tELemEDicINA EN El MUNdo

Primer Foro Iberoamericano de Telemedicina Rural

Router Solar

Autoconfigurable para

Redes Mesh IEEE

802.11 de telemedicina

rural en América Latina

• Javier Simó: jsimo@ehas.org

• Pablo Osuna: posuna@ehas.org

• Joaquín Seoane: joaquin@ehas.org

• Andrés Martínez: andresmf@ehas.org

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?