos esquemas de medios de comunicación, la rede de
anillo de fibra y la red de anillo de fibra óptica a través de una robusta red de
multiplexores permite tener una redundancia de medios para una optima
interconexión de los puntos dentro del área de explotación minera.
En el caso de la red de microondas se describen las características a
continuación:
Como se trata de distancias corta, menos de 2 kms, se requieren enlaces de baja
capacidad. Por lo anterior las características del radioenlace son:
la implementación del radio enlace entre cada uno de los nodos se realiza con la
marca STRATEX INC. Permitiendo así la interconexión con otros nodos
existentes. De acuerdo a esto la tecnología Eclipse de stratex nos garantiza esta
interconectividad.
A continuación se presentan las características básicas de este sistema exhibidas
directamente por el fabricante.

17. La antena a utilizar debe estar en función a la frecuencia de corte para este
ejercicio se utilizara la banda de frecuencia de 8 GHz, y las características de esta
antena son:

18. 1
Diagrama de bloques del sistema en cada uno de los sitios :
Oficinas
1
http://antennasystems.com/Merchant2/pdf/UHX6-77.pdf Tomado en línea junio de 2013

19. Entrada de empleados
Bodega de materiales y equipos

20. Puntos de explotación 1, 2 y 3

21. Puntos móviles de radio
Los puntos móviles de radio esta comprendidos por radios manuales variables
Motorola en la banda de UHF multifrecuencia.
Centro de comunicaciones

22. Comunicaciones entre la planta de explotación Minera y la sede en Londres
Estación Vsat
La propuesta de la intercomunicación de toda la información entre la planta de
explotación minera en Ghana y la sede en Londres para control de sensores
telemetría, comunicaciones orales, datos y demás información anteriormente
descrita. Se desarrollara a través de una estación Vsat, por medio de la
adquisición de un segmento en un transponer de un prestador del servicio en el
sector de influencia, este servicio consiste en tomar en alquiler de un segmento
espacial el cual pude ser dedicado o por demanda según las necesidades, en este
caso se busca obtener un ancho de banda dedicado para garantizar las
comunicaciones constantemente entre los sitios. A continuación se describe el
diagrama de comunicación entre los dos sitios, recordando que la multiplexacion
se realiza a través de multiplexores promina los cuales permiten gestión remota de
todos los servicios desde y hacia cualquier nodo conectado a la red.
Satélite. Intelsat 805
Conectividad simultanea sobre África y Europa.
Banda C. PIRE mejor de 39.7 dBW
Ancho de Banda 3.2 MHz + 3.5 MHz
Estaciones terrenas tipo vsat

23. Comisionamiento automático (Diagnostico, Frecuencia, Up / Down Link)
Control de potencia con rango dinámico
Control de frecuencia automático
Antenas homologadas por INTELSAT
Administración y gestión dinámica de los servicios y del recurso satelital
(NCS network control system).
Polarización lineal
Transponder 10 / 10
Posibilidad de bloqueo: 0,003
Disponibilidad: 99,96 %
BER: 1 ݁ି଻
FEC: ½ o ¾
Banda c “extendida”
Modulacion BPSK: Binary Phase Shift Keying y QPSK: Quadrature Phase Shift
Keying
Enlace alterno hibrido microondas- operador de servicio.
Este enlace consiste en un sistema alterno de comunicaciones entre la sede
principal en Londres y la Planta de explotación minera en Ghana,
Se trata de establecer un enlace desde la planta minera y el proveedor de
servicios más cercano el cual para este ejercicio se encuentra a 50 Km, se asume
línea de vista y condiciones en el extremo prestador de servicios se cuenta con el
alquiler de un rack de comunicaciones para instalar un pach panel para migrar las
tramas que se migraran desde ese punto hasta la sede en Londres por parte del
prestador de servicios.

24. Trabajando en el supuesto de condiciones óptimas, línea de vista y zonas de
fresnel libres se las características para un enlace de 50 Kms así como las
perdidas en espacio libre calculadas para estos supuestos, y frecuencia de trabajo
de 8.5 GHz up 8.6 GHz down
Igualmente el prestador de servicios GHANADOT.COM se encuentra ubicado en
la ciudad de Acra, Ghana y su sede se encuentra a aproximadamente 50 kms de
la planta minera, se asumen las siguientes coordenadas para la ubicación
geográfica.
Ubicación del proyecto
Coordenadas Geográficas
Sitio Coordenadas
Planta de explotación Minera 5°54’41.96’’ N 0°0 5’40.97’’ O
Centro de operaciones de IPS Ghanadot.com 5°54’39.2 4’’ N 0°0.5’58.45’’ O

25. Perfil topográfico
Perdidas en espacio libre
Se realiza el cálculo para un enlace de 50 Kms con condiciones óptimas con la
ayuda de software libre para el cálculo de LOSS.

26. De acuerdo a la anterior simulación y los datos del enlace se tiene que:
CALCULO DE ENLACE
planta de explotación minera y ubicación del prestador de servicios que entregara los datos en
Londres
DATOS /SITIO
SITIO Planta de
explotación ENLACE SITIO IPS
LATITUD (N) 5°54’41.96’’ N 5°54’39.24’’ N
LONGITUD (O) 0°05’40.97’’ O 0°0.5’58.45’’ O
ALTITUD (msnm) 30 329
FRECUENCIA (Mhz) 8500 8600
ALTURA DE LA ANTENA (msnm) 44 333
DISTANCIA CALCULADA (Km) 45.1
POTENCIA DE TRANSMISOR (dBm) 23
GANANCIA DE ANTENA (dBi) 37.2
PERDIDAS DEL CABLE (dB) 0.3
SENSIBILIDAD DEL RECEPTOR (dBm) -87
FADE MARGIN (dB) 13.1 13.1
PERDIDAS EN EL ESPACIO LIBRE (dB) 131.1 131.1
NIVEL DE SEÑAL RECIBIDA (dBm) .76.9 -76.9