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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DR. RAFAEL BELLOSO CHACÍN
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE COMPUTACIÓN
SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO MEDIANTE SISTEMA BIOMETRICOS BASADO EN TECNOLOGIA 4G PARA SUCURSALES
DISTANTES
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO EN COMPUTACIÓN
PRESENTADO POR: BR. ALARCON, PEDRO BR. GARCIA, RICARDO
BR. VILLALOBOS, CESAR
ASESORADO POR: MASSIEL MARCANO
RICARDO CARABALLO
MARACAIBO, ABRIL 2012
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SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO MEDIANTE SISTEMA BIOMETRICOS BASADO EN TECNOLOGIA 4G PARA SUCURSALES
DISTANTES
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DEDICATORIA
Esta tesis va dedicada primero que todo a mis padres, quienes me han
brindado su apoyo incondicional durante toda mi vida, en especial a mi
madre quien es la mujer mas fuerte, decidida y entregada que gamas he
conocido y que sirve como fuente de inspiración para lograr todas y cada una
de las metas que me proponga, también a mis hermanos
cuyas experiencias y sabios consejos me ayudaron a elegir el camino que
me ha conducido hasta donde estoy ahora, a mis amigos quienes
siempre están allí para alegrar mis días y apoyarme en cada paso que doy, y
por ultimo, pero no menos importante, a mi hermosa novia cuyo cariño,
apoyo, comprensión y amor logran levantarme sin importar lo que pase y me
impulsan a seguir adelante. Para todos ellos este trabajo.
Pedro Alarcón
Dedico este gran logro a DIOS nuestro señor sin él no hubiese podido
continuar, a mis padres gracias por el apoyo.
Cesar D. Villalobos S.
Primero que a nadie, esta tesis va dedicada a mis padres, porque sin
su apoyo incondicional tal vez no estuviese escribiendo estas palabras hoy, a
mis hermanos por su forma tan peculiar de contribuir con mi formación, a mis
amigos, familiares, mi novia hermosa, la empresa BlizzardEntertaimenty
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todas aquellas personas que de alguna u otra forma tuvieron que ver con la
realización de este trabajo final, que no sólo simboliza el final de mi carrera
universitaria, sino también el fin de un viaje que empezó hace muchos años
atrás.Esto es para ustedes.
Ricardo A. García M.
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AGRADECIMIENTO
Primero agradezco a mis familiares, mi padre Pedro Alarcón, quien siempre
ha estado conmigo apoyándome incondicionalmente y en especial a mi
madre, Elida Atenció quien con mucho esfuerzo y sacrificio nos ha dado, a
mis hermanos y a mi, el sustento y la educación que todo ser humano
merece, inculcando los valores y principios que nos han hecho los hombres y
mujeres que somos hoy; a mi bella hermana Johana Alarcón junto a su
esposo Marco Flores, quienes siempre estuvieron allí, listo para ofrecer
cualquier tipo de ayuda posible en alas de mi bienestar; a mi querido
hermano Juan que siempre me apoyo, aconsejo y guio a lo largo de mi vida,
fue mi mejor amigo, me enseño muchas cosas, en especial a nunca darme
por vencido y siempre estar seguro de tus metas e ir tras ellas sin importar
que pase. Seguidamente a mi hermosa novia Mairim Alvarado, esa
maravillosa señorita que siempre tiene una sonrisa y esas palabras de aliento
que necesito para fortalecer mi espíritu, así como ese amor, cariño y esa
felicidad que a diario me da e impulsan a seguir adelante, sinceramente
muchas gracias mi amor.
También agradezco a mis amigos y compañeros de tesis Ricardo y Cesar,
que poco a poco se han convertido en mis hermanos y hemos compartido
mucho a lo largo de nuestra carrera, lo logramos muchachos. Por ultimo,
pero no menos importante, doy gracias a nuestros queridos tutores Ricardo
Caraballo y Massiell Marcano, por ser excelentes mentores que, con
ix
su guía y concejos, nos ayudaron a culminar nuestra tesis con éxito . A todos
muchas gracias.
Pedro Alarcón A DIOS como el nadie y la FE en el indiscutible, a mis padres que con tanto
esfuerzo me indicaron el camino para lograr mis metas a mi TíaÁngela que
me demostró que el esfuerzo por un objetivo nunca se debe perder, a mi
hermana Laura que me soporto mis locuras de libre albedrio, a mis amigos
que tanto me aconsejaron cuando los necesite, A Ricardo y Pedro unos
verdaderos hermanos, a la profesora Massiell Marcano gracias por la tutela y
guía para lograr este proyecto.
Cesar D. Villalobos S.
Primeramente y ante todo ofrezco un agradecimiento profundo a
nuestro Señor Jesús por brindarme este triunfo y hermandad con mis
compañeros de tesis Cesar Villalobos y Pedro Alarcón quienes después de
esta experiencia compartida juntos, más que compañeros de tesis los
catalogo como hermanos, como a las tutoras Massiell Marcano y Ricardo
Caraballo quienes sin ninguna duda ni opresión pusieron todo su interés y
dedicación para la elaboración de este proyecto, Mis Padres, quienes me
regalaron su amor y apoyo incondicional cuando más lo necesite y por ultimo
a mi novia Andrea Salazar quien estuvo en todo momento apoyándome y
dándome ese cariño que me sirvió para fortalecer.
Ricardo A. García M.
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ALARCON, PEDRO, GARCIA, RICARDO, VILLALOBOS, CESAR, SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO MEDIANTE SISTEMAS BIOMETRICOS BASADO EN TECNOLOGIA 4G PARA SUCURSALES DISTANTES. Universidad “Dr. Rafael Belloso Chacín”. Facultad de Ingeniería. Escuela de computación. Maracaibo, 2012.
RESUMEN
El propósito del presente trabajo de grado, fue Diseñar un sistema de control de acceso utilizando tecnología 4G para la interconexión de las sucursales de una empresa, cuya función fue mejorar el proceso de control de acceso mediante dispositivos biométricos además de la comunicación de las sucursales, utilizando herramientas actualizadas y de vanguardia. La teorización de la investigación fue sustentada con los aportes de los autores Tanenbaum (2003), Forouzan (2002), Stallins (2000) entre otros. Asimismo, la investigación se clasificó de tipo proyectivo, descriptivo, de campo, no experimental y transversal, considerando los criterios de finalidad, métodos y forma de obtener los datos. Como técnicas de recolección de datos se utilizaron entrevista no estructurada y guion de sondeo. La metodología aplicada resulto un hibrido de los autores Tom Shaugnessy (2002) y Fitzgerald (1998) que comprenden cinco Fases: la documentación, definición de los requerimientos, selección de la tecnología, Diseño de la configuración física y lógica a implantarse y evaluación de la configuración. Para el diseño se utilizaron las imágenes reales de los dispositivos y la herramienta Microsoft Visio 2010 contemplando una MAN con conexiones PPP de tipo LAN a LAN, los resultados comprobaron el funcionamiento del diseño mediante la validación de expertos concluyendo que, este, permite la interconexión 4G de las sucursales para el funcionamiento del sistema de control de acceso de manera cómoda y eficiente para los usuarios, reduciendo tiempo de respuesta y mejorando la calidad del servicio. Finalmente, se recomienda la adquisición de los equipos necesarios para la implantación del diseño.
PALABRAS CLAVE: Interconexión, Red, 4G y Sistema de control de acceso.
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ALARCON, PEDRO, GARCIA, RICARDO, VILLALOBOS, CESAR, SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO MEDIANTE SISTEMAS BIOMETRICOS BASADO EN TECNOLOGIA 4G PARA SUCURSALES DISTANTES. . “Dr. Rafael BellosoChacín” University. Engineer Faculty. Computer Science School.Maracaibo, 2012.
ABSTRACT
The purpose of the following was to design a control access system using 4G Technology in order to interconnect a company branches whose function was to improve the control access process throughbiometric devices in addition to the communication of the branches, using updated tools and cutting-edged. Theorizingresearchwas supportedby the contributions from the authorsTanenbaum(2003),Forouzan(2002),Stallings(2000)among others. On the other hand, this research was classified as projective, descriptive, non-experimental and as a field research considering purpose, methods and the way of how data was collected as its criteria. Asdatacollection techniqueswere usedunstructured interviewandsurveyscript. The methodologyresulteda hybridof the authorsTomShaugnessy(2002) andFitzgerald(1998)which includes fivephases: documentation,requirements definition, technology selection, designofphysical and logicalconfigurationto be implemented andconfigurationassessment. Were usedto designthe actual imagesof the devices andthe MicrosoftVisio 2010tool contemplating a PPP connections MAN LAN to LAN type, the resultsprovedtheperformanceby validatingdesignexpertsconcluded that, thisallows the4G interconnectionbranchfor theaccess controlsystemoperating conveniently andefficientlyfor users, reducing response time andimprovingservice quality. Finally, we recommend the purchase of equipment needed to implement the design.
KEY WORDS: interconnect, Red, 4G y Control Access System.
xii
ÍNDICE GENERAL
VEREDICTO............................................................................................ iii
DEDICATORIA..................................... .................................................. vi
AGRADECIMIENTO..................................... .......................................... viii
RESUMEN..................................... ......................................................... x
ABSTRACT..................................... ....................................................... xi
ÍNDICE GENERAL..................................... ............................................ xii
ÍNDICE DE FIGURAS..................................... ....................................... xvii
ÍNDICE DE TABLAS..................................... ......................................... xx
ÍNDICE DE CUADROS..................................... ..................................... xxi
INTRODUCCIÓN..................................... ............................................... 1
CAPITULO 1. EL PROBLEMA
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA......................................................5
1.1. DESCRIPCIÓN DE LASITUACIÓN OBJETO ESTUDIO………...5
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.................................................9
2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN.....................................................9
2.1. OBJETIVO GENERAL.....................................................................9
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS..........................................................10
3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN………………………………10
4. DELIMITACION..................................... .................................................12
xiii
CAPITULO 2. MARCO TEÓRICO
1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN............................................15
2. BASES TEÓRICAS..................................... .............................................19
2.1. SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO...........................................19
2.1.1. OBJETIVOS DEL CONTROL DE ACCESO…………………21
2.1.2. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CONTROL
DE ACCESO..................................... ...............................................21
2.1.3. TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL DE ACCESO………22
A. SISTEMAS BIOMÉTRICOS Y SISTEMAS
DE PROXIMIDAD..................................................................22
2.1.4. CONTROL DE ACCESO COMO MEDIO DE
SEGURIDAD……………………………………………………………23
2.1.5. CONTROL DE ACCESO EN SISTEMAS DE TRABAJO….24
A. FUNCIONES DE SEGURIDAD……………………........25
2.2. SISTEMAS BIOMÉTRICOS.............................................................26
2.2.1. MODELO DEL PROCESO DE IDENTIFICACIÓN
PERSONAL..................................... ..............................................27
2.2.2. CARACTERÍSTICAS DE UN INDICADOR DE
IDENTIDAD.......................................................................................28
2.2.3. CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA BIOMÉTRICO........30
A. EL DESEMPEÑO...........................................................30
B. LA ACEPTABILIDAD……………………………………...31
xiv
C. LA FIABILIDAD…………………………………………….31
2.2.4. ARQUITECTURA Y MEDIDAS DE DESEMPEÑO DE
UN SISTEMA BIOMÉTRICO............................................................33
2.2.5. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS BIOMÉTRICOS……34
A. POR SU TIPO……………………………………………..34
B. POR SU TECNOLOGÍA.................................................35
C. POR SU USO.................................................................47
2.2.6. FUNCIONAMIENTO Y RENDIMIENTO……………………...48
2.2.7. PROCESO DE AUTENTIFICACIÓN Y
IDENTIF ICACIÓN BIOMÉTRICA……………………………………..50
2.3. REDES Y COMUNICACIONES…………………………………........51
2.3.1. REDES DE DATOS……………………………………….........51
A. PROTOCOLOS Y ESTÁNDARES………………………52
2.3.2. TOPOLOGÍAS.......................................................................56
A. BUS..........................................................................56
B. MALLA......................................................................57
C. ESTRELLA...............................................................58
D. ÁRBOL.....................................................................57
E. ANILLO.....................................................................61
F. HIBRIDAS................................................................62
2.3.3. MODO DE TRANSMISIÓN....................................................63
A. SIMPLEX..................................................................63
B. DUPLEX...................................................................63
xv
C. FULL DUPLEX..........................................................63
2.3.4. CLASES DE REDES........................................................ 64
A. LAN...................................................................... 64
B. MAN.................................................................... 65
C. WAN..................................................................... 66
2.3.5. INTERCONEXIÓN DE REDES.............................................67
A. TECNOLOGÍA DE INTERCONEXIÓN………….…67
2.3.6. MODELO OSI....................................................................68
2.3.7. MEDIOS DE TRANSMISIÓN.............................................. 78
A. MEDIOS GUIADOS.................................................75
B. MEDIOS NO GUIADOS..........................................89
2.3.8. ANCHO DE BANDA.............................................................103
2.3.9. MÉTODOS DE ACCESO AL MEDIO……………………… 104
A. FDMA.....................................................................106
B. TDMA.....................................................................108
C. CDMA.....................................................................111
2.3.10. EQUIPOS DE RED............................................................113
A. REPETIDORES......................................................113
B. PUENTES...............................................................114
C. ENCAMINADORES................................................117
D. PASARELAS..........................................................118
E. CONMUTADORES................................................119
2.3.11. REDES DE CUARTA GENERACIÓN………………..…..119
xvi
A. TECNOLOGÍAS DE ACCESO AL MEDIO…..… 120
B. ESTÁNDARES DE CONEXIÓN 4G………...…… 124
C. TECNOLOGÍA DE ANTENAS 4G……………..… 129
3. SISTEMA DE VARIABLES................................................................. 131
3.1. DEFINICIÓN NOMINAL............................................................. 131
3.2. DEFINICIÓN CONCEPTUAL..................................................... 131
3.3. DEFINICIÓN OPERACIONAL.................................................... 132
CAPITULO III. MARCO METODOLÓGICO
1. TIPO DE INVESTIGACIÓN……………………………………………... 134
2. POBLACIÓN Y MUESTRA DE LA INVESTIGACIÓN……………….…. 139
3. TÉCNICA E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS….... 140
4. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN.............................................143
5. CUADRO DE ACTIVIDADES.............................................................. 146
6. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.................................................. 149
CAPITULO IV. ANÁLISIS Y RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
1. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS………………….......153
CONCLUSIONES..................................... ............................................... 176
RECOMENDACIONES..................................... ...................................... 179
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS......................................................... 180
ANEXOS..................................... ............................................................. 184
A. VERSIÓN FINAL INSTRUMENTO DE RECOLECCIÓN DE DATOS..185
B. INSTRUMENTO DE VALIDACIÓN.....................................................188
C. CUADRO DE ANTECEDENTES………………………………………… 198
xvii
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURAS
SISTEMAS BIOMETRICOS
1. Arquitectura de un Sistema Biométrico………………………………... 34
2. Clasificación de la Biometría por su tipo………………………………. 35
3. Reconocimiento de Huella Dactilar…………………………………….. 36
4. Sistemas Dactilares……………………………………………………… 40
5. Puntos singulares de la huella dactilar………………………………… 40
6. Arco………………………………………………………………………... 41
7. Presilla Interna………………………………….………………………… 42
8. Presilla Externa………………………………….……………………….. 42
9. Verticilo………………………………….………………………………… 43
10. Porcentaje de tecnologías biométricas más utilizadas…………….…. 47
11. Figura 11………………………………………………………….……….. 49
REDES Y COMUNICACIONES
12. Topología Bus………………………………………………………………......... 56
13. Topología Malla…………………………………………………………… 57
14. Topología Estrella………………………………………………………… 58
15. Topología Árbol……………………………….…………………………… 60
16. Topología Anillo……………………………….……………………..…..... 61
xviii
17. Topología Hibrida……………………………….……………………....… 63
18. Figura 18…………………………………………………………………... 64
19. Tecnología de Interconexión…………………….………………........... 67
20. Arquitecturas por niveles Modelo OSI……………………………….…. 69
21. Cable de par trenzado sin blindaje (UTP)……………………………....79
22. UTP de Gama alta……………………………………………………..…..80
23. Cable de par trenzado sin blindaje (STP)……………………………....82
24. Cable Coaxial…………………………………………………………...... 83
25. Asignación de Radio Frecuencia…………………………………….... 89
26. Propagación de las ondas de radio………………………………...…. 90
27. Propagación de Señal VLF……………………………………………... 93
28. Propagación de Señal LF……………………………………………..… 94
29. Propagación de Señal MF………………………………………………. 94
30. Propagación de Señal HF………………………………………………. 95
31. Propagación de Señal VHF…………………………………………..…. 95
32. Propagación de Señal UHF…………………………………………….. 95
33. Propagación de Señal SHF……………………………………………... 96
34. Propagación de Señal EHT…………………………………………..…. 96
35. Repetidores…………………………………………………………...…… 98
36. Antenas………………………………………………………………….... 99
37. Comunicación vía satélite………………………………………………..100
38. Satélites Geosincronicos…………………………………………………102
39. Repetidores……………………………………………………………….. 114
xix
40. Puentes……………………………………………………………………. 115
41. Encaminadores…………………………………………………………….117
42. Tecnología de Antenas 4G………………………………………….........129
43. Diseño Topológico Lógico y Físico General…………………………….169
44. Sistema de Control de Acceso……………………………………………170
45. Diseño Físico Final de Interconexión 4G………………………………..172
xx
ÍNDICE DE TABLAS
TABLAS
SISTEMAS BIOMETRICOS
1. Análisis de Características Físicas…………………………………..….. 29
2. Tabla comparativa de Sistemas biométricos…………………………... 50
REDES Y COMUNICACIONES
3. Tabla 3………………………………………………………………….…… 102
4. Tabla 4……………………………………………………………………..... 104
5. Tabla 5……………………………………………………………………… 127
6. Tabla 6…………………………………………………………………….... 158
xxi
ÍNDICE DE CUADROS
CUADROS
1. Características de la población……………………………………..……...140
2. Cuadro de Actividades…………………………………………..………….147
3. Cronograma de Actividades…………………………………………...….. 149
4. Validación de Expertos…………………………………………………….. 174
INTRODUCCIÓN
Los sistemas de telecomunicaciones móviles han evolucionado para
satisfacer una acrecentada demanda por parte de los usuarios, que exigen
fiabilidad, seguridad y sobre todo rapidez en las interconexiones de redes.
Por ello, en la actualidad los sistemas más modernos para el diseño e
implantación de telecomunicaciones, son las redes de Cuarta generación ó
4G.
Esta tecnología se basa completamente en el protocolo IP, englobándose
en un sistema de sistemas y una red de redes la cual se alcanza gracias a la
convergencia entre las redes alámbricas y las inalámbricas.
En este caso particular la principal ventaja con las generaciones
predecesoras es la capacidad de proveer velocidades de acceso mayores de
100 Mbps en movimiento y 1Gbps en reposo, manteniendo una calidad de
servicio (Qos) de punta a punta de alta seguridad que permite ofrecer
servicios de cualquier clase en cualquier momento o lugar con el mínimo
costo.
Por otra parte en la actualidad el control de acceso se concibe como un
sistema aplicaciones en instalaciones de reducidos puntos de acceso,
utilizando como premisas fundamentales, la factibilidad de manejo,
prestaciones de primer orden y una relación costos altamente favorables.
Cuya función principal es regular el paso a las áreas restringidas y evitar
así que personas no autorizadas o indeseables sean admitidas poniendo en
2
riesgo la integridad del personal. Además de esta función principal el control
de acceso se utiliza para llevar la asistencia, teniendo un historial de cada
individuo reduciendo las irregularidades.
Unas de las tecnologías mas utilizadas para este fin es la biometría es un
medio de identificación utilizado para el control de acceso y se define como el
estudio de métodos automáticos para el reconocimiento único de humanos,
basados en uno o más rasgos conductuales o físicos intrínsecos.
Las características básicas que un sistema biométrico para la
identificación de personal son: desempeño, aceptabilidad y fiabilidad, las
cuales apuntan a la obtención de un sistema biométrico con utilidad práctica.
La presente investigación representa un estudio descriptivo que pretende
brindar aportes a través de una propuesta de desarrollo de un sistema de
control de acceso mediante sistemas biométricos basados tecnología 4G
para empresas con sucursales distantes.
El presente trabajo contempla las siguientes secciones: Un capitulo I,
para señalar los aspectos que contempla un sistema de control de acceso
como medio a las acciones indebidas de los usuarios, así como una solución
de interconexión entre las sucursales mediante tecnologías de cuarta
generación en redes, se plantean los objetivos relacionados con el desarrollo
de un sistema de control de acceso se presentan justificaciones teóricas,
practicas y metodológicas, se describe la delimitación de la investigación a la
sede de la Universidad Rafael Belloso Chacín (URBE) y los criterios de
temporalidad y teóricos a considerar.
3
Un Capitulo II que ofrece la panorámica sobre aspectos teóricos de interés
tales como: antecedentes; se define un sistema de control de acceso, la
biometría como medio de identificación único sus aplicaciones en los
procesos de verificación y validación, se establece y define el concepto de
red de telecomunicaciones, interconexiones así como su evolución hacia el
4G, se establece la variable de la investigación definiéndola nominal,
conceptual y operacionalmente.
Un Capitulo III en el que se destacan los materiales y métodos de la
investigación para obtener los datos de las actividades necesarias para la
elaboración de la propuesta de la investigación.
Finalmente un capitulo IV en el cual se analizan y discuten los resultados
por objetivos de la investigación.