Diseño de la conexión telemática entre los centros de trabajo e instalaciones del servicio

Todos los servicios de agua tienen más de un centro de trabajo: oficinas de atención al ciudadano, potabilizadoras, depuradoras de aguas residuales… Para funcionar de forma óptima necesitan estar bien comunicados telemáticamente.

Esto se puede lograr de muchas formas distintas. En función de su disponibilidad de acceso los operadores telefónicos nos ofrecerán enlaces RTB, ADSL, FTTH. Si a alguna parte no llegan sus redes de telefonía, podremos optar por soluciones vía radio, en bandas libres o dedicadas, de ancho moderado o de altas prestaciones (fibra aérea). La diversidad de tecnologías es mucha y a veces esto puede plantear dudas al responsable de las telecomunicaciones, en términos de fiabilidad, seguridad o coste. Con el fin de ayudar, en este post compartiremos nuestra experiencia.

En nuestro servicio, los centros de trabajo con mayores necesidades están conectados mediante fibra óptica propia. La primera que instalamos fue en el año 2002 para comunicar el taller con la oficina comercial, donde nos concentramos el mayor número de trabajadores. Tanteamos la posibilidad de alquilar una fibra dedicada al entonces operador regional de telecomunicaciones, pero la instalación propia se amortizaba en 8 meses. ¿Por qué tan rápido? Fundamentalmente porque utilizamos canalizaciones de alumbrado y semáforos en la mayor parte del recorrido, limitando las necesidades de obra civil a algunos tendidos por zonas ajardinadas. El estudio de la traza cuesta un poco, y aunque a veces hay que solucionar problemas puntuales de obturación en las canalizaciones existentes, merece la pena.

Desde entonces hasta ahora tenemos conectados cuatro centros de trabajo, tres del propio servicio y otro municipal. Siempre hemos utilizado cable anti roedores y totalmente dieléctrico para evitar problemas de inducción de corriente, al compartir las canalizaciones con cables que llevan tensión. El tipo de fibra es monomodo 9/125, que trabajando a 1310nm logra anchos de banda entre 1 y 10 Gb dependiendo de la electrónica. La distancia máxima que hemos alcanzado son unos 8Km, sin repetidores. Nuestra instalación hasta la fecha no ha dado ningún problema, salvo cuando en un par de ocasiones ha sido afectada por terceros, durante obras de remodelación de la calle. La vida útil de las fibras que anuncian los fabricantes está en torno a los 15 años antes de perder sus propiedades: nuestra primera instalación acaba de cumplirlos, pero por el momento, no ha dado ningún síntoma de fatiga. Con esta experiencia, la fibra óptica propia para nosotros es la mejor opción.

Pero no siempre es rentable llegar a todos los puntos con fibra óptica. En lugares donde no hay muchos trabajadores, como otra de nuestras potabilizadoras, hemos integrado la red de esa planta con el resto mediante una conexión VPN a través de ADSL. La solución no da demasiado ancho de banda, y desde luego no es la mejor cuando se requiere velocidad, pero para esta aplicación funciona. Esa misma solución cuando fue instalada para comunicar la oficina comercial con el centro de datos municipal fue un fracaso y hubo de reemplazarse por fibra propia. Incluso en la conexión de esta potabilizadora, si el futuro pensamos en una mayor automatización, podría ser interesante llegar hasta allí con nuestra red de fibra óptica, dado que es un entorno totalmente urbanizado (con alumbrado y semáforos).

Os preguntaréis si es posible usar otras canalizaciones para tender fibra óptica. Desde luego, incluso del propio servicio. Desde hace más de 20 años hay empresas especializadas en instalar fibra óptica por el interior de la red de alcantarillado. Algunas solo mediante canalizaciones grapadas en los colectores visitables, y otras también mediante robots capaces de colocar abrazaderas que mantienen los cables de fibra en la clave de los colectores no visitables, incluso hasta diámetros tan pequeños como 300 mm. En su día nos planteamos este tipo de instalación, sin embargo optamos por la solución actual ya que teníamos dudas sobre la vida útil y las complicaciones que podían surgir en las labores de mantenimiento, tanto de las fibras como del alcantarillado. En colectores accesibles y usando cables de tipo submarino probablemente los problemas serían mucho menores, pero también incrementaríamos los costes y los riesgos para los trabajadores. También en aquella primera instalación de 2002 pensamos en aprovechar las redes de agua potable, mediante una canalización con tubería de polietileno interior, de 25 o 32mm, por la que soplar un cable de fibra aérea (para que soporte los movimientos), salvando las válvulas mediante collarines termo soldables adaptados. Lo descartamos porque durante la instalación tendríamos que afectar a todos los abonados de esas tuberías, pero actualmente hay al menos una empresa que realiza este tipo de instalaciones.

Volviendo con las alternativas a la fibra óptica: si queremos llegar hasta lugares remotos y con necesidades muy reducidas de ancho de banda, bien porque no hay trabajadores o porque su grado de automatización es limitado, por ejemplo los depósitos de agua potable, la solución tradicional han sido las redes de radio. Antes analógicas, actualmente digitales, nos obligan a elegir entre cobertura y ancho de banda a la hora de obtener las prestaciones adecuadas. Utilizando frecuencias bajas (400 MHz en radio, 800/900 en IoT, o simplemente telefonía móvil 3G / 4G), podemos tener mejor cobertura, más resistencia a fenómenos meteorológicos adversos y menos interferencias, pero nuestra capacidad estará más limitada cuanto menor sea la frecuencia utilizada. En cambio trabajando con frecuencias altas, tendremos anchos de banda incluso similares a los de la fibra óptica, aunque los enlaces serán mucho más sensibles a interferencias.

Nosotros tenemos ambos tipos de radios, y utilizamos las primeras para la red de telecontrol, conectando con las estaciones remotas. Pero cuando hay necesidades mayores, por ejemplo la video vigilancia de nuestras infraestructuras críticas, nos vemos obligados a usar las frecuencias altas, operando en las bandas libres de WiFi (2,4 – 5 GHz), aunque si se saturase el espectro no descartamos el uso de bandas dedicadas. Por el momento, la opción más aceptable es la primera, por coste y porque, para reforzar la seguridad, muchos fabricantes ofrecen equipos que además de encriptar las comunicaciones, utilizan protocolos propios en vez de los comunes de una red Wifi. De esta manera mantenemos los costes contenidos y podemos crear una red WIMAX suficientemente segura. El mayor inconveniente es que al coexistir con las redes domésticas, en este espectro las interferencias son mayores que en frecuencias propias… pero como se trata de lugares remotos, no suele haber problemas. En otro post del blog os iremos dando más detalles de los equipos y configuraciones que hemos probado.

Como en un mismo periférico tenemos dos redes, la de video vigilancia mediante WIMAX y la de señales de control con radio módem siempre que es posible Ethernet. Actualmente estamos explorando la posibilidad de conectar ambas, de manera que si cae la una, la otra automáticamente genera una alarma y dedica parte de su capacidad a canalizar su tráfico, asegurando en todo momento un ancho de banda suficiente al menos para las señales de datos y las alarmas.

Hablando de Wifis: la modernización de los servicios públicos pasa por su digitalización, y esto conlleva la supresión del papel, utilizando partes de trabajo electrónicos para las operaciones en campo, el almacenamiento de documentación gráfica (vídeos, fotos, croquis…) de los trabajos realizados en las redes, etc. Para ello es necesarios desplegar muchos terminales móviles (smartphones, tablets) entre todos los trabajadores, lo que puede incrementar el gasto en comunicaciones. Una manera de contenerlo es instalar puntos de acceso Wifi en los centros de trabajo, y configurar los terminales para utilizar solamente esta forma de conexión a la hora de transmitir datos desde ciertas aplicaciones. Por ejemplo, fotos y vídeos solamente se sincronizarán cuando el terminal llegue a la zona de cobertura wifi en uno de los centros de trabajo del servicio, mientras que el envío de órdenes de trabajo hacia y desde el dispositivo se permite utilizando datos. También en otro post os explicaremos qué aplicaciones utilizamos y cómo configurarlo.

Por supuesto, todas estas redes trabajan cada una en su rango de direcciones IP, pero pueden intercambiar información a través de firewalls que las interconectan manteniendo la seguridad de cada una. En alguno de los post ya publicados os explicamos qué software usamos y como configurar los PC del servicio para acceder.