Ingeniería básica para integrar Rajant Mesh, LTE privado y público, Starlink y radios portátiles AG1 mediante bonding SD WAN

Dirigido a la Gerencia de Operaciones y a las áreas de Tecnología, Telecomunicaciones y Automatización de una compañía minera

Decisión propuesta.

El presente estudio es como resultado de experiencias adquiridas a lo largo de los años en la gran mineria, industria que hoy mas que nunca necesitan redes de telecomunicaciones con mucha disponibilidad, es decir, redes en configuraiones 1 + n.

Muchas de las grandes empresas mineras han implementado redes privadas LTE, especificamente para el transporte de datos que son vitales para la produccion, los llamados Track Dispatch, datos que se necesitan procesar para ver todo tipo de parametros, sobre todo de los vehiculos de produccion, como los volquetes palas, perforadoras, etc.

Por tanto, proponemos integrar las redes existentes de una mina mediante una unidad de comunicaciones embarcada y concentradores de bonding redundantes. La solución permite agregar capacidad para los servicios que la requieren y seleccionar o duplicar caminos para los servicios sensibles a interrupciones. Su desempeño debe verificarse con tráfico real y recorridos de operación.

Este estudio propone aprovechar las redes existentes de una compañía minera para mantener la continuidad del transporte de datos. Integra infraestructura Rajant, LTE privado y público y Starlink mediante una unidad de comunicaciones por vehículo y concentradores redundantes. Incorpora al personal de campo mediante el radio portátil NWT-CA-AG1-BPK-GPS, cuya compatibilidad con Rajant ha sido verificada.

Los sistemas de gestión de flota y dispatch requieren intercambiar posiciones, asignaciones, estados y parámetros de producción de volquetes, palas y perforadoras. La ingeniería debe distinguir los mensajes prioritarios de las transferencias de video y archivos, para que una congestión no impida entregar la información operacional.

Proponemos un punto de entrega LAN estable por máquina y políticas de transporte por aplicación. El AG1 extiende el acceso mesh hacia inspectores y personal de campo; el router de bonding y sus concentradores integran los transportes de salida. La continuidad del acceso radio del trabajador y la continuidad del backhaul se evalúan como dos problemas distintos.

La solución se aplica a máquinas, trenes y camionetas con redes instaladas y a personal que realiza inspecciones fuera de cabina. La capacidad de cada servicio y su continuidad se verifican con tráfico real y recorridos representativos.

Los cálculos y costos identificados como ejemplos son supuestos de ingeniería; no representan mediciones de la mina, cotizaciones ni garantías del fabricante. La revisión precisa la arquitectura para el modelo NWT-CA-AG1-BPK-GPS y conserva el alcance del piloto original.

Implementar un piloto de transporte de datos resiliente que aproveche las redes existentes de la mina y agregue una unidad de comunicaciones por vehículo, dos concentradores de túneles y acceso portátil para personal. La ampliación a flota se decidirá con mediciones de disponibilidad, continuidad de sesiones, capacidad y costo operativo.

Nivel de desarrollo

Este documento corresponde a ingeniería básica para evaluación y preparación del piloto. Define arquitectura, cálculos reproducibles, requisitos de compra y criterios de aceptación. La ingeniería de detalle requiere inventario de activos, levantamiento de informacion o cobertura en RF, documentación del proveedor y aprobación de los propietarios de las aplicaciones.

Resultado esperado

Una red de transporte lógico común con políticas distintas por aplicación: continuidad para dispatch y telemetría, capacidad para video y archivos, y acceso controlado para personal. La baja latencia y una disponibilidad objetivo de 99,99 % deben acordarse por aplicación y demostrarse mediante medición; no constituyen garantías derivadas de la arquitectura.

1 Resumen ejecutivo y alcance

La operación a tajo abierto dispone de redes Rajant, LTE privado y público y terminales Starlink en equipos móviles. Cada tecnología enfrenta condiciones diferentes: cambios de visibilidad del terreno, congestión, zonas de sombra, interrupciones de energía y dependencia del acceso al centro de control. La propuesta integra esos caminos por medio de túneles de bonding entre el vehículo y concentradores accesibles desde cada red.

El router embarcado presenta una LAN estable a las aplicaciones y distribuye el transporte por los caminos habilitados. El concentrador reordena o elimina rutas duplicadas según el modo elegido y entrega el tráfico al dominio OT mediante un firewall. El retorno debe seguir el mismo diseño lógico; sumar enlaces solamente en un extremo no implementa bonding extremo a extremo.

Para un ejercicio de diseño se va a suponer los siguientes supuestos:

Incluido	Límite del alcance
10 vehículos piloto	Acarreo, camionetas y al menos un equipo de producción representativo
6 radios AG1 de evaluación	Acceso de personal y GPS; compatibilidad Rajant verificada; interfaces de servicio por documentar
2 concentradores	Ubicaciones y energía diferenciadas; rutas de acceso verificadas
Redes existentes	Reutilización previa auditoría de capacidad, soporte y seguridad
Aplicaciones piloto	Dispatch, telemetría, voz sobre IP o PTT compatible y video supervisado

La teleoperación y las funciones de protección de personas o maquinaria requieren un análisis específico de seguridad funcional y validación del fabricante de la máquina. El piloto de transporte no autoriza reemplazar una parada de emergencia, una función de protección ni un enlace certificado.

Condiciones para avanzar

Se recomienda levantar la línea base y demostrar en laboratorio los túneles por cada WAN. El modelo portátil queda identificado como NWT-CA-AG1-BPK-GPS y la compatibilidad Rajant se considera verificada por el autor. La ingeniería de detalle debe registrar versiones, canales, credenciales e interfaces de servicio y comprobar el comportamiento del conjunto en la red de la mina.

Requisitos y base de diseño

La compañía debe designar un responsable de cada aplicación y registrar flujos, sentido predominante, tolerancia a interrupciones y horarios críticos. Una misma aplicación puede tener señalización de baja tasa y transferencias voluminosas; ambos flujos deben recibir políticas diferentes.

ID	Requisito verificable	Evidencia
R01	Mantener dirección LAN durante cambio de WAN	Captura IP y registro de sesiones
R02	Integrar mesh, LEO y dos dominios LTE si existen	Matriz de conectividad por interfaz
R03	Priorizar dispatch y telemetría frente a archivos	Prueba de congestión y colas
R04	Medir cada WAN y el túnel completo	Series de RTT, pérdida, jitter y caudal
R05	Separar gestión, personal y aplicaciones OT	Pruebas positivas y negativas de firewall
R06	Recuperar configuración y credenciales de manera controlada	Restauración de equipo de repuesto
R07	Validar autonomía y usabilidad del AG1	Registro de turno y evaluación con EPP

Datos de entrada del sitio

El levantamiento debe recoger planos de bancos, botaderos, talleres y rutas; inventario de nodos Rajant y versiones; bandas y capacidad LTE; operadores, APN y políticas de SIM; modelo y plan Starlink; rutas al datacenter; alimentación disponible y condiciones ambientales. Se requiere además conocer licencias, garantías, ventanas de mantenimiento y restricciones de instalación de cada máquina.

Hipótesis de cálculo

Los ejemplos consideran diez vehículos, dos cámaras por vehículo de 4 Mbit/s cada una, dispatch a 0,25 Mbit/s, telemetría a 0,10 Mbit/s y voz a 0,10 Mbit/s. Estos valores representan reservas de ingeniería, no mediciones de una aplicación comercial. Deben sustituirse por perfiles capturados y por los requisitos del propietario del servicio.

 Arquitectura física y lógica

Figura 1. Separación entre acceso portátil Rajant y transporte híbrido. El AG1 alcanza una pasarela de servicio a través de la malla; el bonding comienza en el router y termina en los concentradores. Los caminos pueden compartir infraestructura, por lo que su independencia debe comprobarse.

Ubicación de los concentradores

El concentrador A puede ubicarse en el datacenter de mina y el B en un sitio alterno o centro regional. Cada uno debe ser alcanzable tanto desde las WAN públicas como desde las redes privadas seleccionadas, mediante enlaces de borde y reglas explícitas. Una LTE privada sin salida al destino del túnel no aporta diversidad hasta habilitar ese camino.

Separar equipos dentro de un mismo rack no elimina la falla de energía, incendio o uplink del recinto. La ruta alternativa debe comprobarse hasta el servidor de destino. El mecanismo de alta disponibilidad, las rutas de retorno y la persistencia de sesiones ante caída del concentrador deben probarse en el producto seleccionado.

4 Unidad de comunicaciones embarcada

La unidad debe consolidar funciones de transporte en un gabinete mantenible, sin exigir que todas las radios estén dentro del mismo chasis. El objetivo operacional es un punto de entrega LAN y de gestión por máquina. Las antenas, terminales LEO y nodos mesh conservan sus requisitos de montaje y alimentación.

Interfaz	Conexión propuesta	Validación obligatoria
WAN mesh	Ethernet al nodo Rajant existente	VLAN, MTU, salida al concentrador y dominio L2
WAN LEO	Ethernet al terminal Starlink	Hardware, plan y uso en movimiento habilitados
LTE privado	Módem integrado o CPE Ethernet	Bandas, SIM, APN, autenticación y rutas
LTE público	Segundo módem o CPE separado	Operador, cobertura, datos y alcance del túnel
LAN OT	Switch administrable y puertos de máquina	Segmentación y aprobación del fabricante
Gestión	VLAN dedicada y acceso remoto controlado	Registro, perfiles y autenticación

Especificación funcional de compra

Exigir capacidad cifrada y de bonding medida con el tamaño de paquete y número de túneles previstos, al menos las WAN concurrentes necesarias y soporte de clasificación por aplicación o redes. Dos SIM en un solo módem no equivalen a dos enlaces celulares simultáneos. Comprobar límites de sesiones, licencias, telemetría y funcionamiento al vencer una suscripción.

El proveedor entregará el SKU exacto, ficha ambiental, consumo máximo, rango de tensión, conectores y opciones de repuesto. No se trasladarán atributos IP67, número de módems o rendimiento entre modelos de una misma familia. La selección Peplink/SpeedFusion es una referencia tecnológica sujeta a evaluación técnica y comercial [3, 4].

Montaje y mantenimiento

Utilizar soportes aprobados por mantenimiento, protección de cables, alivio de tracción, identificación de puertos y acceso para reemplazo. Antes de perforar estructuras o intervenir circuitos eléctricos, aprobar planos con el fabricante o responsable de la máquina. Registrar fotografías, torque y pruebas posteriores a la instalación.

5 Integración del radio portátil AG1

Parámetro documentado	Valor de la ficha
Batería	6000 mAh y tensión nominal 14 V
Autonomía típica	8 horas; condiciones de ensayo no indicadas
Dimensiones	203 × 95 × 114 mm
Peso	1,478 kg
Antena	Interna bajo radomo ABS
Montaje	Portátil; accesorios Universal Machine Mount o DIN
Funciones declaradas	Malla autorreparable, voz y datos, GPS

Identificación del equipo y base documental

El equipo seleccionado es el Portable AG1 Wearable Mesh Radio de Northwest Towers, número de parte NWT-CA-AG1-BPK-GPS. Se adopta como nodo portátil de acceso a Rajant, con compatibilidad verificada según el autor. Esta verificación es un dato del proyecto; no se presenta como ensayo ejecutado durante esta revisión. La página oficial identifica el SKU y las prestaciones resumidas en la tabla [8].

La identificación del conjunto es esencial: las prestaciones de un módulo Cardinal AG1, de una carcasa IP68 distinta o de otro accesorio no se trasladan automáticamente a este radio portátil. No se deducen bandas, potencia, sensibilidad, puertos externos, grado IP o certificaciones a partir de las letras del SKU.

Funciones dentro de la solución

El AG1 resuelve la conexión radio del personal con la malla. El router embarcado o de borde resuelve la integración de las WAN, el cifrado del túnel y las políticas de transporte. El concentrador remoto termina los túneles y entrega el tráfico a los servicios autorizados. El GPS aporta coordenadas; una aplicación o colector debe recibirlas, identificarlas y mostrarlas.

No se atribuyen al AG1 módem LTE, terminal Starlink ni bonding multi WAN: esas funciones corresponden a equipos separados en esta arquitectura. La descripción de voz y datos del proveedor no determina por sí sola si el usuario empleará un terminal Wi Fi, un puerto cableado, una aplicación PTT u otro accesorio. La interfaz efectiva debe quedar identificada en planos y FAT antes del despliegue.

Recorrido de un mensaje y retorno

Un inspector genera un reporte en un terminal autorizado, conectado por la interfaz que soporte el conjunto suministrado. El AG1 lo entrega a sus vecinos Rajant y la malla lo encamina hasta una pasarela de servicio. Si esa pasarela termina en la LAN del router de bonding, el flujo puede salir por LTE o Starlink, además de la WAN mesh cuando exista una ruta independiente y sin bucles. El concentrador reconstruye la entrega y el firewall permite únicamente el servicio de destino. La respuesta utiliza las rutas de retorno del mismo dominio lógico.

El acceso AG1 a la malla no conecta automáticamente su tráfico al router de bonding. En la mina debe definirse dónde termina la VLAN de personal, cuál es su puerta de enlace y qué router anuncia su prefijo. Si la pasarela de personal se encuentra directamente en el core de mina, su tráfico seguirá ese camino y solo atravesará bonding si el enrutamiento lo dispone expresamente. Esta distinción evita prometer resiliencia de WAN a flujos que no ingresan al túnel.

Evitar recirculación de tráfico en la malla

Se recomienda una VLAN o dominio enrutado de acceso personal separado del segmento de transporte utilizado por la WAN mesh del router. La puerta de enlace del personal pertenece al lado de servicio; la WAN mesh pertenece al lado de transporte. Se verificará que un paquete encapsulado hacia el concentrador no regrese al mismo dominio de servicio y sea encapsulado nuevamente. No unir sin control la LAN y la WAN mesh mediante un puente Ethernet.

La ubicación de esa pasarela puede ser fija o embarcada según cobertura y movilidad. La conservación de la dirección IP del terminal al cambiar de pasarela requiere un mecanismo de movilidad admitido por la solución. El failover de WAN mantiene la LAN del router, pero no garantiza por sí mismo continuidad cuando el trabajador cambia de subred o pierde su enlace radio.

Comportamiento ante fallas

Si se pierde un vecino Rajant y existe otro camino radio utilizable, la malla puede reconstruir la ruta; se mide el intervalo real sin entrega. Si se pierde la salida mesh hacia el concentrador, el router puede mantener los flujos que ingresan a su LAN mediante LTE o LEO. Si el trabajador queda sin vecino alcanzable, las WAN del vehículo no reparan ese primer salto. Si se pierde GPS pero permanece la conectividad, los datos pueden seguir llegando mientras la ubicación se marca como no actualizada.

Ubicación del personal como servicio de ingeniería

La presencia de un receptor GPS no define el protocolo de publicación. El suministro debe precisar si las coordenadas se obtienen mediante API, servicio de gestión o pasarela, y cómo se entregan al servidor. Se propone un registro con identificador de dispositivo, instante de fijación GPS, instante de recepción, coordenadas y estado de validez. Son requisitos de integración, no atributos confirmados de una API del AG1.

La antigüedad del dato se calcula como Δt = tactual − tfix, con relojes sincronizados. Como regla inicial de diseño, un reporte cada 10 s puede marcarse atrasado después de 30 s; ambos valores requieren aprobación operacional. La geocerca debe considerar error de posición y retardo. Sin exactitud documentada y prueba de campo, no debe usarse como barrera automática de protección de maquinaria.

Dimensionamiento explicado del tráfico portátil

Ejemplo propio de ingeniería: 50 personas, 300 bytes por reporte completo de aplicación y un reporte cada 10 s. La carga es R = N × L × 8 / T = 50 × 300 × 8 / 10 = 12 000 bit/s = 12 kbit/s. N representa personas, L bytes por reporte y T segundos entre reportes. Con factor de transporte supuesto de 2 se reservan 24 kbit/s. Esta tasa no incorpora voz, video ni retransmisiones radio; debe sustituirse por capturas del servicio final.

Para voz, ocho conversaciones simultáneas a una reserva hipotética de 100 kbit/s por sentido requieren 0,8 Mbit/s por sentido antes de duplicación. Si se envían dos copias por WAN, esa clase consume 1,6 Mbit/s agregados por sentido. En la malla, cada retransmisión ocupa tiempo de aire: una carga de 0,8 Mbit/s que cruza tres saltos en el mismo dominio de contención representa aproximadamente 2,4 Mbit/s de transmisiones útiles acumuladas antes de MAC, contienda y reintentos. No es una fórmula universal de capacidad.

Presupuesto radio paso a paso

Primero se fijan frecuencia y ancho de canal reales, potencia configurada, ganancias y pérdidas. Después se calcula la potencia recibida y se compara con la sensibilidad de la modulación objetivo. Finalmente se añaden márgenes por cuerpo, orientación, obstrucciones y variación de operación. Los valores radio del SKU no están publicados en la página consultada, por lo que el siguiente caso es didáctico y no predice su alcance.

Caso hipotético a 5000 MHz y 0,5 km: FSPL = 100,40 dB. Suponiendo Pt = 20 dBm, Gt = Gr = 2 dBi, pérdidas de cables iguales a cero y 8 dB adicionales por cuerpo y entorno, Pr = 20 + 2 + 2 − 100,40 − 8 = −84,40 dBm. Para una sensibilidad supuesta de −90 dBm, el margen sería 5,60 dB. Si el criterio de proyecto fuese 15 dB, faltarían 9,40 dB; se requeriría mejorar geometría, proximidad o infraestructura y repetir el ensayo. Ninguna de estas cifras se atribuye al AG1 seleccionado.

A 5 GHz la longitud de onda es aproximadamente 0,06 m. Para un trayecto ideal de 500 m y un obstáculo en el punto medio, el radio de la primera zona de Fresnel es r1 = √(λ d1 d2 / (d1 + d2)) = √(0,06 × 250 × 250 / 500) = 2,74 m. Un despeje preliminar del 60 % equivale a 1,64 m. Un radio llevado a altura corporal puede sufrir obstrucción por bancos y camiones aunque exista visibilidad aparente; este cálculo orienta el levantamiento y no sustituye un modelo de propagación.

Autonomía y organización del turno

Los datos declarados del conjunto permiten obtener 6 Ah × 14 V = 84 Wh nominales. Dividir 84 Wh entre 8 h arroja 10,5 W medios equivalentes; es una inferencia energética y no una medición de consumo. Para una planificación conservadora con 20 % de reserva temporal, ocho horas típicas pasan a 6,4 h de servicio planificado. El supuesto de reserva debe confirmarse con descarga real, temperatura y carga de tráfico.

Con 10,5 W equivalentes, doce horas requerirían 126 Wh útiles y, si solo se utiliza el 80 % de la energía nominal, 157,5 Wh nominales. Esta comparación evidencia la necesidad de relevo; no autoriza conectar una batería externa. Para seis usuarios en un turno de doce horas se propone estudiar dos unidades completas por usuario, doce radios en total, o un relevo soportado y ensayado. La rotación entre turnos exige conocer el tiempo de carga y disponer de reserva por avería. La lista de seis radios del piloto sigue siendo una evaluación, no una dotación garantizada de doce horas.

Configuración y aceptación del conjunto

El integrador registrará SKU, serie, firmware, configuración de malla, canales, autenticación y permisos de acceso. FAT comprobará unión autorizada a Rajant, interfaz de usuario, entrega GPS y comunicación con el servidor a través de cada WAN. SAT repetirá las funciones con EPP y recorridos representativos, cambios de orientación, ascenso a cabina, congestión y relevo de unidad. La aceptación separará conectividad mesh, continuidad de aplicación, publicación GPS y autonomía para identificar qué componente limita el servicio.

6 Ingeniería de cobertura y capacidad mesh

La cobertura de radio debe estudiarse a la altura real de montaje y con equipos en movimiento. Los bancos y vehículos generan obstrucciones variables; un mapa estático de potencia no describe por sí solo disponibilidad ni capacidad. El AG1 llevado en el cuerpo añade apantallamiento y cambios de orientación que deben medirse.

FSPL = 32,44 + 20 log10 f + 20 log10 d

FSPL es la pérdida de espacio libre en dB, f la frecuencia en MHz y d la distancia en km. A 5000 MHz y 0,5 km resulta 100,40 dB. Este valor es una referencia ideal; no incorpora obstrucciones, difracción, suelo ni pérdidas por el cuerpo.

Pr = Pt + Gt + Gr − Ltx − Lrx − Ltrayecto

Pr es potencia recibida en dBm; Pt potencia transmitida en dBm; Gt y Gr ganancias en dBi; las pérdidas se expresan en dB. El margen se calcula como Pr menos sensibilidad requerida para la modulación objetivo. Sin potencia, patrón de antena y sensibilidad del AG1 no corresponde afirmar un alcance.

Diseño de canales y saltos

Inventariar canales, anchos y radios de cada nodo antes de añadir tráfico. Una ruta de varios saltos puede reutilizar el mismo canal y consumir tiempo de aire varias veces. La capacidad de la malla no es la suma de las tasas PHY de sus radios. Debe medirse caudal útil, ocupación, retransmisiones y número de saltos bajo tráfico de producción.

Prueba	Método	Resultado requerido
Ruta de acarreo	Recorrido con GPS y medición de aplicación	Mapa de servicio y zonas de degradación
AG1 corporal	Orientaciones, EPP, subida y bajada de cabina	Cobertura y ergonomía de uso
Carga mesh	Tráfico concurrente y múltiples saltos	Capacidad residual para el piloto
Falla de nodo	Retiro autorizado de un nodo de prueba	Continuidad y tiempo de recuperación

Conservar los parámetros aprobados de la red existente y documentar cualquier cambio. La expansión con portátiles no garantiza cobertura si no existen vecinos alcanzables ni un camino de salida disponible.

7 Bonding y políticas de transporte

El balanceo por sesiones distribuye conexiones completas entre enlaces. El bonding por paquetes puede utilizar más de un camino para una misma sesión, pero necesita un extremo remoto compatible y capacidad de procesamiento en ambos lados. La duplicación transmite copias para elevar resiliencia, consumiendo más ancho de banda. Estas funciones se deben configurar por clase y no activar indiscriminadamente [3, 4].

Clase	Aplicaciones	Política propuesta
Operacional prioritaria	Dispatch, eventos y telemetría urgente	Caminos terrestres preferidos; duplicación selectiva si se valida
Interactiva	Voz IP o PTT compatible	Caminos de menor retardo; redundancia según calidad
Video de supervisión	Cámaras de máquina	Límite de tasa y prioridad posterior a datos operacionales
Transferencias	Logs, mapas y firmware	Bonding de capacidad; programación y limitación
Personal	Servicios autorizados	Segmento independiente, cuota y filtrado

Selección de caminos

Medir pérdida, RTT y jitter hasta el concentrador, además del estado Ethernet o registro celular. Un enlace puede estar conectado y no alcanzar la aplicación. Establecer histéresis y tiempos de recuperación para impedir cambios continuos entre caminos. Los umbrales iniciales se ajustan durante el piloto, con registro de cada decisión.

MTU y asimetría

La encapsulación reduce el tamaño útil; determinar la MTU efectiva mediante pruebas con bit de no fragmentación cuando aplique y captura de tráfico. Ajustar MSS TCP si lo requiere el diseño. No asumir un encabezado fijo de 28 bytes ni que SpeedFusion es idéntico a IPsec. Seleccionar cifrado y parámetros según la versión documentada del producto.

Las velocidades de subida y bajada se dimensionan por separado. Una cámara consume principalmente subida; una descarga de mapas consume bajada. Enlaces con retardos muy diferentes pueden aumentar el reordenamiento y el buffer, por lo que agregar más WAN no siempre mejora la latencia de una sesión.

8 Dimensionamiento del tráfico y del concentrador

D = N × (2 × Rvideo + Rdispatch + Rtelemetría + Rvoz)

Para N = 10 y las tasas de la base de diseño: D = 10 × (8 + 0,25 + 0,10 + 0,10) = 84,5 Mbit/s de subida. Se supone transmisión simultánea de ambas cámaras en todos los vehículos; si el video es bajo demanda debe medirse su simultaneidad real.

Cdiseño = D × (1 + r) / Umax

r es el margen de crecimiento y Umax la utilización máxima de diseño. Con r = 0,25 y Umax = 0,70: Cdiseño = 150,9 Mbit/s de carga útil. Esta reserva aún no incluye copias redundantes ni sobrecarga del túnel.

Ctransporte = [Cdiseño + (k − 1) × Cduplicada] / η

k es número de copias; Cduplicada es el subconjunto útil duplicado y η la eficiencia de encapsulación medida o supuesta. Duplicando 5 Mbit/s sobre dos caminos y usando η = 0,90: Ctransporte = 173,2 Mbit/s. Si se aplica FEC, incorporar su relación de expansión por separado, sin contar dos veces la redundancia.

Capacidad efectiva por vehículo

Ejemplo independiente de bajada: capacidades útiles disponibles de 60, 25 y 15 Mbit/s en LEO, LTE y mesh. Con eficiencia conjunta adicional de 0,85, el límite preliminar sería 85 Mbit/s. La tasa obtenida será menor si el servidor, cifrado, uplink compartido o algoritmo de reordenamiento limita la sesión. No usar este ejemplo de bajada para justificar los 8,45 Mbit/s de subida de cada vehículo.

Escalamiento del centro

Para 100 vehículos con el mismo perfil, la carga útil simultánea sería 845 Mbit/s y la reserva de diseño 1,509 Gbit/s, antes del túnel. Los dos concentradores deben dimensionarse para el estado de falla: si uno absorbe toda la flota, debe procesarla solo. Exigir medición de paquetes por segundo, sesiones, CPU y rendimiento cifrado; una tasa comercial de puertos no demuestra capacidad de bonding.

9 Disponibilidad y fallas de causa común

Adiversa = 1 − (1 − A1)(1 − A2)(1 − A3)

La ecuación exige independencia de las fallas y al menos un camino suficiente para la aplicación. Con 99,2 %, 99,5 % y 99,9 % se obtiene 99,999996 %. Es un ejercicio teórico de caminos; no representa la disponibilidad total de la solución ni la del servicio.

Aservicio ≈ Acomún × Adiversa

Acomún agrupa componentes compartidos en serie. Si alimentación, router, LAN y acceso al servidor juntos ofrecen 99,9 %, el resultado es aproximadamente 99,899996 %. Se supone independencia entre ese bloque y los caminos, hipótesis que también debe comprobarse.

Tindisponible = (1 − Aservicio) × 8760 h

En el ejemplo anterior resultan aproximadamente 8,76 horas al año. Cinco nueves equivalen a unos 5,26 minutos anuales, lo que exige gestionar la totalidad del camino, soporte y mantenimiento. Un piloto de pocos días no acredita estadísticamente ese nivel anual.

Falla común	Mitigación de diseño
Energía y router del vehículo	Protección eléctrica, respaldo y repuesto; redundancia adicional según criticidad
Mismo backhaul para mesh y LTE	Auditar rutas físicas y capacidad del core
Datacenter o firewall compartido	Sitio alterno y pruebas de retorno
Bloqueo por terreno	Diversidad de ubicación y cobertura medida
Configuración o firmware	Control de cambios, pruebas y restauración
Operador celular común	Revisar infraestructura y dependencia real de los operadores

La disponibilidad se calculará por aplicación como minutos de servicio utilizable divididos entre minutos observados. Deben acordarse exclusiones, ventanas de mantenimiento y umbrales de calidad antes de medir; declarar todos los intervalos excluidos en el informe.

10 Direccionamiento y separación de redes

Proponer prefijos únicos por vehículo evita conflictos y facilita diagnóstico. El siguiente esquema es ilustrativo; antes de usarlo se debe comprobar que no se superpone con redes corporativas, APN, proveedores o túneles existentes.

Segmento	Ejemplo para vehículo 001	Uso
VLAN 10	10.101.1.0/26	Dispatch y datos operacionales
VLAN 20	10.101.1.64/26	Video y voz autorizada
VLAN 30	10.101.1.128/26	Acceso portátil o pasarela AG1
VLAN 99	10.101.1.192/26	Gestión de infraestructura
Vehículo 002	10.101.2.0/24 subdividido	Mismo patrón sin duplicar direcciones
Servidores y concentradores	Prefijos corporativos reservados	Asignación por arquitectura de mina

Rutas de ida y retorno

El router anuncia o configura sus subredes a través del túnel, y el core devuelve el tráfico hacia el concentrador correspondiente. En un piloto pequeño pueden usarse rutas estáticas supervisadas; para crecimiento se evaluará BGP u otro protocolo únicamente si el modelo, firmware y licencia lo soportan. Filtrar prefijos y evitar redistribución sin control.

Control de dominios de difusión

Mantener el límite de capa 3 entre la LAN del vehículo y cada transporte cuando sea compatible con los servicios. Evitar extender indiscriminadamente VLAN corporativas por toda la malla. Definir dónde existe NAT, si la aplicación requiere conexiones entrantes y cómo se preserva su identificación. El acceso por CGNAT se resuelve mediante túneles salientes y alcance al concentrador, sujeto a prueba.

Los valores DSCP son una clasificación interna; LTE público o Internet pueden modificarlos o ignorarlos. La garantía operativa debe depender de colas y admisión en los extremos controlados, junto con capacidad y medición del transporte. Documentar políticas IPv4 e IPv6 para evitar rutas que eludan el túnel.

11 Ciberseguridad y gestión del acceso OT

Aplicar separación de zonas, acceso mínimo y defensa en profundidad según el riesgo del proceso. NIST SP 800-82 Rev. 3 ofrece una guía para proteger OT considerando sus necesidades de operación y confiabilidad [5]. La referencia a IEC 62443 orienta el diseño; este proyecto no constituye certificación de cumplimiento.

Figura 2. Las conexiones son conductos autorizados. El acceso personal se separa de la LAN OT aun cuando comparte el equipo de transporte.

Usar identidad individual de dispositivos y usuarios; evitar claves de administración compartidas. Restringir gestión a VPN y bastión con autenticación multifactor. Deshabilitar servicios no usados, rotar credenciales y retirar acceso a portátiles perdidos. La implementación concreta de cifrado, certificados y gestión de llaves debe verificarse para cada producto.

Centralizar eventos con hora sincronizada, respaldar configuraciones y mantener un inventario de versiones. Probar actualizaciones en laboratorio antes de la ventana de cambio. Para AG1, exigir procedimiento de alta, baja, pérdida y actualización; la ficha suministrada no documenta estos mecanismos.

12 Energía y condiciones de instalación

EAG1 = Vnominal × Q = 14 × 6 = 84 Wh

Es la energía nominal calculada de la batería. Con ocho horas típicas, la potencia media implícita es 10,5 W. No demuestra consumo constante ni autonomía garantizada: temperatura, transmisión, envejecimiento y criterio de descarga modifican el resultado [2].

Un turno de doce horas excede la autonomía típica declarada. El piloto debe resolver carga, baterías de reemplazo si son admitidas por el fabricante, o cambio de unidad. Validar que el procedimiento no interrumpa la supervisión requerida y que el sistema de carga sea compatible. No asumir que la batería es intercambiable o que admite carga durante uso.

Erespaldo = Pcarga × trespaldo / (η × DoD)

Ejemplo de gabinete embarcado: 180 W estimados, respaldo de 0,5 h, eficiencia de 0,90 y profundidad de descarga de 0,80. Se requieren 125 Wh nominales antes de márgenes por temperatura y envejecimiento. Los 180 W son una hipótesis; deben sustituirse por el consumo máximo del conjunto seleccionado.

Protección eléctrica y térmica

Diseñar conversión DC/DC, fusibles, protección contra inversión de polaridad, transitorios y caída de tensión al arranque conforme a los equipos y a la máquina. Instalar desconexión controlada para no descargar la batería del vehículo. Verificar tierra, compatibilidad electromagnética y protección contra sobretensiones en tendidos expuestos.

Un gabinete sellado protege del polvo, pero puede acumular calor. Elaborar balance térmico con pérdidas de cada equipo, radiación solar y temperatura exterior. Definir ventilación o disipación sin anular la protección ambiental. Validar vibración, fijación, conectores, radio mínimo de curvatura y separación entre antenas. Los grados IP y temperaturas serán exigencias documentadas por componente, no supuestos del conjunto.

Operación con EPP

Evaluar el peso y volumen del AG1 con chaleco, cinturón y arnés de seguridad. Comprobar enganches, acceso a cabina, evacuación y compatibilidad de cargadores en instalaciones de mina. El área de seguridad operacional debe participar en esta evaluación de uso.

13 Lista de materiales y costos del piloto

Presupuesto incremental referencial en USD, sin impuestos, importación ni variación cambiaria. Se supone que las diez máquinas ya cuentan con terminales Starlink y nodos Rajant aptos. El costo real depende de reutilización, licencias, infraestructura central y cotizaciones; los valores siguientes son hipótesis para comparar escenarios.

Partida	Cant.	USD/unidad	USD total
Router de bonding embarcado	10	4500	45000
Concentrador o plataforma equivalente	2	8000	16000
Radio portátil AG1	6	2500	15000
Gabinete y protección eléctrica	10	1200	12000
Switches, cables y accesorios	10	500	5000
Repuestos iniciales	1	6000	6000
Ingeniería, instalación y pruebas	1	20000	20000
Capacitación y documentación	1	4000	4000

Subtotal directo: USD 123 000. Contingencia presupuestaria del 20 %: USD 24 600. Total de referencia: USD 147 600. El precio supuesto del AG1 no procede de su ficha; requiere cotización. Incorporar CPE LTE adicionales si los routers elegidos no integran las interfaces necesarias.

Costos recurrentes

Ejemplo mensual: datos celulares incrementales 10 × USD 80 = USD 800; capacidad LEO adicional 10 × USD 150 = USD 1 500; licencias y soporte USD 600; mantenimiento USD 500. Total supuesto: USD 3 400/mes o USD 40 800/año. No representa tarifas de operadores. Revisar si las licencias se pagan anualmente y qué soporte ya existe, para evitar duplicidades.

TCO5 = CAPEX + 5 × OPEXanual

Con el ejemplo: 147 600 + 5 × 40 800 = USD 351 600, sin descuento, inflación, renovación ni valor residual. Presentar sensibilidad con tarifas y soporte cotizados antes de autorizar inversión. El consumo por duplicación debe contabilizarse en los planes de datos.

14 Evaluación económica y escalamiento

La decisión económica debe comparar el costo incremental con pérdidas operativas evitables y beneficios medidos. No toda interrupción de comunicaciones detiene una máquina; dispatch puede operar temporalmente con almacenamiento local. El área de Operaciones debe confirmar qué minutos son recuperables y qué parte del impacto depende del transporte de datos.

Beneficioanual = N × Hrecuperadas × Vhora × Fatribuible

Ejemplo: diez vehículos, doce horas recuperadas por vehículo al año, USD 1 500 por hora y factor atribuible de 0,50. El beneficio anual estimado sería USD 90 000. Son supuestos ilustrativos, no una valoración de producción de la mina.

Flujoneto = Beneficioanual − OPEXanual

En el caso central: 90 000 − 40 800 = USD 49 200 por año. La recuperación simple sería 147 600 / 49 200 = 3 años. Este indicador no considera valor temporal del dinero ni reemplazos.

Horas recuperadas por vehículo/año	Beneficio anual USD	Flujo neto USD/año	Recuperación simple
6	45 000	4 200	35,1 años
12	90 000	49 200	3,0 años
18	135 000	94 200	1,57 años

VAN = − I0 + Σ [FCt / (1 + r)^t]

I0 es inversión inicial, FCt flujo neto del año t y r tasa de descuento aprobada por la empresa. Como ejercicio, cinco flujos de USD 49 200 a 10 % producen un VAN aproximado de USD 38 910. La tasa del 10 % es una hipótesis, no una recomendación financiera para la compañía.

El escalamiento no será una multiplicación directa del piloto: cambian capacidad central, radiofrecuencia compartida, soporte y demanda de datos. Después del piloto, diseñar lotes por zonas y tipo de máquina, reutilizar activos y volver a calcular los costos con cantidades y precios negociados. La revisión económica debe incluir sensibilidad a beneficio menor, consumo mayor y renovación de equipos.

15 Plan de ejecución y responsabilidades

Fase	Duración propuesta	Entregable y condición de salida
Levantamiento	Semanas 1 y 2	Inventario, perfiles y cobertura inicial aprobados
Ingeniería de detalle	Semanas 3 y 4	Planos, IP, energía, seguridad y BOM cerrados
Compra y laboratorio	Semanas 5 a 7	FAT aprobado y configuración AG1 trazable
Instalación	Semanas 8 y 9	Diez vehículos y seis portátiles preparados
Campo y ajuste	Semanas 10 a 12	SAT y reporte de desempeño
Decisión de escala	Semana 13	Caso económico actualizado y acta de aceptación

El cronograma supone disponibilidad de equipos y acceso a máquinas. Los plazos de importación, entrega del proveedor y ventanas de mantenimiento pueden desplazar la secuencia. La aprobación de compras se realiza con ingeniería de detalle y cotización, sin comprometer despliegue masivo antes de las pruebas.

Gobierno del proyecto

Operaciones define criticidad, rutas y ventanas de prueba. Telecomunicaciones dirige cobertura, transporte y direccionamiento. Automatización valida las aplicaciones y la interacción con equipos de producción. Ciberseguridad aprueba segmentación y accesos. Mantenimiento autoriza montaje y energía. Seguridad operacional evalúa uso del AG1 y riesgos en campo. El integrador ejecuta y documenta; la aceptación corresponde a la compañía minera.

Gestión de cambios y reversión

Cada instalación tendrá configuración respaldada y un procedimiento para devolver la conectividad al esquema anterior. Establecer disparadores de reversión: pérdida de aplicación prioritaria fuera del umbral acordado, inestabilidad eléctrica, afectación de la red existente o incidente de seguridad. Ensayar la reversión antes de usar el vehículo durante una ventana productiva.

Entregar planos finales, inventario de números de serie, configuración aprobada, licencias, repuestos, bitácora, matriz de accesos y manual operativo. El cierre incluye formación del NOC y mantenimiento, y demostración de recuperación de un equipo con falla.

16 Pruebas FAT y SAT y aceptación

FAT corresponde a pruebas en laboratorio y SAT a pruebas instaladas en sitio. Registrar versión, fecha, configuración, carga, ruta y condiciones de cada ensayo. Las metas siguientes son iniciales para dispatch y telemetría; deben validarlas los propietarios de las aplicaciones antes de ejecutar. No son requisitos de teleoperación o de seguridad funcional.

Ensayo	Procedimiento	Criterio inicial propuesto
Túneles por WAN	Aislar cada acceso por separado	Cada WAN aprobada alcanza ambos destinos previstos
Falla de una WAN	20 cortes controlados por tipo	Sin reconexión de aplicación; interrupción p95 ≤ 1 s
Calidad operacional	Carga concurrente durante recorrido	RTT p95 ≤ 150 ms y pérdida ≤ 0,5 % en ventana de 5 min
Carga de diseño	10 vehículos o carga equivalente	Sostener demanda prioritaria y limitar video según política
Concentrador	Retirar A con autorización	Recuperación ≤ 60 s; registrar sesiones reiniciadas
Segmentación	Intentos permitidos y prohibidos	Solo flujos autorizados; evidencia de bloqueo
AG1	Turno y recorrido con EPP	Autonomía medida; cobertura y GPS registrados
Restauración	Sustituir router por repuesto	Recuperación documentada y repetible

La interrupción se mide como el mayor intervalo sin entrega útil a la aplicación, con resolución de medición declarada. p95 es el percentil 95 de los eventos o muestras, según el ensayo. Reportar también máximo, mediana y número de eventos; un promedio puede ocultar cortes significativos.

Duración y evidencia

Proponer al menos catorce días continuos de observación de campo con turnos y rutas representativos, además de pruebas de falla. Calcular disponibilidad sin excluir intervalos de mala cobertura. Un resultado satisfactorio permite una ampliación controlada; no extrapola automáticamente una disponibilidad anual de 99,999 %.

Capturar tráfico de prueba, registros de aplicación, cambios de WAN, métricas por enlace, CPU, temperatura y consumo de datos. Mantener relojes sincronizados y almacenar evidencia conforme a la política de la compañía. Cualquier prueba sobre maquinaria debe realizarse en condiciones autorizadas y con controles operacionales.

17 Operación y matriz de riesgos

El NOC supervisará salud de túneles y aplicaciones, pérdida y RTT por camino, ocupación mesh, señal LTE, obstrucciones LEO, temperatura, alimentación y batería AG1. Configurar alarmas de degradación sostenida y no solo de caída. Un enlace activo sin capacidad suficiente es una condición degradada que debe ser visible.

Riesgo	Tratamiento	Responsable
Configuración AG1 no alineada con la mina	Registro de firmware, canales y credenciales; prueba de incorporación autorizada	Integrador y Telecomunicaciones
Capacidad mesh insuficiente	Línea base, admisión de video y expansión selectiva	Telecomunicaciones
Caída común del core	Diversidad de energía, rutas y sitio alterno	Infraestructura TI
Autonomía portátil insuficiente	Ensayo de turno y procedimiento de reemplazo	Operaciones
Sobrecosto de datos	Cuotas, medición y duplicación selectiva	Gestión de servicios
Acceso no autorizado	Segmentación, identidad y revocación	Ciberseguridad
Cambio de topografía	Revisión de cobertura tras cambios de frente	Planeamiento y Telecomunicaciones
Interferencia o falla eléctrica	Prueba de instalación y protección	Mantenimiento

Rutinas de mantenimiento

En cada turno, revisar alarmas y disponibilidad de portátiles cargados. Semanalmente, analizar rutas problemáticas, uso de datos y salud de configuraciones. Mensualmente, verificar respaldos, cuentas, repuestos y tendencias térmicas. Programar inspección física de soportes y cables según vibración y recomendaciones del fabricante; ajustar frecuencia con evidencia del piloto.

Tratamiento de ubicación del personal

Definir finalidad, acceso, conservación y visualización de los datos de posición con las áreas responsables. Mantener visible la antigüedad del último reporte: un punto GPS antiguo no equivale a una posición actual. Separar pérdida de cobertura, pérdida de GPS y batería agotada para evitar interpretaciones erróneas durante una incidencia.

El soporte debe tener escalamiento por prioridad, cobertura horaria, tiempos acordados, inventario de repuestos y contactos de proveedor. Registrar las fallas y su causa raíz para decidir si la diversidad de enlaces reduce el problema o si se requieren mejoras de cobertura o de infraestructura común.

18 Conclusiones y acciones para aprobación

La integración de Rajant, LTE y Starlink mediante bonding es una arquitectura técnicamente coherente para aprovechar infraestructura existente en una mina a tajo abierto. Su valor reside en mantener un punto de entrega estable y aplicar políticas de continuidad o capacidad según cada aplicación, con túneles y rutas de retorno diseñados de extremo a extremo.

El NWT-CA-AG1-BPK-GPS incorpora al personal de campo a la red Rajant con compatibilidad verificada según el autor. El diseño distingue acceso radio, transporte híbrido y aplicación de usuario. La puesta en servicio requiere cerrar interfaces de terminales, publicación GPS, configuración, autonomía y condiciones de instalación, sin reabrir la compatibilidad ya establecida.

La resiliencia depende tanto de los enlaces como de energía, router, concentradores, firewall y servidores. Los cálculos de independencia explican un límite teórico; las metas contractuales deben basarse en pruebas y métricas por aplicación. La duplicación se aplicará a tráfico seleccionado, conservando capacidad para el resto de los servicios.

Paquete de aprobación del piloto

Acción	Resultado esperado
Designar responsables	Dueños de aplicación, red, seguridad y mantenimiento
Autorizar levantamiento	Inventario y línea base del sitio
Solicitar propuesta técnica	SKU, licencias, interfaces y fichas completas
Aprobar diseño y criterios	Planos, matriz de rutas y plan FAT/SAT firmados
Actualizar presupuesto	CAPEX y OPEX basados en cotizaciones
Ejecutar piloto	Evidencia de continuidad y capacidad en campo
Decidir ampliación	Acta de aceptación y plan por lotes

La aprobación recomendada corresponde al levantamiento y preparación del piloto, con un presupuesto de referencia sujeto a cotización. El despliegue masivo requiere una segunda decisión con resultados, costos actualizados y cierre de los pendientes técnicos.

19 Referencias y trazabilidad técnica

Fuentes documentales y páginas oficiales consultadas el 23 de octubre de 2026. Las páginas comerciales describen capacidades generales; el contrato debe fijar modelo, versión y prestaciones específicas.

[1] Documento base del proyecto

Propuesta_Tecnica_Bonding_Minero_Estudio_Ingenieria.docx. Archivo suministrado por el autor. Se conserva la intención de integrar redes existentes; se reformulan garantías absolutas y se desarrolla ingeniería básica.

[2] Northwest Towers LLC

Portable AG1 Wearable Mesh Radio. P/N NWT-CA-AG1-BPK-GPS. Revisión impresa P-AG1 04/2026, 1 página. Archivo suministrado NWT-Datasheet-Mesh-Radio-Accessories-Portable-AG1-Wearable-Mesh-Radio-062026.pdf.

[3] Peplink

SpeedFusion Bonding & Failover Technology. https://www.peplink.com/technology/speedfusion-bonding-technology/ — Diferencia entre bonding, smoothing y hot failover.

[4] Peplink

SpeedFusion Technologies, documento técnico. https://download.peplink.com/resources/whitepaper-speedfusion-and-best-practices-2019.pdf — Principios de túneles y redundancia; verificar compatibilidad con versiones actuales.

[5] NIST

Stouffer et al. (2023). Guide to Operational Technology (OT) Security. SP 800-82 Rev. 3. https://csrc.nist.gov/pubs/sp/800/82/r3/final — Guía de riesgos y controles de seguridad OT.

[6] Starlink

What Starlink Service Plans and Hardware Support In-Motion Use? https://starlink.com/fi/support/article/50e933eb-54f5-1a77-cc85-c6c8325564cf — Comprobar hardware, plan y disponibilidad aplicable al sitio antes de operar en movimiento.

[7] Starlink

Starlink Specifications. https://www.starlink.com/legal/documents/DOC-1431-92252-65 — Factores que afectan el servicio; no se adopta una velocidad garantizada.

[8] Northwest Towers LLC

Portable AG1 Wearable Mesh Radio. Número de parte NWT-CA-AG1-BPK-GPS. https://nwtowers.com/product/portable-rajant-ag1-wearable-mesh-radio/ Consultado el 23 de octubre de 2026. Fuente de identificación y datos físicos y energéticos del conjunto. La compatibilidad Rajant se incorpora como verificación comunicada por el autor; los escenarios numéricos adicionales son cálculos de diseño.

Anexo A Información requerida al proveedor

La respuesta técnica deberá corresponder al número de parte cotizado y permitir cerrar los siguientes puntos antes de FAT. Las expresiones comerciales generales deberán acompañarse de ficha, manual o evidencia de ensayo.

Equipo	Información y evidencia exigidas
AG1	SKU NWT-CA-AG1-BPK-GPS y compatibilidad Rajant establecidos; documentar radio interno, bandas, potencia, antenas, sensibilidad y matriz de firmware de la instalación.
AG1	Interfaces físicas y lógicas; conexión de terminales; voz/PTT; entrega GPS, formato, frecuencia de reporte y API; precisión y condiciones de medición.
AG1	Cifrado, autenticación, alta y revocación; administración; actualizaciones; comportamiento sin cobertura y almacenamiento de posiciones.
AG1	IP, temperatura, vibración y EMC; cargador; autonomía por perfil; reemplazo de batería; accesorios de EPP; garantía y repuestos.
Bonding	WAN simultáneas, módems y bandas; rendimiento cifrado, paquetes por segundo y sesiones; política por clase; MTU y reordenamiento.
Concentradores	Alta disponibilidad, sincronización, cambio de destino, rutas de retorno y continuidad de sesiones ante fallas.
Licencias	Funcionalidades incluidas, renovaciones, telemetría, datos en nube, restricciones y comportamiento al vencer contratos.
Integración	Planos, pruebas de compatibilidad, matriz de firmware, capacitación, soporte y documentación final.

Criterio de cierre

Cada respuesta se registrará como conforme, conforme con condición o no conforme, indicando responsable y fecha de cierre. La ausencia de una capacidad esencial no debe compensarse con una promesa de desarrollo sin alcance, plazo y prueba contractual.

Si una interfaz de aplicación o un mecanismo de publicación GPS no satisface el uso previsto, debe adecuarse ese servicio o incorporar una pasarela soportada. El transporte híbrido y la compatibilidad Rajant establecida mantienen su alcance; cualquier limitación se registra por función y con una prueba concreta.