Sistema de comunicación resiliente para escenarios de emergencia

En escenarios de emergencia o rescate usualmente es difícil contar con una infraestructura de red, especialmente en lugares remotos o geográficamente complicados por difícil acceso. Sin embargo, es necesario disponer de herramientas para comunicarse o realizar una valoración de la situación. En este sentido, las redes ad hoc surgen como una opción para solucionar esta problemática. Dentro del proyecto de investigación “Tecnologías IoT y redes inalámbricas de sensores aplicados a la monitorización de salud estructural en edificios esenciales de la ciudad de Cuenca”, se implementó una red ad hoc multisalto en el edificio matriz de la Empresa Eléctrica Regional Centro Sur. En este sentido, en el presente trabajo de tesis se propone el desarrollo de un sistema de comunicación de emergencia para la transmisión de tráfico multimedia entre los diferentes pisos del edificio empleando la red ad hoc disponible. Con tal objetivo, se realizaron múltiples experimentos para determinar los valores de métricas fundamentales (v.g. packet loss, delay y throughput) para la transmisión de audio y video en tiempo real. En concreto, se desarrollaron herramientas open source con capacidad de extraer las métricas requeridas y comparar de forma objetiva la calidad del video empleando mecanismos de codificación actuales (v.g. VP8, VP9, H.264, H.265). Los resultados obtenidos determinaron a VP8 como el códec más adecuado para el escenario propuesto. Además, se desarrolló una herramienta de videoconferencia con capacidad de medir el ancho de banda disponible en la red y seleccionar el bitrate adecuado para mantener una calidad que permite una buena comunicación. Para el desarrollo se empleó el protocolo Real Time Transport Protocol (RTP) para transmitir y sincronizar los flujos de audio y vídeo. Además, se empleó el protocolo Real Time Transport Control Protocol (RTCP) para la medición de métricas como el packet loss y el delay utilizando campos propios de este protocolo presente en las tramasIn emergency or rescue scenarios it is usually difficult to have a network infrastructure in place, especially in remote or geographically difficult-to-access locations. However, it is necessary to have tools to communicate or assess the situation. In this sense, ad hoc networks emerge as an option to solve this problem. Within the research project “IoT technologies and wireless sensor networks applied to structural health monitoring in essential buildings in the city of Cuenca”, a multi-hop ad hoc network was implemented in the main building of the Empresa Eléctrica Regional Centro Sur. In this context, this thesis work proposes the development of an emergency communication system for the transmission of multimedia traffic between the different floors of the building using the available ad hoc network. To this end, multiple experiments were carried out to determine the values of fundamental metrics (e.g. packet loss, delay, and throughput) for real-time audio and video transmission. Specifically, open source tools were developed to extract the required metrics and to objectively compare video quality using current encoding mechanisms (e.g. VP8, VP9, H.264, H.265). The results obtained determined VP8 as the most suitable codec for the proposed scenario. In addition, a videoconferencing tool was developed to measure the bandwidth available in the network and to select the appropriate bitrate to maintain an acceptable communication quality. The Real Time Transport Protocol (RTP) was used to transmit and synchronize audio and video streams. In addition, the Real Time Transport Control Protocol (RTCP) was used to measure metrics such as packet loss and delay using fields of this protocol present in the framesIngeniero en Electrónica y TelecomunicacionesCuenc