Propuesta para la aplicación de los conceptos de Smart Cities en las zonas rurales de Buenaventura haciendo uso de componentes de Industrias 4.0.

Abstract

En muchas de las zonas rurales de Buenaventura, así como del resto de las zonas rurales del país, el acceso a internet representa una gran dificultad y llega a ser nula en algunos casos; las posibilidades que tienen las comunidades rurales para el acceso a la red se reducen en la mayoría de veces a una red de telefonía móvil, que en el mejor de los casos llega a ser 3G, pero con un alto porcentaje de saturación de la capacidad de servicio instalada y a unos costos bastante elevados; muchos de esto pueblos y veredas también hacen uso de conexión satelital, que si bien es bastante ser útil para lugares de muy difícil acceso, estas maneja velocidades muy limitadas y un costo de servicio bastante alto, dado su modo de operación y funcionamiento de los mismos. Por lo anterior, la presente propuesta pretende diseñar y posteriormente simular un modelo de red de distribución de servicios de internet, que lleve conectividad desde la zona urbana de Buenaventura hacia la zona rural del Punta Bazán - La Bocana. El sistema se alimentará con la red eléctrica comercial, sin embargo; contará con un sistema auxiliar de paneles solares y soporte de baterías para reducir el uso de energía comercial, y además añadir una alternativa de suministro eléctrico ante apagones por fallas y mantenimientos del proveedor. Para su conexión troncal hacia el ISP se propone un radioenlace con capacidad instalada de un ancho de banda de hasta 300M, y una conexión de última milla hacia el cliente por medio de una red HFC, que podrá entregar un ancho de banda de 10M a los usuarios residenciales y de 100M a los usuarios institucionales (colegio, puesto de salud local, policía y sistema de seguridad rural). La idea usara el concepto de Smart cities para monitorear algunas variables en la zona de cobertura de red, que permitan contribuir al desarrollo económico de la comunidad y a su seguridad rural; así como también, poder analizar parámetros de Calidad de servicio (QoS), con los que se puedan generar informe que sugieran acciones de mejora para entregar un servicio más acorde a la necesidad especifica de los usuarios. Por otro lado, con dispositivos IOT se diseñará un prototipo de sistema de monitoreo y control de los equipos de infraestructura de red para la cabecera o nodo principal, que también pueda analizar variables de los elementos de la red para generar informes predictivos que puedan sugerir acciones correctivas y/o preventiva sobre dichos equipos, y de esta forma minimizar la ocurrencia de fallas que pongan en riesgo la disponibilidad de la red. Los sistemas de monitoreo, control y análisis mencionados se albergarán en un servidor remoto con acceso 24/7 desde internet.

This proposal aims to design and simulate a model for an internet service distribution network that will extend connectivity from the urban area of Buenaventura to the rural region of Punta Bazán - La Bocana. The system will be powered by the commercial electric grid but will incorporate solar panels and battery support as an auxiliary energy source, reducing reliance on commercial power and providing an alternative power supply during outages or maintenance periods. The proposed solution includes a radio link with a capacity of up to 300 Mbps for the ISP's trunk connection and a last-mile connection to customers using an HFC (Hybrid Fiber-Coaxial) network. This setup will deliver a bandwidth of 10 Mbps to residential users and 100 Mbps to institutional users, such as schools, local health centers, police, and rural security systems. The concept of Smart Cities will be applied to monitor key variables within the network coverage area, promoting economic development and rural security. Additionally, Quality of Service (QoS) parameters will be analyzed to generate reports that suggest improvements for a more tailored service to meet specific user needs. Moreover, an IoT-based prototype for monitoring and controlling network infrastructure equipment at the main node or hub will be developed. This system will analyze variables to generate predictive reports that recommend corrective and preventive actions, reducing network downtime and potential disruptions. All monitoring, control, and analysis systems will be hosted on a remote server accessible 24/7 via the internet. This comprehensive approach aims to bridge the digital divide in rural areas, promoting socio-economic development and enhancing the reliability and efficiency of the network infrastructure.