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documentation/es/chapter_01.md

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+## 1. Motivación
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+A pesar de los grandes avances en las tecnologías de telecomunicaciones, es evidente la susceptibilidad de las mismas. No solo hablamos de tecnologías, sino de las personas, quienes son vulnerables a los efectos secundarios del aislamiento comunicacional resultante de la centralización y regulación de los estándares de comunicación global.
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+Los avances surgidos desde la aparición de las redes inalámbricas en 1970, su crecimiento y demanda en esta última década ha sido exponencial. Concretamente, existen dos vertientes en cuanto a redes inalámbricas se refiere, atendiendo a la arquitectura de red subyacente encontramos a las redes inalámbricas con infraestructura y las redes inalámbricas sin infraestructura. 
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+Sobre las redes inálambricas con infraestructura podemos hablar de las redes celulares, éstas conectan de forma inalámbrica al usuario con la red telefónica básica siempre y cuando esté dentro del radio de cobertura de la red, acomodando un gran número de usuarios dentro de un área geográfica extensa empleando un espectro de frecuencia limitado; su servicio es de alta calidad, comparable con el de los sistemas telefónicos cableados. En este tipo de redes, los enrutadores o estaciones base, son fijos y cableados y las unidades móviles se conectan y se comunican con su estación base más cercana dentro de su radio de alcance. Si el dispositivo móvil sale del alcance de su estación base, se produce una transferencia o handoff desde la estación base inicial hasta una nueva.
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+Podemos enfocar la popularidad de las redes inlámbricas en 1980 con el despliegue de teléfonos análogos de 1G, limitados solo a un país debido a los diferentes estándares establecidos por situación geográfica. Estas condiciones impulsaron el desarrollo de la generación 2G para la decada siguiente, añadiendo fax, datos y mensajería, sin ser adoptada como estándar homogéneo a nivel mundial. Esta generación recientemente ha sido extendida a 2.5G mejorando el soporte de transmisión de datos de baja y alta velocidad. El cambio a la generación 3G determinó la adopción a un estándar globalizado, con capacidad de roaming internacional, incrementando el ancho de banda considerablemente. A pesar de estos avances, la red 3G presentó dificultades en su despliegue, también en el cumplimiento de prestaciones debido a las limitaciones en la arquitectura de su red, naciendo la red 4G, la cual se basa en una aproximación de sistemas abiertos, combinando tecnologías inalámbricas con líneas cableadas, convergiendo voz, contenido multimedia y datos sobre una misma troncal IP. 
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+Otros ejemplos relevantes de redes inalámbricas son las redes de área local inalámbrica WLAN (Wireless Local Area Network) y Bluetooth, siendo ampliamente utilizados en millones de productos que se interconectan entre sí o con aquellos de uso diario sirviendo de puente para estos a internet.
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+Para servir al objetivo de Locha Mesh, las redes inalámbricas con infraestructura son inviables y físicamente vulnerables a los cambios repentinos que pueden afectar su infraestructura, como también sus limitaciones presentes en la misma y su cobertura de red, o las regulaciones mediadas por políticas restrictivas del libre uso de las redes, las cuales limitan al público el acceso a contenidos, también usado para censurar y perseguir tanto a los individuos como los contenidos solicitados por ellos, lo cual lleva nuestra investigación al segundo tipo de redes inalámbricas, sin infraestructura. 
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+Las redes inalámbricas sin infraestructura no poseen enrutadores fijos, por tanto los integrantes de la red deben conectarse arbitrariamente entre sí. Es aquí donde encontramos las redes ad hoc, que surgen de manera espontánea, son dinámicas, y gozan por definición de capacidad de autoconfiguración. Este tipo de red permite interconectar nodos independientes, limitados en potencia de transmisión y procesamiento para proporcionar una mayor cobertura de red y capacidad de cómputo.
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+Los componentes de estas redes, denominados nodos, funcionan como enrutadores que descubren y mantienen las rutas de otros nodos en la red, sin que exista un acuerdo previo en cuanto al papel que cada nodo debe asumir. Por el contrario, cada nodo toma sus decisiones autónomamente basándose en la situación de la red, por ejemplo, dos ordenadores personales equipados con tarjetas de red inalámbricas pueden configurar una red independiente siempre y cuando cada uno de los equipos este dentro del radio de cobertura del otro. 
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+Las aplicaciones de este tipo de red pueden incluir otros como las operaciones de emergencia de búsqueda y salvamento, congresos o convenciones en los que los participantes desean compartir información de manera inmediata y la adquisición de datos en terrenos inhóspitos. Las redes ad hoc inalámbricas son un tema de gran interés, desde el punto de vista de la investigación y del mundo empresarial, por la creciente demanda de conectividad _anywhere and everywhere_, que los actuales estándares no logran satisfacer dada su naturaleza centralizada.
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+Vivimos en un mundo interconectado, las invenciones en este campo permiten realizar grandes puentes hacia un futuro en el que las comunicaciones mantengan una relación simbiótica con la infraestructura actual, y donde la descentralización de prestaciones sea el estándar que garantice el acceso de cualquier persona a la red y los contenidos dispuestos en ella, la cual sea un medio resiliente que permita aún en situaciones extremas e impredecibles la comunicación, la cooperación y el comercio entre los individuos.
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+La Figura 1.1 muestra la arquitectura simplificada de una red celular frente a una red ad hoc inalámbrica. 
+En la Figura 1.1 (a) se representan tres estaciones base que se comunican con sus correspondientes nodos móviles. Al contrario, en la Figura 1.1 (b) se exhibe una red ad hoc inalámbrica en la que los nodos no solo pueden ser dispositivos móviles, sino que también pueden formar parte otros elementos como punto de acceso.
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+<figure>
+  <img src="../pics/network-topology.png" alt="drawing" width="80%"/>
+  <figcaption>Fig.1.1</figcaption>
+</figure>
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+## 1.2 Objetivos
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+El objetivo de Locha Mesh es la implementación del protocolo de enrutamiento AODVv2 para habilitar un sistema de comunicación resiliente, que comprende las siguientes fases:
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+1. Selección del protocolo de enrutamiento más adecuado para la transmisión de paquetes entre nodos.
+2. Selección del hardware más adecuado con los recursos necesarios para ejecutar el software y almacenar los datos necesarios. 
+3. Implementación del protocolo AODVv2 en un entorno basado en un sistema operativo embebido, en este caso [RIOT-OS](https://www.riot-os.org/).
+4. Verificar el rendimiento del protocolo AODVv2 en escenarios reales y contrastarlo con lo previsto por el marco teórico desarrollado con anterioridad.
+5. Desarrollo del driver necesario para la integración con el sistema operativo con el hardware.
+6. Cálculo y establecimiento de valores de constantes para el funcionamiento de la red.
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+Este propósito fundamental puede a su vez descomponerse en los objetivos parciales enumerados a continuación:
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+- Estudio teórico sobre las redes ad hoc inalámbricas y sus protocolos de enrutamiento.
+- Familiarización con las herramientas de simulación.
+- Determinación de los parámetros a considerar para la generación de datos.
+- Implementación y ejecución de los bancos de experimentos.
+- Obtención y filtrado de datos.
+- Generación y análisis de resultados.
+- Extracción de conclusiones.
+- Redacción de la documentación.
+- Selección del sistema operativo a utilizar en el proyecto que cumpla con los requerimientos necesarios, basados en criterios expuestos más adelante.
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+El protocolo AODVv2 enfrenta algunos desafíos para poder trabajar de manera óptima en las áreas de aplicación provistas para este tipo de redes, como lo son:
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+<ul class="w3-ul w3-border">
+ <li><h4>Topología dinámica.</h4></li>
+ <li><h4>Restricciones de recursos (hardware).</h4></li>
+ <li><h4>Heterogeneidad entre nodos (diferencias en el hardware).</h4></li>
+</ul>
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+## 1.3 Planificación
+Hacemos énfasis en establecer y seguir una secuencia lógica de pasos para llevar a cabo este proyecto; el desarrollo de este proyecto se puede dividir en las siguientes subtareas:
+- Preparación y planificación: Durante la fase de preparación se acudió a diferentes fuentes bibliográficas para la obtención del conocimiento necesario acerca de las redes ```ad-hoc``` y de los diferentes ```protocolos de enrutamineto``` para completar la fase de documentación necesaria.
+- Diseño del Hardware necesario para completar este proyecto; el diseño del hardware a su vez se puede descomponer en varias subtareas como lo son:
+  - Diseño de la fuente de voltaje que provee eficiencia energética y alimentación al circuito digital.
+  - Diseño del circuito de carga para la batería.
+  - Diseño del sistema de radio compatible con el estándar IEEE 802.15.4.
+  - Diseño del sistema de control, el cual estará encargado de recibir información desde la aplicación móvil y transferirla al módulo de radio para su correcto manejo en la red ad-hoc.
+  - Diseño del circuito impreso necesario para montar todos los componentes.
+  - Test del hardware para comprobar que todos los periféricos necesarios son funcionales.
+- Diseño de la aplicación móvil, la cual sirve como GUI o interface gráfica.
+- Diseño del driver necesario para hacer la integración del hardware con el sistema operativo.
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documentation/es/chapter_02.md

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+# 2. ¿Qué es Locha Mesh?
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+Locha Mesh es un proyecto open source de redes y comunicaciones inalámbricas resilientes para construir una red de datos libre, teniendo como principio incorruptible la seguridad y privacidad de la información que fluye por la red. Una red creada, administrada y gestionada por los propios usuarios. Locha Mesh es una red distribuida, no pertenece a nadie en particular, nos pertenece a todos. Locha Mesh ofrece acceso libre y gratuito a la red. Cualquier persona puede acceder a ella en cualquier momento, pudiendo hacer uso de la misma para encontrar al destinatario dentro de la red, previendo fallos en la conexión estableciendo diferentes rutas para enviar y recibir paquetes de información.
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+## 2.1 ¿Por qué una red en malla?
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+Este tipo de red se ajusta a la necesidad de interconectar nodos que usualmente están en movimiento y debido a esto, la topología de la red es de tipo dinámica, lo que disminuye los puntos de falla y dependencia de infraestructura, imposibilitando cualquier tipo de censura a la red o manipulación de la misma. 
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+Los conceptos de red inalámbrica de tipo malla o Ad-hoc, han sido estudiados a lo largo del tiempo, estableciendo diversos protocolos que con mayor o menor éxito lidian con uno de sus mayores enemigos, _single-hop_ (único salto) o ¿Hay vida más allá de mis vecinos?
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+Hoy, su uso se ha popularizado y ha dado pie a un campo emergente, el cual ofrece una gran cantidad de aplicaciones en las que impera la necesidad de mantener dispositivos interconectados sin desplegar una red cableada, y que estos interactúen con la mayor eficiencia sin renunciar a la seguridad en la comunicación.
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+Este tipo de redes pueden proporcionar un medio de comunicación fiable y seguro, donde ninguna persona, empresa o administración, aún siendo partícipe activo de la misma, pueda vetar, censurar o acceder a cualquier información, a menos que de forma expresa, sea el destinatario. Otro interesante campo de aplicación es en zonas afectadas por catástrofes naturales, pobre infraestructura, o aquellas que han sufrido los efectos de conflictos bélicos, políticos, y replicable por aquellas personas que valoran su información personal.
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+## 2.2 ¿Por qué usar 915 MHZ como frecuencia base?
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+La comunicación por radio frecuencia (RF) es una de las características básicas de una red de sensores inalámbrica (WSN), debido a las claras ventajas que presenta frente a otras tecnologías inalámbricas, como por ejemplo la transmisión por infrarrojos. El uso de dispositivos inalámbricos está regulado mundialmente, por lo que la mayoría de los países tiene un espacio en el espectro de radio que es de uso libre o sin licencia, es decir, que no se necesita un permiso especial para cada aplicación. 
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+La mayoría de los productos comerciales operan en estas bandas libres, también conocidas como bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) para sortear los mencionados costes de las licencias. Por ser las bandas ISM de uso libre, un gran número de tecnologías inalámbricas como ZigBee, Bluetooth, WiFi, y la telefonía inalámbrica, entre otras,utilizan estas frecuencias. 
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+El espectro de radio está divido en bandas, y a su vez cada banda se divide en canales de ancho fijo. Las bandas ISM pueden subdividirse también en dos grandes grupos: 2.4 GHz y frecuencias sub-GHz, que incluyen las bandas de 315, 433, 784, 868 y 915 MHz; la elección de un grupo u otro dependerá siempre de las características de la aplicación, entre las que cabe destacar el alcance, el consumo de energía, la tasa de datos, el tamaño de la antena, el coste, etc.
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+Hoy, las comunicaciones de las WSNs se basan en gran medida tanto en el estándar 802.15.4 como en el protocolo ZigBee. Este último añade funcionalidades a la red no disponibles con el mencionado estándar, y opera en las bandas ISM de 2.4 GHz y 868/915 MHz, ya que fue creado con la finalidad de proporcionar un protocolo para dispositivos de redes inalámbricas, con bajo consumo de energía y que resultara competitivo en precio.
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+El estándar IEEE 802.15.4 divide el espectro disponible de frecuencias mencionadas anteriormente en un total de 27 canales:
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+- Canal k=0, para la frecuencia de 868.3 MHz, para uso en países de Europa.
+- Canales k=1...10, para frecuencias de 906+2*(k+1) MHz, para uso en Estados Unidos, Australia y otros pocos países.
+- Canales k=11...26, para frecuencias de 2405+5*(k-11) MHz de uso global
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+### 2.2.1 Comparativa: 2.4 GHz vs. 868/915 MHz
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+Cada una de las bandas de radiofrecuencia mencionadas anteriormente, tiene una característica distintiva que la coloca en ventaja con respecto a las demás,según las necesidades de la aplicación final. Como mencionamos anteriormente, la banda de 2.4 GHz es la más utilizada, por permitir una mayor tasa de datos y por ser de uso libre mundialmente. Sin embargo, para aplicaciones de baja tasa de datos y donde el alcance sea la prioridad principal, las bandas sub-GHz parecen ser las que mejor se adaptan a estas condiciones.
+
+La frecuencia y el ancho del canal de transmisión están directamente relacionados con la calidad de la comunicación inalámbrica. A mayores frecuencias, hay más espectro, y por lo tanto los canales son más anchos. Por ejemplo, hay 1000 veces más espacio de espectro entre 1 y 2 GHz que entre 1 y 2 MHz. Es por esto que la banda de 2.4 GHz tiene capacidad para transmitir una mayor tasa de datos que las bandas de menor frecuencia. Sin embargo, esta capacidad de datos trae como consecuencia una disminución de la distancia de transmisión, lo que penaliza la funcionalidad de redes a altas frecuencias en entornos de áreas muy amplias.
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+Existen dos razones fundamentales que justifican este fenómeno: la potencia de transmisión de RF y las pérdidas por propagación. A medida que la onda de radio se propaga por el aire, su intensidad decrece, hasta el punto de no poder extraerse los datos modulados de la señal. Entonces, las señales de radio que se transmiten con una potencia mayor, viajarán más lejos antes de que se hagan demasiado débiles. Además, la señal de las ondas de radio de mayor frecuencia disminuye mucho más rápidamente.
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+En Europa, los dispositivos de 2.4 GHz tienen una potencia de RF regulada a un máximo de 100 mW, mientras que la potencia de los de 915 MHz es de 500 mW, lo que significa que estos últimos tienen una distancia de transmisión fiable teóricamente de cinco veces la distancia que podría alcanzar un dispositivo de 2.4 GHz.
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+En entornos industriales, como en los que pueden desplegarse las redes de sensores, el funcionamiento de la comunicación se ve influenciado también por la habilidad de la señal de radio de penetrar, reflejarse y curvarse alrededor de obstáculos.
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+Se conoce que a mayor frecuencia de la señal menor es su longitud de onda por lo que la onda de RF tiene más pérdidas al atravesar las paredes.
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+Teniendo todas estas consideraciones en cuenta, las frecuencias sub-GHz ofrecen la alternativa a la congestionada banda de 2.4 GHz, a la que dispositivos como routers WiFi en oficinas o casas, ordenadores y teléfonos móviles con Bluetooth activo, hornos microondas, provocan mucha interferencia en el medio.
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+Aún cuando la banda de 2.4 GHz es la más utilizada actualmente debido a su coste y su posibilidad de uso mundial, las bandas sub-GHz ofrecen mayor alcance, menor consumo energético y mayor eficiencia en la transmisión de datos con la respectivas restricciones geográfica y con un coste de tecnología ligeramente mayor. Sin embargo, el coste final de cada aplicación es relativo, pues aunque los módulos de radio de 2.4 GHz son más económicos, en un despliegue real se necesitará una mayor cantidad de nodos para cubrir la misma área que con módulos de 915 MHz, cuyo coste individual por nodo es superior, pero al tener un alcance significativamente mayor, el número de nodos disminuye.
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+## 2.3 ¿Por qué la red Locha Mesh usa el stack de red?
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+Locha Mesh intenta adherirse a los estándares de red existentes para maximizar su interoperabilidad a partir de un transceptor de radio IEEE 802.15.4g compatible con 6LoWPAN, lo que da la posibilidad de ser independiente de internet, ofreciendo la posibilidad de interconectar la red Locha con la red de internet.

documentation/es/chapter_03.md

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+# 3. Modificaciones propuestas
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+Se pretende implementar la versión actual del protocolo AODVv2 sin cambios notables, en un sistema embebido con recursos limitados para analizar el comportamiento de la red funcionando con el nombrado protocolo de encaminamiento; también se pretende construir el hardware necesario para obtener y analizar resultados en entornos reales.
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+Si varían los parámetros de funcionamiento del protocolo, se puede mejorar o degradar el desempeño de los nodos en la red. Por ejemplo, el tiempo TTL que indica la vida útil de una ruta almacenada dentro de un router, parámetro de vital importancia, que podría tener un fuerte impacto en el desempeño de la red y variará dependiendo del tamaño de la red. [2]