Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica

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1 Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Conceptualización y diseño de un centro de gestión de desempeño de red del sector de telecomunicaciones del Instituto Costarricense de Electricidad Javier Cerdas Fallas Fabio Chavarría Jiménez Oscar Fallas Cordero Juan José Martinez Gómez Gabriela Porras Moreno Eduardo Varela Soto Memoria de graduación para optar por el grado de licenciatura en Ingeniería Eléctrica Ciudad Universitaria Rodrigo Facio Diciembre del 2008

2 Conceptualización y diseño de un centro de gestión de desempeño de red del sector de telecomunicaciones del Instituto Costarricense de Electricidad Por: Javier Cerdas Fallas Fabio Chavarría Jiménez Oscar Fallas Cordero Juan José Martínez Gómez Gabriela Porras Moreno Eduardo Varela Soto Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: LICENCIADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal: Ing. Julio María Stradi Granados, M.Sc. Director, Escuela de Ingeniería Eléctrica (Representante) Ing. Johnny Cascante Ramírez, M.Sc. Director, Comité Asesor Ing. Rafael Carvajal Lizano, Lic. Miembro, Comité Asesor Ing. Róger Seravalli Monge, Mag. Miembro, Comité Asesor Ing. Francisco Rojas Fonseca, M.Sc. Miembro del Tribunal ii

3 DEDICATORIA A Dios por la vida y la salud. A nuestros padres, familiares y amigos por todo el amor, esfuerzo y apoyo brindado en la realización de este trabajo y durante nuestros estudios. iii

4 RECONOCIMIENTOS Especial agradecimiento al profesor Jhonny Cascante por su apoyo, dedicación y recomendaciones para la realización de este proyecto. A los ingenieros Rafael Carvajal, Esteban Jiménez, Rafael Mata y Wilfredo Delgado por toda la información brindada y sus consejos profesionales, tan útiles para la conclusión del presente trabajo. iv

5 ÍNDICE GENERAL DEDICATORIA... iii RECONOCIMIENTOS... iv ÍNDICE GENERAL... v ÍNDICE DE FIGURAS... viii ÍNDICE DE TABLAS... xi NOMENCLATURA... xiii RESUMEN... xxi CAPÍTULO 1: Introducción Justificación Objetivos Objetivo general Objetivos específicos Metodología... 4 CAPÍTULO 2: Fundamentos sobre calidad de servicio en telecomunicaciones y la red de gestión de telecomunicaciones Fundamentos sobre calidad de servicio de la red de telecomunicaciones Calidad de servicio y calidad de funcionamiento de la red Conceptos Básicos Organizaciones Internacionales Parámetros de calidad de servicio, usos y medición Parámetros y clases de QoS normalizados Medición de la QoS Métodos objetivos de medición Mediciones Subjetivas Utilización de los parámetros de QoS Perspectivas de QoS Medición de la calidad de transmisión de voz Red de Gestión de las Telecomunicaciones (RGT) El modelo de gestión TMN El modelo funcional El modelo de información El modelo de comunicación Gestión de la calidad de funcionamiento Garantía de la calidad de funcionamiento Supervisión de la calidad de funcionamiento v

6 Control de la gestión de la calidad de funcionamiento Análisis de la calidad de funcionamiento El nuevo entorno de gestión Nuevos servicios y redes Énfasis en los servicios y clientes Importancia de la información Los nuevos sistemas de gestión Accesibilidad a la información Agentes inteligentes CAPÍTULO 3: Análisis de calidad en telecomunicaciones Introducción Descripción de las tecnologías y servicios seleccionados DWDM SDH GSM IP VoIP SMS Indicadores de calidad de desempeño de las tecnologías seleccionadas y de calidad de servicio de los servicios escogidos DWDM SDH GSM IP VoIP SMS Análisis de la calidad de desempeño en tiempo real DWDM SDH GSM IP Análisis de la calidad de desempeño en tiempo diferido DWDM SDH GSM IP Medición de la calidad de los servicios escogidos VoIP SMS vi

7 CAPÍTULO 4: Requerimientos para establecer un Centro de Gestión de Desempeño de Telecomunicaciones Componentes generales de una plataforma informática de soporte de aplicaciones de gestión de desempeño Funciones generales Servicios de comunicación Servicios de bases de datos Integración de las aplicaciones Servicios de interfaz gráfica de usuario Gestión de la plataforma y de las aplicaciones Herramientas auxiliares de desarrollo Administración de la seguridad Requerimientos del sistema operativo, hardware y software Procesamiento de los datos de desempeño Presentación de los datos de desempeño Almacenamiento y análisis de datos de desempeño Requerimientos de la función de mediación Gestión de desempeño Requerimientos físicos del Centro de Gestión Diseño básico del sitio Sitios de trabajo Equipo informático Equipo de visualización (pantallas) Requerimientos administrativos del Centro de Gestión Perfil del personal requerido Organigrama básico Procedimientos fundamentales a utilizar CAPÍTULO 5: Conclusiones y recomendaciones BIBLIOGRAFÍA GLOSARIO ANEXOS Anexo A Acuerdo de nivel de servicio (SLA) Anexo B Archivo Alarm Status / Even Log formato CSV Anexo C Umbrales solicitados por el regulador en Costa Rica para servicios IP vii

8 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Las cuatro perspectivas del QoS Figura 1.2. Conceptos Calidad Funcionamiento UIT E Figura 2.1 Cuadro sinóptico del seguimiento de la QoS Figura 2.2 El modelo TMN Figura 2.3 El modelo gestor-agente Figura 3.1 Diagrama de extracción-adición de longitud de onda Figura 3.2 Velocidades de bps en PDH y SDH Figura 3.3 Sección y Trayecto en SDH Figura 3.4 Estructura de multiplexación SDH Figura 3.5 Arquitectura de sincronización Figura 3.6 Arquitectura de GSM Figura 3.7 Handoff Figura 3.8 Canales Lógicos GSM Figura 3.9 Capas de modelos OSI y TCP/IP Figura 3.10 Estructura de la RAI Figura 3.11 Arquitectura de VoIP Figura 3.12 Diagrama red SMS Figura 3.13 Contenido de un CDR Figura 3.14 Diagrama SMS Gateway Figura 3.15 Alcances de la Rec. UIT-T Y Figura 3.16 Modelo por capas de calidad de funcionamiento de servicio IP según la Recomendación UIT-T Y Figura 3.17 Eventos de transferencia de paquetes IP según la Recomendación UIT-T Y Figura 3.18 Descripción esquematizada de la variación del retardo de paquetes IP Figura Trayecto de referencia para el modelo de tráfico de paquetes IP según la Recomendación UIT-T Y Figura 3.20 Ventana de edición de umbrales de desempeño viii

9 Figura 3.21 TCA Fin de conteo de 0 5 para 15 min / 1 día Figura 3.22 TCA Intervalo de 15 min / 1 día Figura 3.23 Cómputo de datos de alarmas y registro de eventos Figura 3.24 Filtrado del registro de alarmas Figura 3.25 Muestra de gráfico de latencia en tiempo real, tomado de la pantalla del módulo de medición de desempeño del sistema de gestión Cisco Works LMS Figura 3.26 Muestra de gráfico de variación del retardo (jitter) por hora, tomado de la pantalla del módulo de medición de desempeño del sistema de gestión Cisco Works LMS Figura 3.27 Ventana de historial de desempeño Figura 3.28 Gráficos de historial de desempeño Figura 3.29 Parámetros ópticos de tarjeta OFA_2 desplegados en el EMS-XDM Figura 3.30 Parámetros ópticos de tarjeta OPM desplegados en el EMS-XDM Figura 3.31 Ventana del registro histórico de eventos Figura 3.32 Configuración del registro histórico de eventos Figura 3.33 Cómputo de datos de registro de eventos (Event Log) Figura 3.34 Filtrado del registro de eventos (Event Log) Figura 3.35 Arquitectura física del gestor INC-100MS Figura 3.36 Cuadro de diálogo para monitorización de PM de 15 minutos Figura 3.37 Cuadro de diálogo para monitorización de PM de 15 minutos Figura 3.38 Gráfico % Congestión TCH Figura 3.39 Gráfico Disponibilidad de Portadoras Figura 3.40 Gráfico Llamadas Caídas Figura 3.41 Gráfico Disponibilidad de Portadoras Figura 3.42 Ejemplo de campaña de medidas para la validación de despliegue Figura 3.43 Muestra de gráfico de retardo por hora, tomado de la pantalla del módulo de medición de desempeño del sistema de gestión Cisco Works LMS Figura 3.44 Muestra de gráfico de utilización del CPU, tomado de la pantalla del módulo de medición de desempeño del sistema de gestión Cisco Works LMS Figura 3.45 Esquema Conceptual del método PSQM Figura 3.46 Ajuste de parámetros para estimación de QoS ix

10 Figura 3.47 Programación de reportes del servicio VoIP Figura 3.48 Programación de reportes de alarmas del servicio VoIP Figura 3.49 Monitorización de párametros de servicio VoIP Figura 3.50 Gráfico 1: Detalle de SMS Transmitidos y Recibidos Figura 3.51 Gráfico 2: Mensajes recibidos y fallados para horas pico y normales Figura 3.52 Gráfico 3: Promedio de SMS Transmitidos 22 agosto Figura 3.53 Gráfico 4: SMS transmitidos para el año Figura 3.54 Gráfico 5: SMS Recibidos para el año Figura 3.55 Gráfico 6: SMS Fallados para el año Figura 4.1 Estructura computacional de un sistema de gestión Figura 4.2 Ejemplo de un Centro de Gestión Figura 4.3 Vista general de las pantallas desde los sitios de trabajo Figura 4.3 Descripción Profesional en Ingeniería Figura 4.4 Organigrama básico del departamento x

11 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2.1 Definiciones de QoS... 7 Tabla 2.2 Definiciones de calidad de funcionamiento de red Tabla 2.3 Matriz de ayuda para identificar los criterios de QoS Tabla 2.4 Lista de normas Tabla 2.5 Ejemplos de CPI Tabla 2.6 Definición de las categorías de calidad de transmisión vocal Tabla 3.1 Cuadro 3/G.692 Desviación de la frecuencia central en función de la separación de los canales Tabla 3.2. Objetivos provisionales para definiciones de clases de QoS y calidad de funcionamiento de redes IP según la Recomendación UIT-T Y Tabla 3.3 Aspectos de la Red IP que afectan la calidad de voz Tabla 3.4 Parámetros ETSI ( ) SMS Tabla 3.5 Umbrales de PM para un tributario VC Tabla 3.6 Umbrales para la Sección del Regenerador Tabla 3.7 Umbrales para contadores en MS/Line en tributarios STM-1 y OC Tabla 3.8 Umbrales de contadores para un tributario VC Tabla 3.9 Umbrales para contadores en un tributario E1 (2 Mbps) Tabla 3.10 Umbrales para contadores de error en un tributario E3 (34 Mbps) Tabla 3.11 Umbrales para contadores de rendimiento de un tributario DS Tabla 3.12 Umbrales de contadores de PM en un VC-12 (2 Mbps) Tabla 3.13 Valores por defecto de umbral de calidad de funcionamiento inaceptable para trayectos y secciones múltiplex de la jerarquía digital síncrona en un periodo fijo de 15 minutos Tabla 3.14 Valores de los límites de mantenimiento de los trayectos digitales en todos los niveles Tabla 3.15 Frecuencias y longitudes de ondas para los canales de la banda C utilizados por los equipos ECI Tabla 3.16 Escala de Calidad de Voz, método MOS Tabla 3.17 Definición de las categorías de Calidad de Transmisión Vocal xi

12 Tabla 3.18 Comparación entre Valor-R y MOS Tabla 3.19 Ejemplo de recopilación de indicadores utilizados para SMS, 1º de enero Tabla 3.20 Inconformidades de los clientes para el servicio SMS xii

13 NOMENCLATURA 3G ACSE API AS ASCII Third generation, Red Celular de Tercera Generación Application Control Service Element, Elemento de Servicio de Control de Aplicación Application Program Interface, Interfaz de Programación de Aplicaciones Application Server, Servidor de Aplicación American Standard Code for Information Interchange, Código Estadounidense Estándar para el Intercambio de Información ASN.1 Abstract Syntax Notation One, Notación Sintáctica Abstracta 1 ASR ATM AuC BBE BBER BCCH BER BSC BSS BTS CCH CCI Answer-to-seizure ratio, Tomas con respuesta Asynchronous Transfer Mode, Modo de Transferencia Asíncrona Authentication Centre, Centro de Autentificación Background Block Error, Error de bloque de fondo Background Block Error Rate, Tasa de errores de bloque de fondo Broadcast Control Channel, Canal de Control de Difusión Bit Error Rate, Tasa de errores en bits Base Station Controller, Estación Base de Control Base Station System, Sistema de Estación Base Base Station Transceiver, Estación Base de Transcepción Control Channel, Canal de Control Call Clarity Index, Claridad de llamada xiii

14 CDR CEI CMIP CORBA CPI db DTMF DWDM EB EDC EDFA EIR ES ESR ETNO etom Call Detail Reporting Comisión Electrotécnica Internacional Common Management Information Protocol, Protocolo Común de Información de Gestión Common Object Request Broker Architecture, Arquitectura de Intermediario de Petición de Objeto Común Comparable Performance Indicators, Indicadores de calidad comparables Decibelio Dual-Tone Multi-Frequency, Multifrecuencia de doble tono Dense wavelength Division Multiplexing, Multiplexación por división en longitudes de onda densas Errored Block, Bloque con errores Error Detection Code, Códigos de detección de errores Erbium Doped Fiber Amplifier, Amplificador de fibra dopada con Erbio Equipment Identity Register, Registro de Identificación de Equipo Errored Second, Segundo con errores Errored Second Ratio, Tasa de segundo con errores The European Telecommunications Network Operators Association, Asociación Europea de Operadores de Redes de Telecomunicaciones enhanced Telecom Operations Map, Mapa de Operaciones de Telecomunicación Mejorado xiv

15 ETSI FOM FTAM FWM GK GPS GSM GUI GW HLR HTML ICE ICMP IDL IETF INMD European Telecommunications Standardization Institute, Instituto Europeo de Normas de Telecomunicación Figure of merit, Factores de calidad File Transfer Access and Management, Gestión y Acceso de Transferencia de ficheros Four Wave Mixing, Mezclado de cuatro ondas Gatekeepers, Guarda portal inteligente Global Positioning System, Sistema de Posicionamiento Global Global System for Mobile communications, Sistema Global para las Comunicaciones Móviles Graphical User Interface, interfaz gráfica de usuario Gateway, Puerta de Enlace Home Location Register, Registro Ubicación Local HyperText Markup Language, Lenguaje de Marcaje de Hipertexto Instituto Costarricense de Electricidad Internet Message Control Protocol, Protocolo de Mensajes de Control de Internet Interface Definition Language, Lenguaje de Definición de Interfaz Internet Engineering Task Force, Grupo de Trabajo en Ingeniería de Internet In-service Non-intrusive Measurement Device, Dispositivos de Medición no intrusiva en servicio INTUG The International Telecommunications Users Group, Grupo Internacional de Usuarios de Telecomunicaciones xv

16 IP IPDR IPDV IPER IPLR IPTD ISO ISP IVR KPI KQI LAN LOS MOS MS MSC MTNM NE NER Internet Protocol, Protocolo Internet IP packet discard rate, Tasa de descarte de paquetes IP IP packet delay variation, variación del retardo de paquetes de protocolo Internet IP packet error ratio, Tasa de errores en los paquetes IP IP packet loss ratio, Tasa de pérdida de paquetes IP IP packet transfer delay, retardo o latencia de transferencia de paquetes de protocolo Internet Organización Internacional de Normalización Internet Service Provider, proveedor de servicio Internet Interactive Voice Response, Respuesta de Voz Interactiva Key Performance Indicator, indicador clave de desempeño Key Quality Indicator, indicador clave de calidad Local Area Network, Red de Área Local Loss of Signal, Pérdida de Señal Mean Opinion Store, Nota Media de Opinión Mobile Station, Estación Móvil Mobile Switching Center, Centro de Conmutación Móvil Multi-Technology Network Management, Gestión de red multitecnología Network Element, elemento de red Network Effectiveness Ratio, Tasa de eficacia de red xvi

17 NSS Network and Switching Subsystem, Subsistema de Red y Conmutación OADM OBS ODBC OMG OSI OSNR OSS OSS OTA PAMS PDD PDH PESQ PGAD PM PSQM Optical add-drop multiplexer, Multiplexores ópticos de añadidoextracción Optical Burst Switching, Conmutación de Ráfagas Ópticas Open Database Connectivity, Conectividad abierta de bases de datos Object Management Group, Grupo de gestión de objetos Open System Interconnection, Interconexión de Sistemas Abiertos Optical Signal Noise Ratio, Relación óptica señal/ruido Operations support systems, Sistemas de soporte de operaciones Operations Support Sub-System, en la arquitectura de red GSM Over The Air, sobre el aire Perceptual Analysis/Measurement System, Sistema de Medición de Análisis Perceptivo Post Dialling Delay, Demora después de marcar Plesynchronous Digital Hierarchy, Jerarquía Digital Plesiócrona Perceptual Evaluation of Speech Quality, Evaluación de la Percepción de la calidad de voz Post Gateway Answer Delay, Demora de respuesta después de la pasarela Performance Management, Gestión del desempeño Perceptual Speech Quality Measurement, Medición de Percepción de la calidad de voz xvii

18 PSTN QoS QUEST RAI RBS RDSI Public Switched Telephone Network, Red Telefónica Pública Conmutada Quality of Service, Calidad de Servicio Quality Excellence for Suppliers of Telecommunications, Foro Calidad de excelencia para suministradores de telecomunicaciones Red Avanzada de Internet, del ICE Radio Base Station, Estación de Radio Base Red Digital de Servicios Integrados RGT o TMN Telecommunication Management Network, Red de Gestión de Telecomunicaciones ROADM ROSE RPC SDCCH SDH SES SESR SIM SLA o ANS SMS SMSC Reconfigurable optical add drop multiplexer, Multiplexor ópticos de añadido-extracción reconfigurable Remote Operations Service Element, elemento de servicio de operaciones a distancia Remote Procedure Call, llamada de procedimiento a distancia Stand-alone Dedicated Control Channel, Canal de Control Dedicado Synchronous Digital Hierarchy, Jerarquia Digital Síncrona Severely Errored Second, Segundo con muchos errores Severely Errored Second Ratio, Tasa de segundo con muchos errores Subscriber Identity Module, Módulo de Identidad de Suscriptor Service Level Agreement, Acuerdo de nivel de servicio Short Message Service, Servicio de Mensajería Corta Short Message Service Center, Centro de Servicio de Mensajería Corta xviii

19 SNMP SQL STM TAM TCA TCH TCP TDM TDMA TL Simple Network Management Protocol, Protocolo Simple de Administración de Red Structured Query Language, Lenguaje de consulta estructurado Synchronous Transmition Module, Modulo de Transmisión Síncrono Telemanagement Forum Telecom Applications Map, Mapa de Aplicaciones de Telecomunicaciones del TMF Threshold Crossing Alarms, Alarmas de cruce de umbral Traffic Channel, Canal de Tráfico Transport Control Protocol, Protocolo de Control de Transporte Time Division Multiplexing, Multiplexación por división en el tiempo Time division multiple access Telecommunication Leadership, Dirección de telecomunicación TL1 Transaction Language 1, Lenguaje de Transacción 1 TMF TMN Telemanagement Forum, Foro de Gestión de Telecomunicaciones Telecommunications Management Network, Red de Gestión de Telecomunicaciones TOM Telecom Operations Map, Mapa de Operaciones de Telecomunicación UAS UIT/ITU Unavailable Seconds, Segundos no disponible Internacional Telecommunication Union, Unión Internacional de Telecomunicaciones UIT-T/ITU-T The Telecommunications Standardization Sector, Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la UIT VLR Visitor Location Register, Registro de Ubicación Visitante xix

20 VoIP VQmon WAN XML Voice-over-Internet Protocol, Voz sobre IP Voice Quality Monitoring, Monitorización de Calidad de Voz Wide Area Network, red de área extensa extensible Markup Language, Lenguaje de Marcaje Extensible xx

21 RESUMEN La presente memoria de graduación tiene como objetivo la conceptualización y diseño de un centro que efectúe de forma integrada, la supervisión y gestión de la calidad de funcionamiento de la red de telecomunicaciones del ICE, tomando en cuenta las recomendaciones internacionales y las características particulares de cada una de las tecnologías. Al desarrollar este tema se realizó una investigación general sobre los principales estándares internacionales que definen la calidad de servicio en una red, para las diversas tecnologías y servicios existentes. Seguidamente, se seleccionaron cuatro tecnologías (DWDM, SDH, IP, GSM) y dos servicios (VoIP y SMS); para obtener información más detallada sobre las principales recomendaciones en materia de gestión de calidad de desempeño y calidad de servicio, y al mismo tiempo dar diversidad en el tipo de redes analizadas. En la mayoría de los casos se utilizaron los estándares internacionales para los indicadores de calidad y sus respectivos umbrales para los servicios, sin embargo en algunas ocasiones estos indicadores no eran medidos por el ICE y se tomaron otros valores representativos para el análisis de la calidad. Para establecer la forma en que se supervisará el funcionamiento de la red y la prestación de los servicios se describen alarmas de calidad de desempeño que brindan los equipos, directamente de los OSS, para obtener datos reales y concretos de los sistemas en la red. El fin de esto fue buscar su integración bajo una misma plataforma, basándose en las recomendaciones sobre gestión de red de telecomunicaciones de la UIT. Al finalizar este análisis, se detallan las principales consideraciones y recomendaciones que se deben tomar en cuenta para el diseño del Centro de Gestión de Desempeño de la Red en el ICE, no solo incluyendo detalles de las herramienta de gestión sino también sobre personal, estructura física y organización necesarios. Finalmente, se puede concluir que los sistemas de gestión superior deben satisfacer características óptimas de interoperabilidad entre las aplicaciones y las redes gestionadas, proporcionando seguridad, agilidad de uso y acceso a la información, estando orientado a la detección de degradaciones que puedan generar afectaciones presentes y futuras en los servicios. xxi

22 CAPÍTULO 1: Introducción 1.1 Justificación En la actualidad, los operadores de servicios de telecomunicaciones deben poseer una gestión integral del desempeño de sus redes, para obtener así mayores ventajas competitivas. Es necesario entonces contar con herramientas y mecanismos estandarizados de control de calidad de funcionamiento y de servicio (Quality of Service, QoS), que permitan ofrecer y vigilar el rendimiento de distintos niveles de calidad de servicio y que propicien formas más certeras y efectivas de anticipar fallas. Es por ello que el ICE (Instituto Costarricense de Electricidad), como principal ente gestor de las telecomunicaciones en Costa Rica y frente a la eventual ruptura de su monopolio, se ve en la necesidad de unificar la gestión de las diversas tecnologías instaladas actualmente y de las que desarrolle a futuro, para poder brindar un servicio que le permita competir a la altura de las exigencias internacionales como parte de un modelo de gestión de calidad. Actualmente, no se dispone de mecanismos científicos formales y estandarizados para llevar a cabo un control y medición de parámetros de calidad de funcionamiento de las distintas tecnologías con que cuenta el ICE. Mediante la realización de este trabajo, se pretende constituir un diseño que pueda ser utilizado como modelo de referencia para el establecimiento de un Centro de Gestión del Desempeño de las Redes de Telecomunicaciones del ICE, que logre obtener información de desempeño de diversas redes y servicios, de forma integral y en tiempo real. Para esto, es necesario evaluar diversos parámetros de operación de las redes y llevar a cabo un estudio de los principales aspectos funcionales involucrados en la monitorización, 1

23 2 medición y evaluación de los diversos niveles de calidad de servicio. Estas categorías de servicio pueden ser fundamentadas en aras del cumplimiento de necesidades meramente técnicas o para el agrupamiento de distintas clases de calidad de servicio según los requerimientos de los clientes. Al incorporar métodos de medición y supervisión que permitan detectar degradaciones y prevenir la aparición de fallas, se logra un avance importante en el mejoramiento del servicio brindado, lo cual se ha convertido en un aspecto crítico, especialmente en estos tiempos de alta competitividad, avance tecnológico y estructuración de negocios orientada hacia las necesidades del cliente. Contar con herramientas y mecanismos estandarizados de control de calidad de funcionamiento (para las diferentes tecnologías de telecomunicaciones con las que cuenta el ICE actualmente o con las que contaría en un futuro cercano), que permitan ofrecer a los clientes calidad de servicio y brinden además una forma más efectiva de predicción de posibles fallas en las redes y por ende en los servicios, motiva a formar un equipo de profesionales del área de telecomunicaciones, que desarrolle y diseñe así un modelo de gestión de desempeño en el Instituto Costarricense de Electricidad. 1.2 Objetivos Objetivo general Conceptualizar y diseñar un Centro donde se efectúe de forma integrada, la supervisión y gestión de la calidad de funcionamiento de la Red de Telecomunicaciones del ICE, tomando en cuenta las recomendaciones internacionales y las características particulares de las tecnologías que la componen.

24 Objetivos específicos 1. Investigar y estudiar la normativa en calidad de funcionamiento para redes de telecomunicaciones así como el modelo de gestión de telecomunicaciones TMN de la UIT. 2. Investigar y estudiar los parámetros y umbrales establecidos internacionalmente para la aplicación de evaluaciones y análisis de desempeño de redes de telecomunicaciones clasificados por tecnología. 3. Conocer las técnicas y métodos existentes utilizables para la obtención de los parámetros para la medición de la calidad de funcionamiento brindado por las redes de telecomunicaciones por tecnología. 4. Diseñar los modelos de reporte más recomendables para evaluar la calidad de desempeño de la red por tecnología y determinar el uso que se le debe dar por parte de la administración para el análisis de calidad de la red en tiempo diferido. 5. Identificar las alarmas de calidad que brindan los equipos de telecomunicaciones por tecnología y determinar la forma en que pueden ser recolectadas con el fin de poder supervisar el desempeño de la red en tiempo real. 6. Determinar los requerimientos para integrar las alarmas de calidad de funcionamiento de las diversas tecnologías de telecomunicaciones haciendo uso del modelo Red de Gestión de Telecomunicaciones TMN de la UIT. 7. Diseñar y definir los requisitos básicos de recursos humanos, inmobiliarios e informáticos para la puesta en operación de un Centro de Gestión de Desempeño capaz de soportar las funciones establecidas.

25 4 8. Implementar un documento que sirva de guía al ICE para el establecimiento de un Centro de Gestión de Calidad de Desempeño de la Red que unifique las distintas tecnologías brindadas por esta institución. 1.3 Metodología Se recopilará información acerca de las principales normativas existentes en materia de gestión de calidad de desempeño y calidad de servicio para las diversas redes que conforman el SNT, con el fin de formar un marco de referencia sobre el cual fundamentar el análisis. Como parte de este proceso, se tomarán en consideración estándares internacionales que contemplen parámetros y umbrales para la evaluación y el análisis del desempeño, propuestos por organizaciones internacionales como IETF y UIT. Seguidamente se debe estudiar las metodologías de los diversos proveedores a nivel mundial tales como norteamericanos, europeos y orientales, para analizar cómo realizan la supervisión de sus redes de telecomunicaciones y como la integran a la operación, administración y mantenimiento de las mismas. Tomando en cuenta los parámetros considerados, se hará una elección de los más representativos y sus rangos de valores aceptables, según lo considerado por las fuentes consultadas y su capacidad de ajuste a las características de las redes del ICE. Se realizará un estudio y clasificación de los métodos de medición de la calidad de servicio, mediante criterios de factibilidad, funcionalidad, soporte, adaptabilidad, utilidad, simplicidad y desempeño, con base en el conocimiento de la configuración de las redes y

26 5 las necesidades estratégicas de la Institución, planteadas en función de las exigencias del mercado. Será indispensable diseñar los tipos de reporte más útiles que permitirán una mejor toma de decisiones, basado en los análisis de desempeño en tiempo diferido. Igualmente, se hará un estudio de las alarmas de calidad de desempeño que brindan los equipos, con el fin de buscar su integración bajo una misma plataforma. Lo anterior basado en la normativa sobre gestión de red de telecomunicaciones de la UIT. Esta parte pretende establecer la forma en que se supervisará el desempeño de la red en tiempo real. Una vez documentada y sintetizada esta información, se procederá a redactar un documento que detalle las principales consideraciones y recomendaciones que se deben de tomar en cuenta para el diseño del Centro de Gestión de Desempeño de la Red en el ICE. Asimismo, se utilizarán estos resultados para determinar, de manera general, un diseño con los requerimientos básicos en cuanto a recursos humanos, inmobiliarios e informáticos necesarios para la puesta en operación de un Centro de Gestión de Desempeño de la Red capaz de albergar y soportar las funciones establecidas.

27 CAPÍTULO 2: Fundamentos sobre calidad de servicio en telecomunicaciones y la red de gestión de telecomunicaciones 2.1 Fundamentos sobre calidad de servicio de la red de telecomunicaciones Hoy en día el tema de la calidad de servicio es muy investigado y aplicado en diversos campos, debido a su notoria importancia dentro de los aspectos que permiten delimitar los niveles óptimos de los servicios que se ofrecen por parte del proveedor y cómo son percibidos por el usuario. En los últimos años la calidad de servicio (QoS) ha pasado a tener un papel sumamente importante, como soporte para las aplicaciones novedosas, las cuales en su mayoría funcionan en tiempo real y miden su desempeño tomando en cuenta la disponibilidad del servicio a los usuarios y la calidad con que es brindado. Anteriormente este término era empleado solamente en sistemas de telecomunicaciones basados en conmutación de circuitos, pero ahora se ha ido incorporando paulatinamente en los servicios basados en conmutación de paquetes, tales como IP. Por esta razón, se ha generalizado el diseño de redes y sistemas que tengan en cuenta la calidad de funcionamiento de extremo a extremo. Sin embargo, es muy común que el término QoS no esté bien definido, se utilice sin mucho rigor o lo que es peor que sea mal utilizado [42]. 6

28 Calidad de servicio y calidad de funcionamiento de la red Es de vital importancia definir los conceptos básicos que se deben tomar en cuenta para el desarrollo y estudio de una red de gestión, entre ellos los que se encuentran relacionados con calidad de servicio y calidad de funcionamiento de la red. Esta definición facilitará la comprensión adecuada que permita identificar y analizar su aplicación en una red de servicios de telecomunicación. Como referencia, se puede citar la Rec. UIT E.800 que define QoS como: El efecto global del rendimiento de un servicio que determina el grado de satisfacción de un usuario de un servicio. Por otra parte, la norma ISO 9000 define la calidad como el "grado en que un conjunto de características inherentes satisfacen los requisitos" [42]. Es muy importante diferenciar entre los términos calidad de servicio y calidad de funcionamiento ; por un lado calidad de servicio hace referencia a la percepción de calidad que tiene el cliente, es decir una valoración subjetiva que está ligada a lo que el usuario espera recibir del servicio; mientras que calidad de funcionamiento de la red viene dada por la calidad de desempeño obtenida de los distintos elementos de la red, o sea de la red como un todo. En el siguiente cuadro se recopilan algunas de las definiciones QoS y su respectiva referencia en documentos normativos de UIT. Tabla 2.1 Definiciones de QoS [42] Número Definición de QoS Referencias 1 Este atributo viene descrito por un grupo de subatributos específicos, I.140 por ejemplo: fiabilidad del servicio, disponibilidad del servicio. 2.1 El efecto global de la calidad de funcionamiento de un servicio que determina el grado de satisfacción de un usuario de un servicio. E.800/2101

29 8 Tabla 2.1 Definiciones de QoS [42] Número Definición de QoS Referencias NOTA 1 La calidad de servicio se caracteriza por el efecto combinado de la logística del servicio, la facilidad de utilización de un servicio, la servibilidad de un servicio, la calidad de funcionamiento de la seguridad del servicio y otros factores específicos de cada servicio. NOTA 2 El término "calidad de servicio" no se utiliza para expresar un grado de perfección en sentido comparativo ni en un sentido cuantitativo para evaluaciones técnicas. 2.2 Es el efecto colectivo de la actuación del servicio que determina el E.726 grado de satisfacción de un usuario del servicio. NOTA 3 La calidad de servicio se caracteriza por los aspectos combinados de actuación en cuanto al soporte del servicio, la actuación en cuanto a la operabilidad del servicio, la actuación en cuanto a la aptitud para prestar el servicio, la actuación en cuanto a la seguridad de servicio y otros factores específicos de cada servicio. 2.3 Efecto colectivo de diversos aspectos del funcionamiento del servicio que determinan el grado de satisfacción de un usuario del servicio. NOTA La calidad de servicio se caracteriza por aspectos combinados del soporte del servicio, la operabilidad del servicio, la integridad del servicio y otros factores específicos de cada servicio. J.145 M.60/3018

30 9 Tabla 2.1 Definiciones de QoS [42] Número Definición de QoS Referencias 3 Un conjunto de requisitos de calidad que debe cumplir el X.902 comportamiento colectivo de uno o más objetos. En cuanto a la calidad de servicio puede proceder de dos maneras: se puede especificar en un contrato, o medirla e informar sobre ella después del evento. La calidad de servicio puede ser parametrizada. NOTA La calidad de servicio comprende características tales como la velocidad de transferencia de información, retardo en las memorias intermedias la probabilidad de corte de la comunicación, la probabilidad de fallo de sistema, la probabilidad de fallo de almacenamiento, etc. 4 Información enviada hacia adelante para indicar la clase de calidad de Q.2762 servicio solicitada por el usuario para una conexión. Se definen clases de calidad de servicio para permitir que una red optimice recursos para el soporte de diversas clases de servicios. 6 Conjunto de valores asociados con los siguientes parámetros de F.811 calidad de funcionamiento ATM: tasa de pérdida de información de extremo a extremo, retardo de transferencia de células de extremo a extremo, variación del retardo de información de extremo a extremo. 13 Cualquier variable de la calidad de funcionamiento (como la congestión, el retardo, etc.) que percibe un usuario. NOTA Véase en la Rec. UIT-T E.800 una descripción de las relaciones entre factores de la calidad de servicio. E.600 También con frecuencia se utiliza el concepto de calidad de funcionamiento de red para definir y describir la QoS. En el cuadro 1.2 se indican las diferentes definiciones de calidad de funcionamiento de red que hay en el UIT-T.

31 10 Tabla 2.2 Definiciones de calidad de funcionamiento de red [42] Número Definición de calidad de funcionamiento de red Referencias 1 Calidad de funcionamiento de una porción de una red de E.417 telecomunicaciones, que se mide entre un par de interfaces redusuario o red-red utilizando parámetros de calidad de funcionamiento objetivamente definidos y observados. 2 Aptitud de una red o parte de la red para ofrecer las funciones correspondientes a las comunicaciones entre usuarios. NOTA 1 La calidad de funcionamiento de la red se aplica a la planificación, desarrollo, operaciones y mantenimiento por el proveedor de la red, y es la parte técnica detallada de la QoS, excluida la logística del servicio y los factores humanos. NOTA 2 La calidad de funcionamiento de la red es la principal influencia en la servibilidad. NOTA 3 Las medidas de calidad de funcionamiento de la red son significativas para los proveedores de la red y cuantificables en la parte de la red a la que se aplican. Las medidas de calidad de servicio sólo son cuantificables en un punto de acceso al servicio. NOTA 4 Corresponde al proveedor de la red combinar los parámetros de calidad de funcionamiento de la red de manera que se atiendan las exigencias económicas del proveedor de la red y la satisfacción del usuario. E. 726 E. 800 De lo anterior se puede inferir que ambos conceptos están estrechamente ligados en tanto a que en cierta medida, el grado de QoS que puede generarse en un cliente se ve afectado por la calidad de funcionamiento de la red que brinda el servicio en cuestión. De ahí que la QoS no solo es determinada por los parámetros de medición técnica propios del

32 funcionamiento de la red, sino también por la valoración subjetiva que realice el cliente de la calidad en relación con lo que él mismo espera. 11 Dentro del marco que comprenden las distintas instituciones que intervienen en el desarrollo, investigación y normalización de la QoS, las cuales se citarán más adelante, se encuentra la UIT-T, la cual plantea una serie de recomendaciones relacionadas al tema, en particular la Rec. UIT-T G.1000 [53], que propone un camino "de menor a mayor detalle" que va desde una definición general de la calidad a un desglose funcional de todos los componentes de la calidad de servicio (la matriz de definición de QoS del ETR 003 del ETSI), pasando por la definición de QoS (Rec. UIT-T E.800 [44] ) y de calidad de funcionamiento de la red (Recs. UIT-T I.350 [54] e Y.1540 [68] ). También se presentan cuatro puntos de vista acerca de la QoS que hacen que las definiciones y marco general tengan sentido para todos: usuarios, fabricantes, operadores de red, proveedores de servicio, etc. En ETSI ETR 003 se presenta un método que pretende determinar la relación entre las funciones de un servicio que afectan a las aplicaciones y los diversos criterios de evaluación de la calidad con que se ejecutan dichas funciones, en el que se basa la matriz de ayuda de la Rec. UIT-T G.1000 para calcular los criterios de calidad de un servicio de telecomunicaciones [42] :

33 CALIDAD DE CONEXIÓN GESTIÓN DE SERVICIO 12 Tabla 2.3 Matriz de ayuda para identificar los criterios de QoS [42] Criterio de calidad de servicio VELOCIDAD PRECISIÓN DISPONIBILIDAD FIABILIDAD SEGURIDAD SIMPLICIDAD FLEXIBILIDAD Función de servicio 1 Actividades de ventas y precontrato 2 Prestación 3 Alteración 4 Soporte de servicio 5 Reparación 6 Interrupción 7 Establecimiento de conexión 8 Transferencia de información 9 Liberación de conexión 10 Facturación 11 Gestión de red/servicio por el usuario Esta matriz puede servir para identificar los criterios de QoS de cualquier tipo de servicio en telecomunicaciones, a partir de los cuales se pueden definir los parámetros respectivos y fijar los objetivos de calidad de funcionamiento correspondientes. Hay cuatro maneras de ver los criterios de calidad que figuran en el cuadro anterior, ya sea como: requisitos de QoS del cliente, QoS planificada por el proveedor, QoS alcanzada o encuestas de evaluación de QoS entre clientes. Un marco de QoS que sea lo

34 suficientemente útil y práctico para ser ampliamente utilizado por la industria, debe tener sentido desde estas cuatro perspectivas. 13 La UIT propone un marco de QoS que a continuación se detalla; este pretende ser práctico y sencillo. Figura 1.1 Las cuatro perspectivas del QoS [42] De esta manera se observa claramente como se forma un ciclo de calidad entre el cliente y el proveedor de servicio y como las partes y los criterios se encuentran interrelacionados Conceptos Básicos Desde el punto de vista de la red, la calidad ofrecida es el resultado de las prestaciones ofrecidas por cada una de las partes implicadas; esto es, los terminales, la red de acceso, la red de transporte (core) y los servicios. La siguiente figura (conceptos de calidad de funcionamiento) se presta como un

35 marco destinado a proporcionar una guía general de los factores que contribuyen colectivamente a la calidad de servicio global 14 Figura 1.2. Conceptos Calidad Funcionamiento UIT E.800 [42] elementos: La calidad de funcionamiento del servicio viene definido por los siguientes

36 15 la logística la facilidad de utilización la servibilidad la seguridad Todos ellos dependen de las características de la red, no obstante, la servibilidad es la más afectada. Esta se subdivide a su vez en tres términos: accesibilidad del servicio, retenibilidad del servicio, integridad del servicio. La servibilidad depende de la aptitud para cursar tráfico y de los factores de la misma que intervienen, recursos y facilidades, seguridad de funcionamiento y calidad de transmisión. La aptitud para cursar tráfico se describe en términos de pérdidas y demoras. La seguridad de funcionamiento comprende los aspectos combinados de disponibilidad, fiabilidad, mantenibilidad y logística de mantenimiento, y se refiere a la aptitud de un elemento para encontrarse en estado de realizar una función requerida. Finalmente, la característica de propagación se refiere a la aptitud del medio de transmisión para transmitir la señal dentro de las tolerancias deseadas. Todos los conceptos de la calidad de funcionamiento citados pueden referirse a un instante de tiempo (instantáneos) o expresarse como valor medio para un intervalo de tiempo. Se tiene dos definiciones de Calidad de Funcionamiento que son de vital importancia

37 16 Calidad de Servicio (Quality of Service) El efecto global de la calidad de funcionamiento de un servicio que determinan el grado de satisfacción de un usuario de un servicio. Es importante agregar a esta definición que la calidad de servicio se caracteriza por el efecto combinado de la logística del servicio, la facilidad de utilización de un servicio, la servibilidad de un servicio, la calidad de funcionamiento de la seguridad del servicio y otros factores específicos de cada servicio. Este término no se utiliza para expresar un grado de perfección en sentido comparativo ni en un sentido cuantitativo para evaluaciones técnicas. Calidad de funcionamiento de la red (network performance) Aptitud de una red o parte de la red para ofrecer las funciones correspondientes a las comunicaciones entre usuarios. La calidad de funcionamiento de la red se aplica a la planificación, desarrollo, operaciones y mantenimiento por el proveedor de la red, y es la parte técnica detallada de la QoS, excluida la logística del servicio y los factores humanos. Las medidas de calidad de funcionamiento de la red son significativas para los proveedores de la red y cuantificables en la parte de la red a la que se aplican. Servibilidad del servicio Aptitud de un servicio para ser obtenido cuando lo solicite el usuario y para continuar siendo prestado sin degradaciones excesivas y con la duración deseada, dentro de las tolerancias y demás condiciones especificadas. Accesibilidad del servicio

38 17 Aptitud de un servicio para ser obtenido, con las tolerancias y demás condiciones especificadas, cuando lo solicite el usuario. Tiene en cuenta las tolerancias de transmisión y los efectos combinados de la característica de propagación, de la aptitud para cursar tráfico y de la disponibilidad de los sistemas correspondientes. Retenibilidad del servicio Aptitud de un servicio para que, una vez obtenido, continúe siendo prestado en condiciones determinadas durante el tiempo deseado. Depende de las tolerancias de transmisión, la característica de propagación y la fiabilidad de los sistemas correspondientes. Integridad del servicio Grado en que un servicio, una vez obtenido, se presta sin degradaciones excesivas. Disponibilidad Aptitud de un elemento para hallarse en estado de realizar una función requerida en un instante determinado o en cualquier instante de un intervalo de tiempo dado, suponiendo que se facilitan, si es necesario, los órganos externos. Depende de aspectos combinados de la fiabilidad, de la mantenibilidad y de la logística de mantenimiento de un elemento Organizaciones Internacionales Como se mencionó anteriormente, los aspectos particulares y generales de la calidad de servicio son tratados por muchas organizaciones europeas e internacionales de normalización tales como: ISO, CEI, UIT, ETSI, etc.; instituciones de investigación como: Eurescom; y otras organizaciones de fabricantes, proveedores de servicios y consumidores

39 18 relacionadas con las telecomunicaciones como: IETF, INTUG, ETNO, QuEST Forum, entre otras. Seguidamente se detallan algunas de estas organizaciones más importantes en el desarrollo de normas y definiciones de QoS. ISO (International Organization for Standardization) Tiene como objetivo publicar normas internacionales que faciliten el desarrollo de productos y servicios en todo el mundo. Colabora estrechamente con la CEI (Comisión Electrotécnica Internacional) y con el UIT-T (Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la UIT). Junto con este último, publica normas comunes, cuyo texto es idéntico, pero que conservan su propia nomenclatura. La serie de normas EN ISO 9000:2000 es la más importante que ha publicado esta organización en el campo de la gestión de la calidad. CT 56 de la CEI (Dependability Technical Committee) Trata sobre aspectos de fiabilidad de productos y servicios electrotécnicos y electrónicos. Emite normas que también se aplican en el campo de las telecomunicaciones y que, en principio, tienen que ver con la clasificación de fallos, el procesamiento de datos estadísticos y la organización del mantenimiento. UIT-T (Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones) Los Miembros del UIT-T son: los gobiernos, las administraciones nacionales de telecomunicaciones y las empresas de explotación reconocidas, los fabricantes de equipos, los proveedores de servicios, las organizaciones científicas e industriales, y las asociaciones de defensa de los consumidores. El trabajo de este Sector se organiza en Comisiones de Estudio (CE), que a su vez se dividen en Grupos de Trabajo. Actualmente, hay cinco CE

40 trabajando en temas relacionados con la calidad de servicio, entre las cuales la CE 12 es la Comisión de Estudio Rectora en asuntos de QoS. 19 Instituto Europeo de Normas de Telecomunicación o ETSI Las normas del ETSI (European Telecommunications Standardization Institute) han influido alrededor de todo el mundo aunque por definición su zona de influencia sea el continente europeo. Sus actividades van enfocadas a la normalización de las telecomunicaciones, incluyendo las radiocomunicaciones, la radiodifusión y las tecnologías de la información. Foro Calidad de excelencia para suministradores de telecomunicaciones o QuEST (Quality Excellence for Suppliers of Telecommunications) Forum Esta formado por las principales compañías de telecomunicaciones del mundo, tiene como objetivos: establecer los requisitos y los métodos de medición especiales de calificación de las telecomunicaciones, como se resume en el Manual TL 9000 (TL, telecommunication leadership, dirección de telecomunicación); formar auditores que evalúen y certifiquen, basándose en la norma TL 9000, los sistemas de gestión de calidad de los fabricantes, los operadores y los proveedores de servicios de telecomunicaciones; y para calificar y autorizar algunas organizaciones de registro, dotándolas de los medios necesarios para acreditar organismos de certificación. TL 9000 es un sistema multinivel, cuya base es la norma ISO 9000:2000: los requisitos generales de telecomunicaciones descansan en ella. Luego, vienen los niveles, en su orden, de requisitos de soporte físico, soporte lógico y servicios. Y, por encima de todo, están las mediciones y métodos de medición necesarios para el control de los requisitos de calidad. El Manual TL 9000 consta de dos volúmenes, el primero dedicado a los requisitos de calidad y el segundo a las mediciones de ésta.

41 20 En el siguiente cuadro figuran las normas publicadas por varias organizaciones que trabajan en aspectos relativos a la QoS: Tabla 2.4 Lista de normas [42] ISO UIT-T Norma EN ISO 9000:2000 EN ISO 9001:2000 EN ISO 9004:2000 Rec. UIT-T G.109 Rec. UIT-T G.1000 Rec. UIT-T G.1010 Rec. UIT-T Y.1541 Título Quality management systems. Fundamentals and vocabulary Quality management systems. Requirements Quality management systems. Guidelines for performance improvements Definición de las categorías de calidad de transmisión vocal Calidad de servicio de las comunicaciones: Marco y definiciones Categorías de calidad de servicio para los usuarios de extremo de servicios multimedia a cual servicio nos referimos en este caso? Objetivos de calidad de funcionamiento de red para servicios basados en el protocolo Internet

42 21 Tabla 2.4 Lista de normas [42] ETSI Norma EG EG EG EG EG EG EG EG EG EG EG EG ETR 138 Título Objectives and principles for "traditional quality" telephone service Part 1: Introduction to objective comparison measurement methods for one-way speech quality across networks Part 3: Non-intrusive objective measurement methods applicable to networks and links with classes of services Speech transmission quality across multiple interconnected networks QoS parameters of voice telephony required under ONP Voice Telephony Directive 98/10/EC Part 1: Methodology for identification of parameters relevant to the Users Part 2: User-related parameters on a service specific basis Part 3: Template for Service Level Agreements (SLA) User-related QoS parameter definitions and measurements Part 1: General User-related QoS parameter definitions and measurements Part 2: Voice telephony, Group 3 fax and modem data services User-related QoS parameter definitions and measurements Part 3: QoS parameters specific to public land mobile networks (PLMN) User-related QoS parameter definitions and measurements Part 4: Internet Access Quality of service indicators for ONP of voice telephony and ISDN Parámetros de calidad de servicio, usos y medición A través de los parámetros de QoS es posible caracterizar el nivel de calidad de determinado aspecto de un servicio y, a fin de cuentas, la satisfacción de quien lo utiliza. Actualmente, se los utiliza para respaldar la formulación de contratos comerciales del tipo acuerdo de nivel de servicio (SLA, service level agreement) y ayudar en la verificación de su cumplimiento.

43 22 En cuanto a su determinación los parámetros de QoS, se pueden medir de forma objetiva o subjetiva. Los parámetros objetivos se derivan de la medición de atributos físicos de los circuitos, las redes y las señales; y suelen ser indicadores internos de la caracterización y mejora de la calidad de servicio. Los subjetivos resultan de la realización de encuestas de opinión de usuarios y se usan como indicadores externos, por ejemplo para la gestión de las relaciones con el cliente. Los indicadores de QoS pueden consistir en parámetros primarios determinados a partir de mediciones directas de características o eventos de llamada, como el ruido de circuito, la pérdida de trayecto de eco o la causa de liberación de señalización. De otra manera, también pueden calcularse mediante un conjunto de parámetros primarios, por ejemplo; cálculos estadísticos o modelos de opinión. La Rec. UIT-T I.350 realiza una categorización conceptual de los parámetros de QoS y calidad de funcionamiento en donde se define la orientación de servicio, efectos y percepciones del cliente por parte de la QoS y el enfoque relacionado con los elementos, señales, explotación y mantenimiento de y hacia lo interno de la red del proveedor por parte de la calidad de funcionamiento. Sin embargo pese a que los distintos parámetros por su naturaleza responden a diferentes utilidades, siempre mantienen una influencia directa o indirecta entre ellos, al punto que puede dicha influencia puede llegar a ser inversa. En esta recomendación también se presentan los parámetros genéricos y los específicos. Los primeros son clasificados basándose en tres funciones (de acceso, transferencia de información y desvinculación) y en tres criterios de calidad de funcionamiento (velocidad, precisión y seguridad), de donde se plantea una matriz 3x3 para la determinación de los estados de disponibilidad. Los específicos se pueden definir como producto de este marco genérico.

44 En el tema de la definición de parámetros de QoS, organismos como ETNO, ETSI, Foro QuEST y UE entre otros, proponen una serie de factores a considerar: 23 - Conviene que sean de fácil comprensión, útiles e importantes para el público. - Todos deben ser aplicables en el punto de terminación de red. - Es recomendable que sean verificables por organizaciones independientes, a través de mediciones directas o mediante auditorías de las de los operadores. - Se debería fijar su precisión a un nivel acorde con métodos de medición, disponibles y rentables. - Se diseñan tanto para su uso individual como en aplicaciones estadísticas. En el Reino Unido, los proveedores de servicios suelen utilizar indicadores de calidad comparables (CPI, comparable performance indicators), al punto de haber acordado, en el marco del Foro de la Industria de Telecomunicaciones, suministrar voluntariamente al regulador nacional (OFTEL), para que los publique, los valores de la QoS que logran alcanzar. Algunos ejemplos se indican en el cuadro siguiente: Tabla 2.5 Ejemplos de CPI [42] Actividades de Indicador de QoS objetivo telecomunicaciones Prestación de servicio Plazo de suministro de la conexión inicial, porcentaje de órdenes completadas antes de la fecha prevista o a tiempo Restauración/reparación Liberación de fallos notificados, antes de la fecha prevista o a tiempo Fiabilidad de servicio Cantidad de fallos notificados, número de usuarios afectados por una conexión interrumpida Indicador de QoS subjetivo Satisfacción con este parámetro Satisfacción con este parámetro Satisfacción con la fiabilidad del servicio

45 Parámetros y clases de QoS normalizados A continuación se hace referencia a algunas de las definiciones existentes para los parámetros o métricas, y las clases de QoS. Conexión con éxito de llamada Para cada intento de establecimiento de conexión o comunicación, el estado de éxito o fallo de dicho intento viene dado por el atributo código de compleción de la tasa de descarte de paquetes IP (IPDR, IP packet discard rate) que indica la razón del fallo, si lo hubiere. Para estimaciones más estadísticas se puede utilizar las definiciones presentes en las Recs. UIT-T E.425 y E.600 tales como la tasa de tomas con respuesta (ASR, answer-to-seizure ratio, # llamadas respondidas/ # llamadas muestra) y la tasa de eficacia de red (NER, network effectiveness ratio). En el caso de las redes basadas en el IP, cuyo funcionamiento difiere del de las tradicionales que se basan en la conmutación de circuitos, son necesarias nuevas definiciones para el "establecimiento con éxito de sesión" genérico. Retardo de conexión de llamada En las redes con conmutación de circuitos, el retardo de conexión de llamada se ha denominado como la demora después de marcar (PDD, post dialling delay), que es el periodo de tiempo entre el último dígito DTMF y el inicio de la señal de tono de llamada. Un nuevo método alternativo es el de demora de respuesta después de la pasarela (PGAD, post gateway answer delay), o lo que es lo mismo el intervalo de tiempo entre la toma de conexión troncal internacional y la supervisión de respuesta. Detalles de estas definiciones

46 se encuentran en las Recs. UIT-T E.600, E.437, E.431, y para retardo en conexiones RDSI en la Rec. UIT-T E Calidad conversacional y de voz Nivel de satisfacción de la calidad de la comunicación una vez establecida. Se ve afectada por parámetros como ruido, eco, volumen, retardo de transmisión y degradaciones. Algunas normas relacionadas se encuentran en las Recs. UIT-T G.107, G.108.2, G.109 y P.862. Evaluación subjetiva Las Recs. UTI-T P.800, P.801, P.831 y P.832 presentan las notas medias de opinión (MOS, mean opinion score) donde se asigna un puntaje a diferentes grados de calidad desde 1= mala hasta 5=excelente. Medición con un INMD En la Rec. UIT-T P.561 se define los alcances de los dispositivos de medidas en servicios no intrusitas y las metas de medición como nivel de ruido, pérdida de trayecto y degradación. INMD está diseñado para aplicaciones de mantenimiento es decir en servicio. La Rec. UIT-T P.562 indica como evaluar las mediciones realizadas con INMD. Índice de claridad de llamada El índice de claridad de llamada (CCI, call clarity index) permite establecer una correspondencia de los parámetros medidos con el INMD con las predicciones de las MOS.

47 26 El modelo E Es un modelo que permite simular los distintos factores combinados que intervienen en una transmisión para estimar la calidad de la conexión, la cual se calcula basándose en la relación señal-ruido, considerándose todas las fuentes de ruido y degradaciones que se puedan presentar. En la Rec. UIT-T G.107 se define este modelo, en la Rec. UIT-T G.108 se indica como aplicarlo y en la Rec. UIT-T G.109 se definen las categorías de calidad que se derivan de este método. Calidad de transmisión facsímil Los parámetros de QoS de transmisión de facsímil se definen en la Rec. UIT-T E.45x, en donde se especifican los factores de calidad (FOM, figure of merit) de transmisión basado en la estructura, velocidad máxima y errores de imágenes. Métricas comparativas para caminos alternos En la Rec. UIT-T E.437 se recomiendan métricas comparativas, útiles a la hora de comparar la calidad de funcionamiento de varios caminos desde un origen hasta el mismo destino, así como para evaluar la eficacia de los servicios ofrecidos por caminos directos o alternativos. La hipótesis básica consiste en que se realiza la comparación en el mismo par de grupos de usuarios de origen y destino, garantizando con ello los mismos comportamientos. Parámetros de característica de error La Rec. UIT-T G.821, presenta la especificación de los parámetros y características de error para conexiones digitales internacionales Nx64 kbit/s, 1 N 24 ó 31. Se definen los

48 27 eventos como: segundo con errores (ES, errored second) y segundo con muchos errores (SES, severely errored second), tasa de segundo con errores (ESR, errored second ratio) y tasa de segundo con muchos errores (SESR, severely errored second ratio); además se especifican objetivos de ESR < 0,08 y SESR < 0,002 para las conexiones RDSI internacionales. En la Rec. UIT-T G.826 se definen los parámetros y objetivos de característica de error para trayectos digitales internacionales que funcionan a una velocidad binaria superior a la velocidad primaria, incluyendo los casos de transmisión correspondientes a PDH, SDH y el basado en células. La Recomendación se fundamenta en un concepto de medidas basadas en bloque que utilizan códigos de detección de error propios de los trayectos, con lo que se simplifican las mediciones en servicio. De igual manera, en la Rec. UIT-T G.828 se proporcionan especificaciones para la característica de error a largo plazo en trayectos internacionales digitales y a velocidad binaria constante, que funcionan con la tecnología SDH. Parámetros de calidad de funcionamiento de redes IP En cuanto a parámetros para la evaluación de calidad de funcionamiento de redes IP se enlistan los siguientes: - Retardo de transferencia de paquete IP (IPTD, IP packet transfer delay) - Variación del retardo del paquete IP, o fluctuación de fase (IPDV, IP packet delay variation, o jitter) - Tasa de pérdida de paquetes IP (IPLR, IP packet loss ratio) - Tasa de errores en los paquetes IP (IPER, IP packet error ratio).

49 28 Las clases de QoS se han definido con miras a facilitar la gestión de dicha calidad en aplicaciones de servicio y comerciales. A continuación se presentan ejemplos de definiciones de clases de QoS establecidas por diferentes organizaciones de desarrollo de normas. Clases de QoS para la VoIP En la norma de la ETSI, TIPHON TS : "Definition of speech quality QoS classes", se dan recomendaciones para las clases de QoS en servicios de VoIP por banda estrecha (4 = alta, 3 = media, 2 = aceptable, y 1 = mejor servicio posible/sin garantía) en términos del factor de determinación de índices de transmisión, R, la calidad vocal (equivalentes de la bien conocida calidad de códec-vocal) y el retardo extremo a extremo. No hace mucho se añadió una nueva clase de QoS para el servicio de voz por banda ancha. Directrices en materia de clases de QoS En la Rec. UIT-T Y.1541 "Objetivos de calidad de funcionamiento de red para servicios basados en el protocolo Internet" se definen seis clases de QoS para el IP, basándose en aplicaciones, mecanismos de nodo y técnicas de red. Para cada clase, se definen objetivos de calidad de funcionamiento de red IP en términos de gamas de valores de parámetros de red IP medidos. Estas directrices son de suma utilidad en el soporte de los SLA entre proveedores de servicio. Categorías de QoS multimedia de usuario extremo En una nueva Rec. UIT-T, la G.1010, se especifican diferentes categorías de QoS multimedia desde el punto de vista del usuario extremo. El sujeto de la calidad de

50 funcionamiento se trata en términos de tres parámetros (retardo, fluctuación de fase y pérdida de información) para diferentes aplicaciones de servicio, entre las que se cuentan: 29 - Audio: Voz conversacional, mensajería vocal, audio en flujo continuo de alta calidad. - Vídeo: Videófono, vídeo unidireccional. - Datos: Navegación por la web (HTML), transferencia/recuperación de bloques de datos, transacciones (comercio electrónico, ATM), instrucción/control, imagen fija, juegos interactivos, Telnet, correo electrónico (acceso a servidor), correo electrónico (transferencia servidor a servidor), entre otras. Calidad de transmisión vocal En la Rec. UIT-T G.109, "Definición de las categorías de calidad de transmisión vocal", se definen cinco categorías de calidad de transmisión vocal que pueden servir como guías al establecer los diversos niveles de esta calidad en las redes de telecomunicaciones. Basándose en el resultado primario del modelo E, es decir en el factor de determinación de índices de transmisión, R, en la Rec. UIT-T G.109 figuran las siguientes definiciones de categorías de calidad de transmisión de voz, en función de dicho factor. Tabla 2.6 Definición de las categorías de calidad de transmisión vocal [42] Gama de valores R Categoría de calidad de transmisión de voz Satisfacción del usuario 90 R < 100 Excelente Muy satisfecho 80 R < 90 Alta Satisfecho 70 R < 80 Media Algunos usuarios insatisfechos 60 R < 70 Baja Muchos usuarios insatisfechos

51 30 50 R < 60 Pobre Prácticamente todos los usuarios insatisfechos NOTA 1 No se recomiendan las conexiones que tengan un valor R inferior a 50. NOTA 2 Si bien la tendencia en la planificación de transmisión consiste en utilizar los valores R, hay ecuaciones para convertirlos en otras métricas, por ejemplo MOS, %GoB, %PoW [45]. El valor R es una medida de la percepción de calidad que puede esperar un usuario promedio que utilice la conexión en cuestión Medición de la QoS La QoS se evalúa verificando que ciertos criterios de QoS cumplen con determinados valores de referencia. Básicamente existen dos maneras de medir parámetros: Objetiva: Se da a través de medios técnicos, el fin es la medición de atributos físicos de los circuitos, redes, equipos y señales. Subjetiva: Es la QoS percibida por el usuario, se realiza por medio de encuestas y pruebas subjetivas. La idea de esta es medir que calidad de servicio percibe el usuario. Este tipo de medición es caro y lento, por lo que se deben utilizar mediciones siempre que haya parámetros específicos de la QoS medidos y relacionados con la red. Lo óptimo sería utilizar siempre métodos subjetivos para evaluar el QoS, ya que estos miden el grado de satisfacción de un usuario de determinado servicio. Sin embargo, las mediciones objetivas de los parámetros de la calidad de funcionamiento de red se utilizan para identificar y analizar problemas de QoS directamente relacionados con la red de telecomunicaciones.

52 31 Una buena práctica de QoS considera todo tipo de parámetros que influyan en la calidad del servicio final que se le da al usuario, de modo que es importante combinar tanto parámetros objetivos como subjetivos Métodos objetivos de medición Utilizando las sondas apropiadas y ubicadas correctamente es simple medir criterios tales como establecimiento de la comunicación, fallos de llamada e interrupciones. Las mediciones se pueden realizar tanto en el tráfico real como en el generado artificialmente. La QoS puede depender de la ubicación, por lo que se debe tomar en cuenta el efecto de la geografía de la red al efectuar las mediciones, en particular si se decide analizar solo una parte de la red. A continuación se detallan métodos objetivos de medición: Dispositivos de medición no intrusiva en servicio (INMD) De esta forma se realizan mediciones de tráfico en vivo de clientes reales. Estas se implementan en la red del proveedor del servicio utilizando sondas de alta impedancia o duplicación de puertos en equipos activos. Es importante tener en cuenta que los métodos intrusivos analizan las señales sin contar con referencias precisas, es decir, la mediación se basa en la estimación absoluta de la calidad. Los INMD pueden generar gran cantidad de información porque supervisan continuamente la red. Muchos equipos de telecomunicaciones para prestación de servicios pueden medir no intrusivamente la QoS, sin embargo los resultados obtenidos no suelen ser tan buenos y completos que cuando se utiliza un dispositivo externo; por otro lado estos equipos regularmente muestran resultados relacionando solamente el punto de medición y un cliente en un extremo, y ya es sabido que lo óptimo para medir QoS es tomar en cuenta la conexión extremo a extremo.

53 32 Mediciones intrusivas Se llama mediciones intrusivas a las que se realizan generando tráfico artificialmente (llamadas de prueba establecidas), modelando así el tráfico a la medida para evaluar distintos parámetros técnicos en la red. Se simulan las condiciones en las que un cliente utiliza un servicio (generando conexiones automáticas, a sitios web, video conferencias, transacciones, etc.), se miden los parámetros, extremo a extremo (accesibilidad, fiabilidad de transmisión, claridad de llamada, etc.), según sea el caso del servicio. Este método permite evaluar la QoS entre dos puntos en un momento t. La desventaja de estos métodos radica en la utilización de recursos de la red para las pruebas y esto compromete un costo de estos recursos que el proveedor de servicios no podrá comercializar. Parámetros de calidad de funcionamiento de red La medición de parámetros de calidad de funcionamiento tiene como fin evaluar y analizar la calidad de una conexión, los resultados obtenidos determinan la calidad en general o un aspecto específico de esta, en un servicio. Cuando se planifica una red, se atribuye a los diferentes parámetros de calidad límites o metas de calidad de funcionamiento, posteriormente cuando se da la puesta en servicio se controla regularmente el valor de estos parámetros, y siempre que permanezcan dentro de los límites establecidos se supone que la calidad de funcionamiento es idónea. Obsérvese que esta metodología es más una herramienta de diagnóstico para verificar la calidad deseada e identificar problemas técnicos particulares para medir y evaluar la QoS "real".

54 33 Utilización de los modelos La utilidad de un modelo radica en hacer corresponder una medición objetiva de la calidad de funcionamiento de red con opciones subjetivas. Las mediciones objetivas como entradas en la función de correspondencia suelen efectuarse mediante los INMD. Al utilizar un modelo que interprete las mediciones realizadas con INMD, se obtienen las siguientes ventajas: - Se identifican los efectos combinados que hayan sido clasificados erróneamente en las mediciones individuales. - Se disminuye la cantidad de información, ya que con un solo valor se representa la calidad medida y no muchas mediciones independientes. - El modelo incorpora conocimiento sobre el efecto de las degradaciones en la calidad percibida por el usuario. El modelo E (G.107) y el CCI son ejemplos de correspondencias entre las mediciones INMD y las calificaciones de opinión subjetiva. Utilización de los registros de datos (xdr) de conmutador o basados en sondas La supervisión interna tiene la ventaja de recopilar una gran cantidad de registros, con lo que se facilita la evaluación diaria de la calidad de funcionamiento de la red. El análisis diario de esta información es de suma importancia en la detección de problemas y sumado a una buena gestión de mantenimiento, tiene un papel decisivo en el mejoramiento de la calidad de servicio. Los registros de datos se abastecen de mediciones efectuadas con el tráfico en tiempo real y normalmente se basan en contadores o registros detallados de llamadas

55 34 (CDR) de elementos red. Sin embargo al incrementarse la complejidad de las redes y los servicios, se utiliza cada vez más la supervisión independiente de la red, basada en el sistema de señalización Nº7 (SS7) y sondas IP no intrusivas y que aprovechan la riqueza de la información de la señalización, para proporcionar los xdr. Los xdr (CDR, TDR e IPDR) basados en el IP y en el SS7 se generan mediante el procesamiento y correlación en tiempo real de mensajes de señalización IP o SS7. Por otro lado las aplicaciones relacionadas con la calidad de funcionamiento y la QoS que están por encima de las muestras SS7 e IP funcionan con los denominados xdr basados en señalización, y aportan una visión integrada y unificada en tiempo real de las redes, servicios y usuarios, y todo a través de diversos protocolos y subredes de diferentes fabricantes de elementos de red Mediciones Subjetivas Las mediciones subjetivas representan el único medio para evaluar los aspectos sicológicos de la QoS. Como se indico en los apartados anteriores, se les utiliza como referencia en los métodos de medición objetivos y en el cálculo de los valores de entrada de los modelos de evaluación de QoS. A continuación se analizan diferentes mediciones de este tipo: Pruebas subjetivas Se puede realizar la evaluación subjetiva de equipos y sistemas de telecomunicaciones utilizando métodos de prueba de sólo escucha o conversacionales. Pruebas de opinión de escucha

56 35 El principio de este tipo de pruebas indica que se debe registrar con anterioridad material vocal especialmente diseñado, para luego sea escuchado por distintos sujetos durante la prueba para su evaluación. El fin del procedimiento es evaluar y comparar en una prueba los parámetros individuales de calidad de funcionamiento de diferentes terminales, algoritmos o condiciones de medición. Métodos como estos se describen en la Rec. UIT-T P.800. Pruebas de conversación y habla simultánea Tanto las pruebas de conversación como las pruebas de habla simultánea involucran dos partes y según sea el fin de estas pueden realizarse con sujetos expertos o sin entrenamiento. Las pruebas conversacionales con la única manera realista de evaluar el efecto subjetivo combinado de todos los parámetros que afectan la calidad conversacional. Por otro lado las pruebas de habla simultánea son herramientas importantes de evaluación para conocer en detalle la calidad de transmisión durante periodos en que un sujeto habla continuamente mientras otro lo interrumpe con frecuencia. La Rec. UIT-T P.800 muestra más detalles para estos temas. Prueba con entrevistas y encuestas Organizando encuestas periódicas entre los usuarios los proveedores de servicios pueden tener una apreciación global de qué tan bien se comporta el equipo en una situación real.

57 36 Sin embargo estas pruebas se deben realizar solo si se esta en capacidad de invertir la gran cantidad de esfuerzo necesaria para efectuar observaciones en servicio y cuando el tema en cuestión así lo amerite. Pueden consultarse las Rec. UIT-T P.82 y E.125. Paneles de usuarios La idea es escoger una muestra (panel) de usuarios y someterlo periódicamente a una entrevista utilizando el mismo cuestionario, de esta forma se gana confiabilidad por tratarse siempre de los mismos usuarios. Análisis de reclamación de usuario Para este análisis se utilizan tiquetes de reclamaciones de usuarios para evaluar la insatisfacción del cliente, sin embargo el problema radica en que el cliente se queja solo de los problemas graves, por lo que no es posible observar pequeñas degradaciones de la QoS Nota media de opinión (MOS, mean opinion score) La Rec. UIT-T P10 define MOS como: el valor medio de las notas de opinión, es decir de los valores de una escala predefinida que un sujeto asigna a su propia opinión sobre la calidad de funcionamiento de un sistema de transmisión telefónica utilizado para una conversación o únicamente para una escucha de material hablado La Rec. UIT-T P recomienda utilizar la abreviatura MOS con identificadores específicos para distinguir el ámbito de aplicación, a saber: calidad de escucha (LQ, listening quality), calidad conversacional (CQ, conversational quality); en los dos casos debe tomarse en cuenta el subjetivo (S), el objetivo (O) y el estimado (E). Para más detalle de este apartado hay que referirse a la Rec. UIT-T P

58 Utilización de los parámetros de QoS Los parámetros de QoS son otra forma de evaluar la calidad de un servicio desde el punto de vista del usuario, son definiciones y métodos de medición de aspectos de la QoS perceptibles al usuario, y tienen como objetivo mostrar mediciones objetivas y comparables de dicha calidad. Estos parámetros permiten el estudio de aspectos particulares de un servicio desde la perspectiva del usuario y la idea es que informen al usuario sobre la QoS disponible en el mercado, además de publicar estadísticas al respecto Perspectivas de QoS La QoS de un servicio puede ser medido por el proveedor de servicios y percibido por el usuario, de esta forma se tiene dos perspectivas en cuanto a calidad de servicio. La siguiente gráfica muestra la interrelación de las perspectivas y seguidamente se analizan las dos partes.

59 38 Figura 2.1 Cuadro sinóptico del seguimiento de la QoS [42] Perspectiva de usuario Los usuarios de un servicio de telecomunicaciones perciben directamente su calidad. Como ya mencionamos esta percepción puede evaluarse con encuestas, paneles, análisis de reclamaciones, etc. La percepción es subjetiva y se puede ver influenciada por diferentes factores de QoS (no siempre relacionados con la calidad de funcionamiento de la red), o también por el método utilizado para su evaluación. El usuario solo percibe la QoS de extremo a extremo. La utilización de este tipo de mediciones sólo permite al proveedor tomar medidas reactivas, pero no proactivas.

60 39 Perspectiva del proveedor de servicio El proveedor de servicio puede evaluar la calidad de servicio que suministra utilizando herramientas de medición ya sea intrusivos o no. Se obtienen resultados objetivos, ya que se utilizan herramientas que proporcionan mediciones cuantitativas e independientes del factor humano. Al obtener resultados directamente relacionados con la calidad de funcionamiento, resulta simple localizar averías en ella, por lo que la correlación entre estos tipos de mediciones y dicha calidad es bastante buena. Este tipo de medición puede realizarse tanto a una subparte del servicio extremo a extremo o bien permite evaluar algunas condiciones de extremo a extremo específicas. De esta forma se puede esperar que la evaluación obtenida difiera de la percepción real del usuario, dificultándose el establecimiento de una correlación entre la percepción del cliente y este tipo de medición. Estas mediciones permiten que el proveedor pueda implementar procesos proactivos, o sea, detectar, notificar y corregir averías de la red antes de que se produzca una degradación del servicio o antes de que el usuario o note, anticipándose de esta forma a una insatisfacción de este y que esto impacte el negocio directamente Medición de la calidad de transmisión de voz Las recomendaciones UIT-T de la serie G tratan sobre principios de la planificación de redes de telecomunicaciones por las que se deben prestar servicios de voz y en banda vocal, y también sobre degradaciones importantes de la transmisión. La Rec. UIT-T G.101 describe principios básicos de planificación y se hace referencia a otras recomendaciones importantes tales como: Rec. UIT-T G.114 (Tiempo de transmisión en un sentido) y la Rec.

61 40 UIT-T G.131 (Eco para el hablante y su control). Sin embargo las directrices de estas recomendaciones sólo tienen que ver con la planificación de la transmisión de servicios vocales. El uso de tecnologías basadas en la conmutación de paquetes para las comunicaciones vocales es reciente, por lo que existen menos directrices, en los siguientes apartados se indican directrices de medición de QoS en transmisión de voz en redes de conmutación por paquetes. Medición de comunicaciones de voz basadas en paquetes Al darse en la actualidad una migración de tecnologías de conmutación de circuitos a conmutación de paquetes se ha tenido que empezar a estudiar el tema de los efectos en la degradación de transmisión en el caso de la segunda. Se pueden consultar las Recs. UIT-T Y.1540 e Y.1541, las cuales tratan objetivos de calidad de funcionamiento de red y directrices para las clases de QoS por IP. A continuación se indican técnicas para comprobar conexiones basadas en paquetes, para mayor detalle existen las anteriores recomendaciones mencionadas o bien el apartado del Manual de Calidad de servicio y calidad de funcionamiento de la red de la UIT. o Método de medio canal o Serie de pruebas rápidas e indicativas Descripción de la prueba general Pruebas basadas en la evaluación instrumental de muestras de voz. Pruebas basadas en la evaluación auditiva de muestras de voz Pruebas basadas en evaluación computacional e instrumental que utiliza señales de prueba de tipo voz (P.501)

62 41 o Mediciones especificas del eco o Calidad de transmisión con ruido de fondo o Documentación de los resultados de prueba 2.2 Red de Gestión de las Telecomunicaciones (RGT) Se entiende por gestión un conjunto de capacidades que permiten el intercambio y procesamiento de información a fin de ayudar a las administraciones a realizar sus actividades con eficiencia. Algunos documentos, recomendaciones o normas se refieren a la RGT por su siglas en inglés TMN, a saber Telecommunication Management Network, por lo que en adelante en el presente documento utilizaremos indistintamente ambas siglas entendiendo la misma definición. Una RGT proporciona funciones de gestión de redes y servicios de telecomunicaciones, y ofrece comunicaciones entre ella misma y las redes y servicios de telecomunicaciones. Se supone que una red de telecomunicaciones consta de equipos de telecomunicaciones digitales y analógicas y de equipos de soporte asociados. Como una referencia más detallada de los principios de una red de gestión de telecomunicaciones se puede consultar la Rec. UIT-T M Una función de gestión de la RGT es una interacción cooperativa entre procesos de aplicación de sistemas de gestión y gestionados para la gestión de los recursos de telecomunicaciones, y es la parte más pequeña del servicio de gestión de la RGT desde el punto de vista de dicha red.

63 42 Las funciones de gestión de la RGT se abarcan con completo detalle en la Rec. UIT- T M.3400, en el presente apartado tocaremos los puntos más representativos y relevantes de dicho documento. La gestión de redes y servicios se puede definir como el conjunto de procesos y actividades que realiza un operador de telecomunicaciones para ofrecer a sus clientes los servicios de telecomunicaciones, de tal forma que se cumplan tanto los criterios de calidad y coste establecidos en los objetivos de la empresa, como los reflejados en los correspondientes contratos con los clientes. Las redes y servicios de telecomunicaciones surgen para cubrir la necesidad de transportar información entre varias localizaciones separadas físicamente. Por ello, la infraestructura necesaria para prestar estos servicios se encuentra distribuida en un espacio geográfico que puede abarcar kilómetros. Una operación manual de una gran infraestructura de telecomunicaciones es prácticamente imposible de realizar, imaginarse por un momento que ante una avería se tenga que analizar uno por uno los equipos que intervienen en los servicios que fueron afectados por la avería es totalmente ineficiente. Sin embargo es importante mencionar que los sistemas de gestión por si solos no garantizan el éxito, ya que estos podrían indicar que equipo ha fallado, sin embargo por sí solos no solucionarían el problema. En un régimen de competencia (como es el que eventualmente enfrentará el ICE), ya no es suficiente reducir los costes de explotación, sino que hay que aumentar los ingresos; para ello es fundamental que los clientes asocien la imagen de calidad de los servicios con el nombre del operador. Este hecho ha obligado a que las operadoras de telecomunicaciones modifiquen sus estrategias y revisen sus procesos de negocio.

64 43 Los procesos de negocio, ahora, deben girar en torno a la atención de los clientes de la compañía, y esta atención requiere la coordinación de todos los departamentos y sistemas involucrados en la prestación de los servicios. Esta coordinación se debe apoyar en la integración de los sistemas de gestión, de forma que se pueda aumentar el grado de automatización de los procesos de negocio El modelo de gestión TMN Los operadores de servicios de telecomunicación han aceptado ampliamente el modelo de gestión TMN, como forma de estructurar lógicamente el soporte de las actividades necesarias para su negocio. El modelo TMN (definido en la Rec. UIT-T M.3010), fue definido por la UIT a mediados de los 80 y proporciona una arquitectura de referencia para el intercambio de información de gestión entre los sistemas de operación y/o los equipos. El modelo TMN está basado en el modelo OSI para la interconexión de sistemas abiertos, que adopta el modelo gestor-agente para las relaciones entre sistemas o entre sistemas y equipos. El modelo considera la conexión de sistemas desde tres aspectos: 1. Funcional. Define las actividades que hay que realizar y la organización de las mismas. 2. De información. Modela la información de gestión que se intercambia entre el gestor y el agente. Este modelo depende de las funciones que se realicen y de los recursos que se quieran gestionar. 3. De comunicación. Especifica los protocolos de comunicaciones utilizados para el intercambio de información entre sistemas. Su objetivo

65 es permitir la transferencia e interpretación correcta de la información de gestión. 44 El modelo funcional representa el contexto de una comunicación, ya que un término puede tener diferentes significados según donde se utilice. El modelo de información es la parte semántica de la comunicación, se encarga del significado de cada frase. Por último, el modelo de comunicación define la sintaxis de la comunicación, describiendo su forma El modelo funcional El modelo funcional utiliza las cinco áreas funcionales de OSI para agrupar las funciones de gestión. Estas áreas funcionales están recogidas en la Rec. UIT-T M.3400, y son: 1. Gestión de configuración: comprende el conjunto de actividades y funciones cuyo objetivo es proporcionar los servicios solicitados por los clientes. 2. Gestión de averías (o mantenimiento): agrupa las actividades necesarias para garantizar que tanto la red como los equipos que la forman estén en las condiciones idóneas para prestar el servicio o los servicios a los que están asignados. 3. Gestión de la calidad de funcionamiento: incluye las actividades que hacen posible que los servicios, las redes o los elementos de red, funcionen según las condiciones establecidas, mediante mediciones de los parámetros que se determinen en cada caso y las acciones correctivas

66 necesarias, en caso de desviaciones, sobre los valores que definen la situación normal Gestión de contabilidad: agrupa las funciones y actividades cuyo objetivo sea cuantificar el uso de los recursos utilizados en la prestación de los servicios para obtener el retorno de inversión. 5. Gestión de seguridad: asegura la integridad y confidencialidad de los datos que se intercambian los sistemas de gestión. Abarca dos aspectos: el de gestión de la seguridad y el de la seguridad en la gestión. Las funciones se organizan en una estructura jerárquica de niveles que cubren todos los aspectos de gestión de un operador y clasifica las funciones que se deben realizar en cada nivel según criterios de responsabilidad. Los niveles se representan habitualmente en forma de pirámide, como se puede ver en la Figura 2.2. Figura 2.2 El modelo TMN [41]

67 46 Los niveles son: Nivel de gestión de negocio: Incluye los aspectos relacionados con las estrategias de negocio; en él se definen las acciones para conseguir el retorno de la inversión, aumentar la satisfacción de los accionistas de la compañía y de los empleados, etc. Las decisiones tomadas en este primer nivel definen los objetivos estratégicos de la compañía, y condicionan fuertemente las funciones y procesos de la capa de nivel de gestión de servicio. Nivel de gestión de servicio: En este nivel se decide cómo gestionar los servicios que se van a prestar a los clientes; se incluyen todos los aspectos relacionados con la atención a los clientes y los de desarrollo y operación de los servicios, y se realiza la gestión de las peticiones de servicio, la calidad del servicio QoS, la gestión de problemas, la facturación, etc. Nivel de gestión de red: Este es responsable del transporte de la información entre dos extremos y de asegurar que ésta se realiza de forma correcta. Cualquier error o problema que se detecte en este nivel y que afecte a los servicios que se prestan a los clientes debe ser notificado hacia el nivel de gestión de servicio. Nivel de gestión de elemento de red: Se encarga de todos los aspectos relacionados con conmutadores, sistemas de transmisión, etc., considerados como elementos aislados. Cualquier error o evento que se produzca en un equipo que pueda afectar al transporte de la información debe ser notificado hacia el nivel de gestión de red. Aunque el modelo TMN es una referencia, que puede seguirse más o menos fielmente, es una forma de expresar las relaciones que existen entre las distintas tareas que debe realizar un operador o proveedor de servicio. Por otra parte, utilizar la misma

68 47 referencia en los diferentes operadores y proveedores de servicio permite establecer relaciones entre los procesos y, por tanto, entre los sistemas, para asegurar la automatización extremo a extremo de los procesos El modelo de información La comunicación entre el sistema de gestión y los recursos que se gestionan sigue el modelo gestor-agente de OSI, que se puede ver en la Figura 2.3. En este modelo, el sistema de gestión (gestor) no se comunica directamente con los recursos gestionados sino a través otra aplicación (agente) que es la que tiene la responsabilidad directa sobre ellos. Figura 2.3 El modelo gestor-agente [41] Para que este modelo funcione es necesario incluir el concepto de conocimiento de gestión compartido, de forma que el gestor y el agente tengan la misma visión de los recursos gestionados y de las operaciones que se pueden realizar sobre ellos. El objetivo del modelo de información es proporcionar esta visión común. Las directrices de todas las clases de objetos definidas se mantienen en una base de datos de información de gestión o Management Information Base (MIB), que se organiza siguiendo el árbol de contención y de nombrado de las clases. La MIB forma la base común de conocimiento entre el sistema de gestión y los agentes de gestión.

69 48 El sistema de gestión realiza operaciones sobre los objetos gestionados, representados en la MIB, y el agente se encarga de traducir estas operaciones en acciones sobre los recursos físicos de la red. De igual forma, cualquier información que se produce en los elementos de red es enviada al sistema de gestión como una notificación emitida por el objeto gestionado que representa el recurso. Una de las actividades principales de la UIT es la definición de modelos de objetos gestionados, estándares para diferentes tecnologías, que sean utilizados por los fabricantes en sus equipos, de forma que todos presenten la misma visión hacía el sistema de gestión y como consecuencia se simplifique el desarrollo del mismo. La mayoría de los modelos estándares desarrollados hasta la actualidad son para el nivel de elemento de red El modelo de comunicación El sistema de gestión y los agentes suelen estar situados en lugares diferentes, y, dado que para realizar su función necesitan intercambiar información entre ellos, es necesario definir los mecanismos de comunicación que se van a utilizar. El modelo de comunicaciones define los protocolos que se utilizan entre el gestor y los agentes, para los siete niveles del modelo OSI, siendo en el nivel de aplicación donde se definen los protocolos específicos para la gestión de redes y servicios. En este nivel se incluye el Common Management Information Service Element (CMISE), que se compone del Common Management Information Service (CMIS), que especifica los servicios, y el protocolo de comunicaciones Common Management Information Protocol (CMIP), que soporta estos servicios. Las aplicaciones intercambian información utilizando las primitivas de CMIS, que permiten a un gestor conocer y modificar (si está autorizado) el valor de los atributos de un

70 49 objeto gestionado y ejecutar sobre él las acciones que tenga definidas. De igual forma, los objetos gestionados pueden emitir notificaciones hacia el gestor cuando ocurra algún evento de importancia, pudiendo el gestor definir qué eventos le interesan. Tanto CMIS como CMIP han demostrado ser bastante potentes y flexibles de usar, aunque algo complejos de implementar. Hay que destacar las posibilidades de ámbito (scoping) y de filtrado, que permiten seleccionar un conjunto de objetos gestionados, agrupados por diferentes condiciones, y realizar operaciones sobre el grupo completo. Las funciones se agrupan para formar sistemas que intercambian información a través de interfaces. Estas interfaces ofrecen a las aplicaciones de gestión, a través del protocolo CMIP, los servicios que proporciona CMIS para realizar operaciones sobre las instancias de las clases contenidas en la MIB. Cuando estas interfaces utilizan un modelo de información estándar se denominan interfaces Q Gestión de la calidad de funcionamiento La gestión de la calidad de funcionamiento proporciona funciones orientadas a informar sobre y evaluar el comportamiento de los equipos de telecomunicaciones, así como aspectos relacionados a la efectividad de la red. Su principal objetivo es reunir y analizar datos estadísticos para supervisar y corregir el comportamiento y efectividad de la red facilitando la planificación, provisión, mantenimiento y medición de la calidad. Una RGT recoge datos sobre la calidad de servicio de los elementos de red (NE, network elements) y contribuye a las mejoras de la QoS. Dicho manejo de información puede ser mediante solicitud de envío de informes desde los NE, o bien puede enviarse un informe automáticamente en casos de excepción. En cualquier momento, la RGT puede modificar el plan y/o los umbrales vigentes. Los informes del NE sobre datos de QoS pueden consistir en datos en bruto (datos recogidos durante la prestación de los servicios de

71 telecomunicación) que luego se analizan, o bien el NE puede tener la capacidad de efectuar el análisis de los datos antes de enviar el informe. 50 Algunos de los parámetros relacionados con la calidad de servicio incluyen: - El establecimiento de la conexión. - La retención de la conexión. - La calidad de la conexión. - La integridad de la facturación. - El mantenimiento y el examen de ficheros cronológicos del estado de los - sistemas. - La cooperación con la gestión de averías y mantenimiento. - La iniciación de llamadas de prueba para supervisar parámetros de QoS. Los grupos de conjuntos de funciones comprendidos dentro de la gestión de calidad de funcionamiento son los siguientes: - Garantía de la calidad de funcionamiento. - Supervisión de la calidad de funcionamiento. - Control de la gestión de la calidad de funcionamiento. - Análisis de la calidad de funcionamiento Garantía de la calidad de funcionamiento La garantía de la calidad de funcionamiento soporta procesos de decisión que establecen las medidas de calidad apropiadas al área de gestión de la calidad de funcionamiento, contemplando los avances tecnológicos y modificaciones en las necesidades del usuario.

72 51 La garantía de la calidad de funcionamiento comprende los siguientes conjuntos de funciones: - Conjunto de funciones para el establecimiento de objetivos de calidad del servicio. - Conjunto de funciones para el establecimiento de objetivos de calidad de funcionamiento de la red. - Conjunto de funciones de criterios de calidad de servicio al abonado. - Conjunto de funciones de evaluación de la calidad de funcionamiento del servicio. - Conjunto de funciones de evaluación de la calidad de funcionamiento de la red. - Conjunto de funciones de evaluación de la calidad de funcionamiento de elementos de red. - Conjunto de funciones de verificación de la integridad de datos Supervisión de la calidad de funcionamiento La supervisión de la calidad de funcionamiento (PM, performance monitoring) implica la recolección continua de datos sobre calidad de funcionamiento de los NE. Para esto se detectan las condiciones de averías mediante métodos de vigilancia de alarmas. Las condiciones de error intermitente o de baja frecuencia pueden provocar interacciones dando como resultado una baja calidad de servicio. La calidad de funcionamiento se establece de manera que se mida la calidad global, utilizando parámetros supervisados, a fin de detectar ese tipo de degradación; o bien, puede estar establecida de manera que se detecten las tendencias características de la degradación antes de que la calidad de la señal descienda por debajo de un nivel aceptable.

73 52 La principal función de la PM consiste en monitorear las actividades del sistema, la red o el servicio para reunir los datos apropiados para determinar la calidad de funcionamiento. de funciones: La supervisión de la calidad de funcionamiento comprende los siguientes conjuntos - Conjunto de funciones de política de supervisión de la calidad de funcionamiento. - Conjunto de funciones de correlación y filtrado de eventos de supervisión de la calidad de funcionamiento de la red. - Conjunto de funciones de acceso a datos agregados e información para pronóstico. - Conjunto de funciones de recogida de datos específicos del circuito. - Conjunto de funciones sobre la situación del tráfico. - Conjunto de funciones de supervisión del funcionamiento del tráfico. - Conjunto de funciones de procesamiento de alertas de rebasamiento de umbral de elemento(s) de red. - Conjunto de funciones de análisis de las tendencias de los elemento(s) de red. - Conjunto de funciones de acumulación de datos de supervisión de la calidad de funcionamiento. - Conjunto de funciones de detección, cómputo, almacenamiento e información.

74 Control de la gestión de la calidad de funcionamiento El control de la gestión de la calidad de funcionamiento maneja la transferencia de información para controlar el funcionamiento de la red. Esto incluye la aplicación de controles de tráfico que participan en el encaminamiento del tráfico y el procesamiento de las llamadas, la fijación de umbrales y la definición de algoritmos para el análisis de datos, así como la recogida de datos de calidad de funcionamiento, sin tener ningún efecto en la red gestionada. El control de la gestión de la calidad de funcionamiento comprende los siguientes conjuntos de funciones: - Conjunto de funciones de política de gestión del tráfico de la red. - Conjunto de funciones de control del tráfico. - Conjunto de funciones de administración del tráfico. - Conjunto de funciones de administración de la calidad de funcionamiento. - Conjunto de funciones de ejecución del control del tráfico. - Conjunto de funciones de informe de auditoria Análisis de la calidad de funcionamiento Los datos de calidad de funcionamiento requieren un tratamiento y análisis adicionales para evaluar el nivel de calidad de funcionamiento de la entidad. funciones: El análisis de la calidad de funcionamiento comprende los siguientes conjuntos de

75 54 - Conjunto de funciones sobre recomendaciones para la mejora de la calidad del funcionamiento. - Conjunto de funciones de política de umbrales de excepción. - Conjunto de funciones de previsión del tráfico. - Conjunto de funciones de resumen de la calidad de funcionamiento al cliente (excluido el tráfico). - Conjunto de funciones de resumen de la calidad de funcionamiento del tráfico ofrecido al cliente. - Conjunto de funciones de análisis del tráfico en condiciones excepcionales. - Conjunto de funciones de análisis de la capacidad de tráfico. - Conjunto de funciones de caracterización de la calidad de funcionamiento de la red. - Conjunto de funciones de caracterización de la calidad de funcionamiento de elemento(s) de red en condiciones excepcionales. - Conjunto de funciones de análisis del tráfico de elemento(s) de red en condiciones excepcionales. - Conjunto de funciones de análisis de la capacidad de tráfico de elemento(s) de red en condiciones excepcionales El nuevo entorno de gestión El objetivo principal de TMN es la definición de interfaces estándares entre los diferentes niveles de gestión. Así, se definieron modelos de información para la gestión de elementos de red de varias tecnologías. La idea inicial era poder conectar equipos de varios fabricantes a un único sistema de gestión. La construcción de modelos de gestión en el nivel de red se ha realizado para permitir la gestión coherente de ciertas redes y servicios por un determinado operador, y, por tanto, suelen ser modelos propietarios.

76 55 Esta estructura de gestión no es viable cuando se multiplican los servicios que se pueden prestar sobre las distintas redes, y cuando la necesidad de dar respuesta inmediata a las solicitudes de los clientes exige un intercambio ágil de información entre los distintos sistemas implicados. En la actualidad, está aumentando rápidamente la demanda de nuevos servicios de telecomunicación que en muchos casos son integración de otros más sencillos. Este hecho, unido al proceso de desregularización de ámbito mundial de las telecomunicaciones, ha modificado drásticamente el entorno de las empresas de telecomunicaciones, que han pasado de realizar una gestión enfocada hacia la red a una gestión fundamentalmente orientada hacia los servicios y los clientes Nuevos servicios y redes En un entorno de libre competencia, el lanzamiento de nuevos servicios es una forma de captar nuevos clientes y, como consecuencia, una forma de conseguir una posición mejor en el mercado. Los operadores que quieran sobrevivir en un mercado liberalizado deben tener el suficiente dinamismo y flexibilidad para ofertar a sus clientes nuevos servicios de telecomunicaciones, que le diferencien de otros operadores y poder dar una rápida réplica a los servicios que lancen éstos. Por otro lado, la creación de nuevos servicios es una forma de aumentar el uso, por parte de los clientes, de los recursos de una operadora de telecomunicaciones. Una mayor utilización de estos recursos supone una amortización más rápida de las inversiones realizadas en infraestructuras, lo cual desde siempre ha sido uno de los objetivos de las compañías de servicios de telecomunicaciones.

77 56 En muchos casos, los nuevos servicios son únicamente mejoras sobre ciertos servicios básicos o una integración de otros servicios más simples. La gestión de un servicio de este tipo supone que distintos sistemas de gestión tienen que interactuar y que, por tanto, existe una necesidad de integración, que en la mayor parte de los casos es compleja por las diferentes plataformas que sirven de base para cada sistema. Una herramienta de la que se puede sacar provecho en la actualidad es la introducción de redes de banda ancha. Este tipo de redes simplifican la arquitectura de red, puesto que pueden soportar un número considerable de servicios diferentes. Al concentrar sobre una red varios servicios, la gestión de los servicios es más compleja, puesto que puede haber varios sistemas de gestión del nivel de servicio enviando órdenes a los elementos de la red de transporte, órdenes que pueden ser contradictorias, conduciendo a errores y, por tanto, disminuyendo la calidad de los servicios que presta una operadora Énfasis en los servicios y clientes En entornos competitivos, las empresas que llegan a transmitir una imagen de calidad a sus productos consiguen un mayor volumen de negocio que sus competidores y, por tanto, una mejor posición en el mercado. De esta forma, la gestión de la calidad se convierte en un requisito imprescindible para el éxito de un proveedor de servicio. La calidad abarca cualquier aspecto de la relación entre el cliente y el proveedor de servicio, no siempre se puede medir de forma objetiva y no está restringido sólo a la prestación del servicio. Por ejemplo, en el caso de la aparición de un problema, disponer de los sistemas adecuados para atender rápida y adecuadamente al cliente es fundamental para mantener la imagen de calidad de una empresa. Estos sistemas deben proporcionar al personal técnico que atiende la reclamación información que le indique el fallo potencial y le permita realizar las acciones oportunas para solucionar el problema.

78 57 La gestión de la calidad implica el seguimiento de la forma en que los servicios se están prestando a los clientes, lo que requiere la recolección y análisis de los datos procedentes de la supervisión de los recursos que soportan dichos servicios, y su posterior tratamiento para elaborar los parámetros que determinan la calidad del servicio ofrecido. Por otro lado, a medida que las comunicaciones adquieren protagonismo en la estructura productiva de las empresas, la calidad de los servicios de telecomunicaciones se hace más crítica. Estos clientes exigen al proveedor de servicios de telecomunicaciones garantías sobre la calidad de los servicios utilizados. Las exigencias quedan plasmadas en un acuerdo entre ambas partes denominado Acuerdo del Nivel de Servicio (ANS), donde se reflejan todos los aspectos del servicio sobre los que se quieran garantías (mantenimiento, tasa de errores, etc.) y sus contraprestaciones económicas. Esto crea la necesidad de disponer de sistemas que supervisen los servicios que se prestan a los clientes. Sistemas que muestren este tipo de información implican un grado muy elevado de integración, tanto de las actividades que forman los procesos de negocio, como de los sistemas de información de la empresa que dan soporte a los procesos Importancia de la información La automatización de los procesos de gestión de redes y servicios tiene un resultado directo en la reducción de los costos y en la mejora de la calidad de estos procesos, y, por tanto, en la mejora de los servicios, lo que se traduce en un aumento de los ingresos al aumentar los clientes. Se ha visto que la visión de abajo a arriba del modelo TMN puede conducir a arquitecturas que no son muy apropiadas para afrontar los nuevos requisitos de gestión. En

79 58 este caso, es interesante abordar el problema de arriba a abajo, viendo los procesos que es necesario realizar y cómo la información debe fluir entre los diferentes procesos y actividades. Desde arriba se parte de una información relacionada con el cliente, que incluye aspectos técnicos muy básicos, y a medida que se va descendiendo en los niveles TMN se van incorporando los datos necesarios. De esta forma, se parte de un modelo independiente de la tecnología, al que se va añadiendo información en el nivel que sea necesario. La definición de un modelo de datos común es una tarea necesaria e imprescindible para poder realizar la integración de los sistemas de forma eficiente, ya que este modelo permite articular un lenguaje común entre los sistemas. Este lenguaje común simplifica el desarrollo de las interfaces entre sistemas y, por tanto, su interconexión, lo que permite automatizar los procesos de negocio extremo a extremo. En este sentido, el Telemanagement Forum (TMF) está desarrollando un esfuerzo considerable para definir la información necesaria para las operadoras de telecomunicaciones. En el Telecom Operation Map (TOM), el TMF identifica una serie de actividades que cubren los aspectos de atención al cliente, gestión de servicio y gestión de red, y ofrece una visión de alto nivel de los procesos de gestión. El modelo está basado en los niveles de gestión de TMN, pero divide la capa de gestión del servicio en dos capas: una de atención al cliente y otra para el desarrollo de servicios y procesos de operación. Este modelo permite definir los procesos de negocio y la información que es necesaria para realizar cada actividad.

80 Los nuevos sistemas de gestión Anteriormente se han descrito las necesidades que se están planteando a las operadoras de redes y servicios de telecomunicaciones para sus sistemas de gestión, necesidades que, en general, aunque poniendo más énfasis en determinados aspectos, son comunes a cualquier aplicación distribuida. Las principales necesidades que se plantean son: Distribución: Las aplicaciones de telecomunicaciones están geográficamente distribuidas y, por tanto, las aplicaciones de gestión serán distribuidas. Escalabilidad: El creciente número de recursos, la cantidad de información y la variedad de redes que deben gestionar las aplicaciones de gestión, hacen esta cualidad imprescindible. Diversidad: La plataforma de gestión debe ser capaz de trabajar con la diversidad de recursos y sistemas operativos que existen en un dominio de gestión. Consistencia: La consistencia en los datos es muy importante cuando se trata de aplicaciones de gestión de redes y servicios, por lo que hay que proporcionar los mecanismos adecuados para mantenerla. Prestaciones: Los modelos de gestión incluyen, cada vez más, objetos gestionados que las aplicaciones deben manejar adecuadamente y sin menoscabo de sus prestaciones. Fiabilidad: Los sistemas de gestión deben ser capaces de trabajar las 24 horas del día y todos los días de la semana. Integración de servicios: La plataforma debe ofrecer funciones para permitir la introducción y gestión de nuevos servicios, así como la integración de los nuevos servicios con los existentes. Interoperabilidad: La interoperabilidad se consigue a través de estándares de gestión, de forma que sea posible realizar la automatización completa de los procesos,

81 60 tanto internos a una operadora, como aquellos que exigen la colaboración entre diversas operadoras, con suministradores y con clientes. Acceso a la información: La información sobre las redes y servicios es muy importante, lo que implica que debe garantizarse que cada uno de los actores implicados en la gestión (operadores, clientes y suministradores) tienen acceso a la información que necesitan. Permitir el acceso a los datos a cada actor hace que sea necesario considerar los aspectos de seguridad de los sistemas. Estos requisitos han aumentado considerablemente la complejidad de las aplicaciones de gestión de redes y servicios y de las funciones que componen estas aplicaciones. Si bien el modelo TMN sigue siendo válido en la actualidad para la gestión de redes y servicios, la incorporación e integración en el modelo de las nuevas tecnologías que están apareciendo, tanto hardware como software, es necesaria para cumplir todos los requisitos impuestos a los nuevos sistemas de gestión de redes y servicios. En este sentido, el TMF estudia la aplicación de diferentes tecnologías en diferentes entornos específicos. El TMF, con el objetivo de conseguir la automatización total de los procesos de negocio de una operadora, ha definido una serie de modelos de información (propios o basados en los estándares, cuando existen), para proporcionar una semántica común a las aplicaciones de gestión y de esta forma facilitar la integración Accesibilidad a la información Otro de los requisitos que se imponen a los nuevos sistemas de gestión es la facilidad en el acceso a la información. La automatización extremo a extremo de los procesos implica la ampliación de los usuarios que acceden a los sistemas, que abarcarían, teniendo en cuenta los procesos de mejora de la calidad y atención al cliente, tanto al personal de la operadora como a los clientes.

82 61 Es evidente que en este escenario no es viable la utilización de terminales dedicados para cada sistema. El desarrollo de las tecnologías web y Java y su aplicación a los sistemas de gestión permiten cumplir este requisito de una forma fácil y flexible. La facilidad para desarrollar los terminales de los operadores y los usuarios, así como la posibilidad de utilizar solamente un ordenador personal con un navegador web, ha hecho que esta tecnología sea muy atractiva para el desarrollo de ciertos sistemas. La forma de acceso también facilita la introducción de esta tecnología, pues en principio una simple conexión a Internet puede ser suficiente. Obviamente, este tipo de acceso plantea unos problemas de seguridad que es necesario tener muy en cuenta Agentes inteligentes Los modelos de gestión utilizados en la actualidad (TMN o SNMP) aplican el modelo gestor-agente. En este modelo, la aplicación de gestión se encuentra en el gestor y se comunica con los agentes (situados en los nodos o elementos de red) para obtener información sobre los recursos de red. La comunicación se hace, por lo general, mediante los protocolos CMIP o SNMP. La complejidad de los nuevos recursos de red, el aumento del tamaño de las redes y las nuevas exigencias de gestión, que suponen la ejecución de una mayor cantidad de procesos de gestión, están motivando que se investiguen modelos diferentes al gestor/agente clásicos. Uno de los modelos que están empezando a aplicarse, al menos en sistemas experimentales, es el modelo de agentes inteligentes [6]. Este modelo pretende dotar a los agentes de la inteligencia necesaria para realizar ciertas tareas con una gran autonomía respecto al gestor.

83 62 Un agente inteligente, en este entorno, se puede definir como una entidad software que presenta cierto grado de inteligencia y autonomía para la realización de las tareas que se le han impuesto. Un agente puede comunicarse, de una forma efectiva, con otros agentes, con los usuarios (a través de una interfaz de usuario) y con las aplicaciones software que los utilizan. En muchos casos, los agentes inteligentes presentan cierta movilidad, lo que les permite ejecutarse en máquinas diferentes. La aplicación de agentes inteligentes a la gestión de redes y servicios puede ser muy provechosa, puesto que permite adaptar las arquitecturas centralizadas de los sistemas actuales dotándolas de mejores prestaciones y mayor escalabilidad. Un ejemplo puede ser un sistema de gestión de la calidad de servicio que se ofrece a un cliente determinado. Un operador podría encargar a un agente inteligente que supervise ciertos parámetros del servicio y dedicarse a otras actividades. Este agente podría comunicarse con otros agentes instalados en determinados nodos para que le notifiquen cuando estos parámetros sobrepasan ciertos umbrales. En el caso que esto ocurra, el agente encargado de la supervisión podría ponerse en contacto con un agente proveedor de red, al objeto de localizar el ancho de banda necesario para seguir manteniendo la calidad del servicio. Si logra su objetivo, todas estas actividades se realizarían sin intervención del operador.

84 CAPÍTULO 3: Análisis de calidad en telecomunicaciones 3.1 Introducción El manejo del desempeño de la red debe permitir a sus administradores asegurarse de que se cuenta con recursos suficientes para soportar el tráfico, reducir la inaccesibilidad de la red al mínimo, proveer niveles de servicio sólidos y determinar las tendencias de utilización para proponer mejoras en la configuración de los equipos o en la topología de la red, que permitan evitar futuros problemas de rendimiento. Debido a que actualmente hay una cantidad significativa de tecnologías asociadas a las telecomunicaciones, el presente estudio se delimitó al análisis de cuatro de estas tecnologías. La selección se basó en la importancia que hoy en día tienen dentro del Sector Telecomunicaciones del ICE. Específicamente se consideraron: Multiplexación por División de Longitud de Onda Denso (DWDM), Jerarquía Digital Síncrona (SDH), Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM), Red Protocolo de Internet (Red IP). Asimismo, se estudiaron dos de los principales servicios asociados a algunas de las tecnologías citadas. Se seleccionaron los servicios de Voz sobre IP (VoIP) y Servicio de Mensajería Corta (SMS). En este capítulo se realiza una breve descripción de cada tecnología y servicio escogido. Posteriormente se definen los principales indicadores de calidad de desempeño recomendados por las entidades internacionales que normalizan las telecomunicaciones o por los fabricantes. 63

85 64 Luego el estudio se centra en las alarmas que generan los equipos asociados a cada tecnología y los parámetros que representan, al alertar cuando el indicador ha sobrepasado un umbral mínimo de calidad previamente definido. Finalmente, se distingue la metodología de análisis en tiempo real o en tiempo diferido, según el momento en que se ejecute, por lo que se hace una propuesta acerca de la forma en que puede visualizarse la tendencia en el comportamiento de cada indicador con el fin de realizar análisis de calidad de desempeño. Al mismo tiempo, se proponen las diversas formas de medición de la calidad de los servicios escogidos y la manera en que se puede visualizar su comportamiento. 3.2 Descripción de las tecnologías y servicios seleccionados DWDM DWDM es el acrónimo, en inglés, de Dense wavelength Division Multiplexing, que significa Multiplexación Densa por División en Longitudes de Onda. Es una técnica de transmisión de señales a través de fibra óptica DWDM es un método de multiplexación muy similar a la multiplexación por división de frecuencia que se utiliza en medios de transmisión electromagnéticos. Varias señales portadoras (ópticas) se transmiten por una única fibra óptica utilizando distintas longitudes de onda de un haz láser cada una de ellas. De esta manera se puede multiplicar el ancho de banda efectivo de la fibra óptica, así como facilitar comunicaciones bidireccionales. Se trata de una técnica de transmisión muy atractiva para las operadoras de telecomunicaciones ya que les permite aumentar su capacidad sin tender más cables ni abrir zanjas. Para transmitir

86 mediante DWDM es necesario dos dispositivos complementarios: un multiplexor en lado transmisor y un de multiplexor en el lado receptor. 65 La introducción de nuevos servicios de valor añadido tales como vídeo bajo demanda o aplicaciones multimedia requiere de una gran cantidad de ancho de banda para satisfacer las necesidades de los usuarios. Las soluciones que tienen los proveedores de servicio para satisfacer este aumento de la demanda de tráfico son diversas. Por una parte pueden instalar más fibra, aunque ésta es una solución cara y en algunos casos inviable. Otra solución consiste en utilizar técnicas de multiplexación por división en el tiempo (TDM), donde el aumento de capacidad se consigue por medio de ranuras de tiempo más pequeñas que permiten transmitir mayor cantidad de bits (datos) por segundo. Esta tecnología ha sido utilizada en las redes de transporte basadas en los estándares SDH/SONET. No obstante, el principal problema al que se enfrentan los proveedores de servicio es el relacionado con el salto a una capacidad mayor. Basándose en la jerarquía SDH, la capacidad inmediatamente superior a los 10 Gbit/s son los 40 Gbit/s, por lo que se obtiene más capacidad de la que pudiera necesitarse en un principio, con el correspondiente desembolso económico pues hay que actualizar todos los transmisores y receptores del sistema. Finalmente, la tercera alternativa consiste en DWDM, que permite aumentar de una forma económica la capacidad de transporte de las redes existentes. Por medio de multiplexores, DWDM combina multitud de canales ópticos sobre una misma fibra, de tal modo que pueden ser amplificados y transmitidos simultáneamente. Cada uno de estos canales, a distinta longitud de onda, puede transmitir señales de diferentes velocidades y formatos: SDH/SONET, IP, ATM, etc. Es decir, DWDM puede multiplexar varias señales TDM sobre la misma fibra. Las redes DWDM futuras se espera que transporten 80 canales OC-48/STM-16 de 2,5 Gbit/s (un total de 200 Gbit/s), ó 40 canales OC-192/STM-64 de 10 Gbit/s (un total de 400 Gbit/s), la capacidad equivalente a unos volúmenes de

87 enciclopedia por segundo. A diferencia del sistema WDM convencional, en este caso todas las portadoras ópticas viajan por la fibra con separaciones inferiores a 1 nm. 66 Figura 3.1 Diagrama de extracción-adición de longitud de onda [27] Una de las principales ventajas de los sistemas DWDM es su modularidad, la cual permite crear una infraestructura conocida como "grow as you go", que se basa en añadir nuevos canales ópticos de forma flexible en función de las demandas de los usuarios. Así, los proveedores de servicio pueden reducir los costes iniciales significativamente, al tiempo que desarrollan progresivamente la infraestructura de red que les servirá en el futuro. Sin embargo, la revolución de los sistemas DWDM no hubiese sido posible sin las características clave de tres tipos de tecnología: - La capacidad que poseen los diodos láseres de emitir luz a una longitud de onda estable y precisa con un ancho de línea espectral muy estrecho. - El formidable ancho de banda de la fibra óptica (varios THz), el cual no ha sido aprovechado completamente durante tiempo.

88 67 - La transparencia de los amplificadores ópticos de fibra (EDFA) a las señales de modulación y su habilidad para amplificar de forma uniforme varios canales simultáneamente. Los rápidos avances producidos en DWDM en los últimos años, junto con la creciente demanda de servicios de alta velocidad y gran ancho de banda, están provocando cambios sustanciales en las arquitecturas de las redes ópticas. Así, la tecnología DWDM se está expandiendo progresivamente desde el núcleo de las redes ópticas de alta velocidad hacia las redes metropolitanas y de acceso. Y todo ello provocado por el éxito alcanzado por las soluciones DWDM de largo alcance que han permitido un aumento espectacular en la capacidad de las redes ópticas de transporte. La primera generación de redes WDM surgió para aliviar el problema del agotamiento de capacidad de las redes SDH/SONET, y tal y como se ha comentado, consistía simplemente en combinar múltiples longitudes de onda en una misma fibra. El número de canales era pequeño (del orden de 16) y la protección se realizaba en las capas 2 ó 3. La segunda generación de redes metropolitanas DWDM dobla el número de canales e introduce protección de anillo y OADMs estáticos, permitiendo que los proveedores de servicio proporcionen servicios basados en longitud de onda. Adicionalmente, las arquitecturas de red que emplean DWDM de segunda generación soportan interfaces multiservicio protegidos, tales como Gigabit Ethernet, ESCON y SDH/SONET. Si bien estas mejoras son enormes en comparación con las redes SDH/SONET convencionales, la segunda generación de redes posee limitaciones en cuanto a capacidad, coste, escalabilidad y gestión de red. La conmutación entre múltiples anillos metropolitanos se realiza de forma centralizada y las longitudes de onda se demultiplexan antes de ser conmutadas/enrutadas de forma individual. Esto da lugar a conmutadores con un gran número de puertos (por

89 68 ejemplo, 1024 x 1024) para poder gestionar el tráfico entre anillos, resultando en costes elevados. Adicionalmente, la mayoría de OXCs existentes realizan conversiones optoelectrónicas a la entrada y a la salida del conmutador debido a la falta de estándares de interconexión de longitudes de onda en entornos donde existen equipos de múltiples fabricantes. Finalmente, las redes ópticas de tercera generación se caracterizan por ofrecer gestión dinámica de las longitudes de onda directamente en el dominio óptico, proporcionando ventajas significativas con respecto a la segunda generación de redes. Asimismo, el número de canales es mayor y existe una monitorización de prestaciones más sofisticada que se realiza sobre cada canal óptico. Por medio de láseres sintonizables y filtros, junto con tarjetas de interfaz de múltiples velocidades, se puede realizar la gestión dinámica de longitudes de onda en el dominio óptico de una forma rápida y eficiente. Sin embargo, la clave para ganar clientes consiste en su habilidad para proporcionar nuevos servicios o cambiar la capacidad de los existentes de forma rápida SDH La Jerarquía Digital Síncrona (SDH) define las especificaciones de interfaz necesarias para multiplexar eficientemente varios tipos de señales, tanto para nuevas aplicaciones de banda ancha, como para las aplicaciones ya existentes de baja velocidad. El SDH soporta todas las interfaces existentes en los sistemas PDH básicos de Mbps y Mbps, hasta el cuarto nivel de 140 Mbps en jerarquía europea y 45 Mbps en jerarquía americana. El SDH fue incorporado como nuevo estándar de transmisión en 1988 por la ITU-T, el cual garantiza una reutilización y un aprovechamiento de toda la infraestructura existente de anteriores tecnologías.

90 69 Velocidad de bits en el SDH En el sistema SDH, todos los elementos de red se guían por una misma señal de reloj suministrada por una sola fuente común. Por este hecho, las velocidades de transmisión se establecen a partir de Mbps y van creciendo en múltiplos enteros de esta velocidad (ej. N x Mbps). Existen hasta la fecha cuatro velocidades fundamentales reconocidas en SDH, las cuales se denominan modulo de transporte síncrono N (STM-N) por sus siglas en inglés, donde la variable N indica la cantidad de veces que se multiplica una trama STM. En la figura 3.2 se muestra los módulos STM-N y una comparación entre la tecnología PDH y la SDH. Figura 3.2 Velocidades de bps en PDH y SDH [34] Contenedor virtual, sección y trayecto Toda la información que se vaya a transportar por una red SDH, lo que se denomina carga útil, se va a almacenar dentro de un contenedor virtual o VC. En SDH existen diferentes tipos de contenedores virtuales los cuales se usan para transportar distintos volúmenes de tráfico.

91 70 VC-11 VC-12 VC-2 VC de orden inferior Tamaño equivalente a 1.5 Mbps. Tamaño equivalente a 2 Mbps. Tamaño equivalente a 6.3 Mbps. VC-3 VC-4 VC de orden superior Tamaño equivalente a 34Mbps o 45 Mbps. Tamaño equivalente a 140 Mbps. Los VC s fueron definidos con el propósito de transportar las señales PDH existentes en las diferentes jerarquías como la europea, americana y japonesa. La filosofía del SDH es que una vez que la información PDH haya sido almacenada en un contenedor virtual o VC, esta es uniforme y presenta la misma forma en toda la red. Por tal razón se pueden manejar los VC s de igual forma, sin importar el tipo de datos que este contenga. En SDH se manejan dos tipos de secciones, a saber: sección de regenerador y sección de multiplexor, las cuales se pueden apreciar en la figura 3.3. La sección de regenerador representa un segmento en las facilidades de transmisión entre un elemento de red terminal (LT), en donde se genera o en donde termina una señal STM-N y un regenerador de señal, o bien entre dos regeneradores de señal. La sección multiplexor es un medio de transmisión entre dos elementos de red terminal (LT) consecutivos. Un elemento de red terminal es el que genera la señal STM-N y el otro elemento es el que la termina, lo que se denomina origen y destino de una señal. Las redes SDH están compuestas por varias secciones de multiplexor con distintos niveles de STM según sea la capacidad de transmisión requerida en cada uno de los segmentos entre nodos. Por último, el trayecto es la conexión lógica entre un punto en donde se ensambla un VC y otro punto donde este VC es desensamblado. Un trayecto se puede considerar como un tubo que conecta dos puntos, entre los cuales se establece un servicio o facilidad, atravesando una serie de secciones de multiplexor.

92 71 Figura 3.3 Sección y Trayecto en SDH [34] Estructura de multiplexación SDH En SDH existen dos maneras de formar una trama STM-N, la primera es a través de unidades administrativas de orden superior AU-3, esta forma es usada en Norteamérica, Japón y algunos otros países, conocida generalmente como SONET (red óptica síncrona). La otra manera de formar una trama STM-N es por medio de una unidad administrativa de orden superior AU-4 y es usada por el resto de países. Figura 3.4 Estructura de multiplexación SDH [34]

93 72 En la figura 3.4 se observa el proceso de formación de una trama STM-1. Las cantidades que se observan a la derecha de la figura, representan los flujos o tributarios PDH antes de entrar a la estructura. Estos flujos son de 1.5 Mbps el cual cabe en un contenedor C-11, un Mbps que se va a acomodar en un contenedor C-12 para esta capacidad y así sucesivamente. Nótese que el contenedor C-3 puede transportar tanto una tributaria de 34 Mbps como una de 45 Mbps. Cuando estas tributarias entran en el sistema SDH, se acomodan en sus respectivos contenedores. Luego se les agrega el encabezamiento de puntero de trayecto y se convierten en contenedores virtuales o VC, seguidamente se les agrega el puntero TU que contiene la información para el alineamiento de las tramas. En el siguiente paso se forman los grupos de unidades tributarias y se repite el proceso de almacenar en contenedores virtuales de orden superior, hasta llegar a tener una unidad administrativa de nivel 4 (AU-4) o tres unidades administrativas de nivel 3 (AU-3). Estas se agrupan en un AUG para formar un STM y sus múltiplos N van a dar la velocidad del STM-N. Fundamentos de sincronización en SDH Todos los elementos de red (NE) en la red SDH se operan bajo un mismo reloj de frecuencia, suministrado por una fuente de señal llamada reloj de referencia primario (PRC). La distribución de esta señal de reloj se realiza a través de líneas de transmisión ordinarias, como por ejemplo, las que utiliza el SDH ya sean estas tributarias o agregados, y se pude realizar por medio de fibra óptica o cable de cobre. Los equipos de red que se denominan intermedios, como por ejemplo, los equipos repetidores, las equipos multiplexores de inserción y extracción, etc., trabajan bajo un concepto llamado modo esclavo, el cual consiste en recuperar o extraer la señal de una señal STM-N recibida, ya sea de un agradado o de un tributario para así sincronizarse con la red.

94 73 La señal de reloj, como cualquier señal, sufre deterioro a lo largo de su transmisión. Un problema muy común es la fluctuación acumulada, que se produce durante la transmisión a través de una cadena de elementos de red. Otro problema es la degradación que se da por las largas distancias y los medios de transmisión. Estos problemas se reducen utilizando un equipo de reloj esclavo de alto rendimiento, tanto para repetidores, como para multiplexores. En la figura 3.5 se aprecia la arquitectura de sincronización que utilizan las redes SDH. La fuente primaria o PRC se obtiene actualmente por medio de una señal GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Todas las señales de reloj están normalizadas por la ITU-T en sus estándares G-811 y G-812 en donde se especifican las calidades mínimas de operación para el funcionamientos de estos relojes. Cuando los equipos trabajan de forma esclava, la señal de reloj la obtienen, ya sea recuperada de alguna línea de transmisión o de manera externa. Si el elemento pierde la señal de reloj por algún motivo, este entra a trabajar de modo de retención. El modo de retención consiste en una memoria que el mismo nodo va guardando de la señal de reloj, de esta forma si la señal de reloj que recibe, ya sea ésta recuperada de alguna línea o de forma externa, sufre alguna degradación severa o se interrumpe por completo, el nodo utiliza esta memoria para sincronizarse mientras recupera la señal original. Los equipos SDH también pueden entregar señales de reloj a otros equipos de telecomunicaciones, por lo que ellos mismos también se pueden convertir en fuentes externas de reloj para otros equipos. Esto hace que la distribución de la señal de reloj se realice en forma de arquitectura de árbol.

95 74 Figura 3.5 Arquitectura de sincronización [34] GSM La arquitectura del Sistema Global para las Comunicaciones (GSM; Global System Mobile) consta de tres grandes subsistemas interconectados que interactúan entre ellos mismos y con los usuarios, a través de ciertas interfaces en la red. La siguiente figura muestra un ejemplo de esta arquitectura.

96 75 Figura 3.6 Arquitectura de GSM A continuación se detallará cada componente de la arquitectura presentada en la figura anterior. Estación Móvil (MS, Mobile Station) Es el terminal móvil transportado por el abonado del servicio. Se compone de dos piezas fundamentales: el equipo móvil (terminal) y una tarjeta inteligente llamada SIM (Subscriber Identity Module). Sistema de Estación Base (BSS, Base Station System) Está formado por el controlador de estación base (BSC, Base Station Controller) y una o varias estaciones base (BTS, Base Station Transceiver). La BTS contiene todos los transmisores-receptores que sirven a una celda y que se interesan por recibir y enviar información al canal, abasteciendo una interfaz física entre la MS y la BSC. La BSC administra los recursos de radio para una o más BTS

97 76 controlando la conexión entre estas y la MSC, asimismo configuración del canal de radio. permite la gestión y Subsistema de Red y Conmutación (NSS, Network and Switching Subsystem) El componente principal de este sistema es el Centro de Conmutación Móvil (MSC, Mobile Switching Center). Por medio de este, se realiza la conmutación de las llamadas entre los usuarios GSM y los de la red fija de telefonía u otras redes de radio móviles. También por medio de cuatro bases de datos inteligentes (HLR, VLR, AuC y la EIR), se tiene acceso y se brinda supervisión de la movilidad de los abonados. Subsistema de Operación de Soporte (OSS, Operation Support Subsystem) El OSS soporta la operación y el mantenimiento de GSM y permite a los ingenieros de mantenimiento supervisar, diagnosticar y arreglar todas las alertas del sistema GSM. El handoff es una tarea muy importante en una red celular. Este mecanismo debe decidir cuándo entregar un MS a otra célula, y a cual célula en específico. Debe asegurarse que la MS pudo hacer el handoff correctamente y debe re-enrutar la llamada a la nueva célula. Y debe hacerlo tan rápidamente que no se note un quiebre en la señal de voz recibida por el usuario. Figura 3.7 Handoff En GSM existen dos tipos de canales lógicos; los canales de tráfico y los canales de control (TCH para traffic channels y CCH para control channels). Los canales de tráfico

98 77 pueden contener voz o datos de usuario, tales como mensajes SMS y poseen formato y funciones idénticos tanto para el enlace de bajada o el de subida. Los canales de control llevan comandos de señalización y sincronización entre la estación base y la unidad móvil. Algunos de estos canales se encuentran definidos sólo para el enlace de bajada o el de subida. A continuación se presenta un esquema general de los distintos grupos de canales existentes en GSM. Figura 3.8 Canales Lógicos GSM

99 IP Internet se constituye fundamentalmente de la conexión de redes locales y metropolitanas de datos, usando bridges, switches y routers, sobre distintos tipos de medios de transmisión, con protocolos de red y transporte común independientes de esos medios. En los actuales escenarios convergentes, los enlaces soportan flujos de paquetes heterogéneos en cuanto a tamaño, secuencia e importancia. Es por lo tanto, tarea de los administradores de las redes, procurar que se realice una identificación adecuada de los paquetes para que sean tratados de la forma que mejor corresponda para cada clase. Por ejemplo, se puede considerar un escenario en que los paquetes de VoIP deben ser pasados con máxima prioridad para que no se afecte la calidad de las conversaciones, mientras que los paquetes de transferencia de archivos o correo electrónico pueden esperar, ya que no son aplicaciones críticas. La gran demanda que supone la convergencia de redes y servicios lleva a que se produzcan problemas de tráfico, manifestados a través de parámetros de calidad de funcionamiento de las redes IP. El alcance del concepto de redes IP a utilizar para este trabajo se ajusta a la definición de estas redes como un conjunto de elementos que se comunican entre sí mediante el conjunto de protocolos TCP/IP, el cual rige el tráfico de paquetes de datos, en cuanto a su encaminamiento y el aseguramiento de su correcta entrega. Estos protocolos corresponden respectivamente a las capas de Internet y de transporte del modelo TCP/IP, o bien, a las capas de red y transporte del modelo OSI. Esto se muestra en la siguiente figura.

100 79 Figura 3.9 Capas de modelos OSI y TCP/IP TCP/IP es el estándar de protocolos globalmente utilizado para la transmisión de información en Internet y la mayoría de las redes internas. Para la distribución de los paquetes entre los nodos de las redes locales, Ethernet es el método de acceso más utilizado. En el ICE, la red IP, conocida como Red Avanzada de Internet (RAI), está compuesta fundamentalmente por equipos Cisco y consta de tres niveles o capas: núcleo (core), distribución y acceso, tal como se muestra en la siguiente figura.

101 80 Figura 3.10 Estructura de la RAI VoIP Voz sobre IP, es también conocido como VozIP, telefonía IP y más comúnmente como VoIP, por sus siglas en inglés Voice-over-Internet Protocol. Es una tecnología que permite tomar señales analógicas de audio; como la voz humana, para convertirlas en señales digitales y transmitirlas a través de Internet empleando un protocolo IP. Por lo tanto, la información es transmitida en forma de paquetes en lugar de ser enviada en forma tradicional por circuitos dedicados para telefonía. Esto permite utilizar un enlace normal de Internet y convertirlo en un medio para realizar llamadas telefónicas a cualquier parte del mundo ya sea de manera gratuita o sino a muy bajo costo. Características

102 81 - Proporciona el enlace a la red telefónica tradicional. - Independiente del tipo de red física; permite integración con las redes actuales. - Independiente del hardware utilizado. - Permite ser implementado tanto en software como en hardware. Arquitectura de la red Los cuatro elementos principales se muestran de la estructura de VoIP se muestran y se detallan seguidamente [71] : Terminales: Son los sustitutos de los actuales teléfonos. Se pueden implementar tanto en software como en hardware. Gatekeepers (GK): Es un elemento opcional en la red, pero cuando está presente, todos los demás elementos que contacten dicha red deben hacer uso de él. Son el centro de toda la organización VoIP, pues su función es la de gestión y control de los recursos de la red. Los gatekeepers sustituyen a las actuales centrales y normalmente implementadas en software. Gateways (GW): Se trata del enlace con la red telefónica tradicional, actuando de forma transparente para el usuario. Estos equipos también juegan un papel importante en la seguridad de acceso, la contabilidad, el control de calidad de servicio. Application Server (AS): es la funcionalidad que provee los servicios adicionales de la red VoIP. Entre esos servicios se puede destacar: casillero de voz, unidad interactiva de respuesta audible (IVR), servicios de agenda telefónica, entre otros.

103 82 Ventajas de VoIP Figura 3.11 Arquitectura de VoIP La principal ventaja de este tipo de servicios es que evita los cargos altos de telefonía (principalmente de larga distancia) que son usuales de la telefonía por circuitos. Algunos ahorros en el costo son debidos a utilizar una misma red para llevar voz y datos. Esto permite a los operador de telecomunicaciones desarrollar una única red que se encargue de cursar todo tipo de comunicación. Es evidente que tener una sola red en vez de dos, es beneficioso para cualquier operador que ofrezca ambos servicios, tal es el caso del ICE. Otra ventaja es que las llamadas telefónicas locales pueden ser automáticamente enrutadas a un teléfono VoIP, sin importar dónde se esté conectado a la red. Por lo que el usuario puede llevar consigo un teléfono VoIP en un viaje, y en cualquier sitio conectado a Internet, puede recibir llamadas. Además los teléfonos VoIP pueden integrarse con otros servicios disponibles incluyendo videoconferencias, intercambio de datos y mensajes en paralelo con la conversación.

104 83 Desventajas de VoIP El mayor problema de VoIP, no es el protocolo, sino la red IP. La red IP no fue pensada para dar ningún tipo de garantías, ya que es una red mejor esfuerzo. Lo que provoca que la tecnología VoIP carezca de la calidad de los sistemas telefónicos tradicionales SMS El servicio de mensajes cortos o SMS (por sus siglas en ingles, Short Message Service) es una plataforma disponible en los teléfonos móviles que permite el envío de mensajes cortos. Estos son también conocidos como mensajes de texto entre teléfonos móviles, teléfonos fijos y otros dispositivos de mano. SMS fue diseñado originariamente como parte del estándar de telefonía móvil digital GSM, pero en la actualidad está disponible en una amplia variedad de redes, incluyendo las redes TDMA, 3G y hasta teléfonos públicos [36]. El SMS es uno de los servicios de mayor impacto en la red GSM del ICE [26]. Un solo mensaje corto consta de 160 caracteres y ha sido de gran aceptación por parte de los clientes alrededor del mundo, por lo que se han generado aplicaciones y facilidades para este medio. Debido a que los mensajes SMS son recibidos prácticamente de inmediato por el destinatario y son un medio de comunicación muy personal, muchos ya los están utilizando como el mejor medio para comunicarse con una comunidad para invitar a eventos, dar avisos, enviar alarmas, coordinar evacuaciones, confirmar transacciones bancarias, enviar confirmaciones de compra y muchas cosas más.

105 84 Un ejemplo de esto es la plataforma que permite el envío de mensajes cortos, anunciando una falla en una radio base específica, dando información de ubicación, motivo de la falla, tiempo de generada la falla, etc. También la plataforma USSD que utiliza un SMS cifrado para permitir comunicaciones seguras y realizar trámites como transacciones bancarias. Básicamente, en su forma más simple, la red actual por el cual se envía un SMS es la que se muestra en el diagrama siguiente: Antena SMSC Figura 3.12 Diagrama red SMS El SMSC es el centro de mensajes cortos (Short Message Service Center), y es el encargado de procesar cada mensaje enviado desde un terminal A, y dirigirlo hacia el terminal B. Este servidor especializado está protegido de cualquier acceso mediante firewalls. Tiene un esquema de tratamiento de cola de mensajes y reintentos, el cual permite que los mensajes que entran al servidor en un momento muy saturado de tráfico, se mantengan en espera en la base de datos del servidor para ser enviado conforme valla liberando su tráfico. Además el esquema de reintentos permite que si un mensaje que se trate de enviar a un teléfono pero no logra llegar al terminal B con éxito, es guardado de

106 nuevo en el servidor para volverlo a intentar varias veces después por un tiempo determinado [22]. 85 Hace un tiempo existían dos SMSC por las redes Alcatel y Ericsson. A finales del año 2007 con la ampliación de líneas GSM de Ericsson (o comúnmente llamado 300K) se integró todo el sistema de mensajería a un solo servidor lo suficientemente potente para permitir el tráfico de mensajes de la red nacional. Esto permite tener un control centralizado del comportamiento del servicio de mensajería. Cada SMS enviado genera CDRs (Call Detail Reporting), el cual se utiliza para el cobro de cada mensaje. Un CDR es un archivo que se crea, con el envío de cada SMS, el cual trae información detallada de número de origen, destino, valor del mensaje, fecha, etc. Un CDR no contiene el texto del mensaje en sí, si no información sobre origen, destino, fecha, hora, etc. que permiten el control del tráfico y cobros. El contenido de un CDR es como la imagen siguiente [18] : Figura 3.13 Contenido de un CDR Donde se puede observar el número de origen ( ), el de destino ( ), posteriormente la fecha (080810, año 2008, mes 08, día 10) y la hora (191422, 19 horas, 14 minutos y 22 segundos). Códigos cortos Además del servicio de mensajes cortos de terminal a terminal, también existe la mensajería de códigos cortos, los cuales ofrecen un servicio determinado en algunas ocasiones o simplemente funcionan como un servicio para programas televisivos como

107 forma de recaudación de dinero, por ejemplo los reality shows de canal 7 Cantando por un Sueño y Bailando por un Sueño. 86 Para este servicio alimentado por SMS, se utiliza otro servidor (SMS Gateway) el cual funciona como concentrador de códigos y genera los CDRs correspondientes. Según el esquema de SMS podemos ubicar el SMS Gateway como se muestra en la figura siguiente: Antena SMSC SMS Gateway Figura 3.14 Diagrama SMS Gateway Actualmente el SMSC Gateway está ubicado en la Central TDMA Lucent en el tercer piso del edificio del ICE en San Pedro. Los mensajes que son enviados desde un celular a un código corto, son reenviados del SMSC al SMSC Gateway, el cual procesa los CDRs permitiendo así un control de tarificación centralizado.

108 3.3 Indicadores de calidad de desempeño de las tecnologías seleccionadas y de calidad de servicio de los servicios escogidos DWDM Actualmente la mayoría redes ópticas DWDM que se instalan, se utilizan como un medio de transporte de información para redes digitales SDH o SONET, por lo que actualmente las redes DWDM supervisan el desempeño de los parámetros de calidad de SDH. 87 Según la recomendación UIT-T G.826: Parámetros y objetivos de las características de error de extremo a extremo para conexiones y trayectos digitales internacionales de velocidad binaria constante [52], algunos de los indicadores más importantes son: ES: Segundos Errados. Es el segundo durante el cual ocurre por lo menos un bloque erróneo (uno o más bits transmitidos son errados). SES: Segundos con muchos Errores. Un segundo que contiene más de un 30% de bloques erróneos en la trama transmitida. BBE: Errores de Fondo de Bloque. Corresponden a un bloque errado que no es parte de un error de tipo SES. UAS: Segundos no Disponible. Es una cuenta de intervalos de segundo durante los cuales no se encuentra disponible un trayecto. Este pasa a estar no disponible luego de 10 SES contiguos. Estos 10 SES se incluyen en el tiempo no disponible. Posteriormente tras 10 segundos sin SES se vuelve a estar disponible. Estos segundos de ajuste se cuentan dentro de los UAS. Cuando se menciona como B_UAS se refiere al caso de que el trayecto sea un canal de transmisión bidireccional. La gestión de las redes SDH existentes dependen de parámetros digitales de comprobación tales como tasa de errores en los bits (BER), tasa de segundos con errores

109 88 (ESR) y tasa de segundos con muchos errores (SESR) que se miden en la capa eléctrica (en regeneradores 3R), que tal como se indico anteriormente se detallan ampliamente en la Rec. UIT-T G.826. Una comprobación de error, similar se utiliza en la red óptica de transporte (que utiliza alineación de trama Rec. UIT-T G.709/Y.1331) para la supervisión de las conexiones de extremo a extremo y las conexiones ópticas en el nivel eléctrico. Estos métodos proporcionan una medición fiable de la calidad de funcionamiento de extremo a extremo de un canal óptico, sin embargo no pueden ser aplicados dentro de un dominio óptico transparente (en donde no existe conversión o/e/o), en los que no se disponen de regeneradores 3R (Re-amplification, Re-shaping, Re-timing) para determinar la tara de trama. Es por esto que no pueden dar la información suficiente para determinar el origen de los problemas en redes DWDM complejas. Por otro lado, el rápido avance de la tecnología DWDM ha permitido obtener velocidades de transmisión y cantidad de canales mucho mayores a las anteriormente alcanzadas, además se tienen ahora conexiones totalmente ópticas más extensas dentro de un dominio óptico. La tecnología DWDM está avanzando a ritmo veloz, ampliando continuamente la cantidad de canales, velocidad de canal y límites de alcance. Los sistemas DWDM de múltiples tramos y larga distancia pueden tomar señales ópticas miles de kilómetros sin regeneración o terminaciones eléctricas. Esto reducirá la cantidad de puntos de comprobación eléctrica. Es importante mencionar que tal como se indica en la recomendación UIT-T G.697, esta recomendación constituye el paso inicial para abordar ciertas necesidades a través de la supervisión óptica, sin embargo al ser una tecnología emergente y en constante cambio actualmente se encuentran en estudio algunos de los aspectos relacionados a esta [48]. Por otro lado se refiere a sistemas DWDM con canales ópticos y velocidades binarias de hasta

110 10 Gbit/s aproximadamente (que son los que actualmente se encuentra comercialmente en operación). 89 Se indica además que: El propósito de esta Recomendación es indicar un conjunto mínimo, pero no exhaustivo, de los parámetros ópticos que se pueden utilizar para efectuar las funciones de supervisión óptica en sistemas de transmisión ópticos, en particular los relacionados con los elementos de red sin conversiones óptica-eléctrica-óptica (o/e/o) [48] Según la documentación de la UIT-T, se tienen algunos parámetros de supervisión óptica que pueden medirse utilizando la tecnología actual, como se indico antes al ser los sistemas de transporte DWDM tan nuevos y encontrarse esta tecnología aun en avance existen restricciones tecnológicas en su supervisión. Los parámetros a evaluar con la tecnología actual en sistemas de transmisión óptica y que se recomienda supervisar son: - Potencia del canal La potencia del canal se refiere a la potencia en dbm para cada uno de los canales ópticos, correspondientes a cada longitud de onda de la banda C recomendada por la UIT. Es importante analizar que existe una diferencia (en db) entre la potencia del canal con mayor potencia (en dbm) y la del canal con menor potencia (en dbm), dado que la potencia varía dependiendo de la longitud de onda respectiva de cada canal DWDM. - Potencia total La señal de cada canal se aplica a una señal multicanal en la gama de longitudes de onda de funcionamiento, y de esta forma se logra conformar una sola señal a transmitir que contiene todas las longitudes de onda de los canales, como respuesta la potencia total deberá ser la suma de cada una de las potencias de los canales.

111 90 - Relación óptica señal/ruido (OSNR) Este valor indica la relación entre la potencia de la señal óptica y la potencia de ruido óptico del transmisor óptico en una determinada anchura de banda acoplada al trayecto de transmisión. La OSNR es expresada en db. - Longitud de onda del canal La tecnología DWDM utiliza distintas longitudes de onda para trasmitir distintas señales digitales, cada una de estas longitudes de onda va estar separada de la siguiente y de la anterior en el espectro, por un determinado espacio en GHz, según como lo establece la Rec. G.692 UIT-T (Cuadro A.1/G.692-Frecuencias centrales nominales). El fenómeno en el que la longitud de onda del canal no es exactamente la que se esperaría teóricamente recibe el nombre de desviación de frecuencia central. La desviación de la frecuencia central se define como la diferencia entre la frecuencia central nominal y la frecuencia central real. En la desviación de frecuencia central se encuentran todos los procesos que afectan al valor instantáneo de la frecuencia central de la fuente en un intervalo de medida apropiado a la velocidad binaria del canal. Estos procesos incluyen la velocidad de la fuente, la anchura de banda de la información, el ensanchamiento debido al SPM y efectos debidos a la temperatura y al envejecimiento. La Rec. G.692 UIT-T, proporciona los valores máximos de desviación de frecuencia central asociada con cada separación de canales, estas se muestran en la Tabla 3.1; sin embargo el caso de una separación de canales de 100 GHz se encuentra actualmente en estudio.

112 91 Tabla 3.1 Cuadro 3/G.692 Desviación de la frecuencia central en función de la separación de los canales [47] Separación de canales GHz (n) Desviación máxima de la frecuencia central GHz n 200 En estudio En estudio n/5 Los datos que se puedan almacenar con respecto a las longitudes de onda de los canales, servirán para hacer análisis e informes del comportamiento de este parámetro óptico, para detectar por medio de análisis diferido desviaciones significativas de la frecuencia central nominal. Actualmente el ICE está adquiriendo una solución de transporte de datos del tipo DWDM, está se utilizará como base ó columna vertebral para soportar la gran red de trasporte con la que cuenta el ICE y que da servicio a gran cantidad de clientes. Este proyecto recibe el nombre de Frontera-Frontera, dada la extensión del proyecto y de cómo se espera cubrir y extender la red por todo el territorio nacional. De esta manera se están adquiriendo equipos de la serie XDM de la marca ECI Telecom, los cuales manejaran la red de transporte utilizando la tecnología SDH sobre un transporte óptico del tipo DWDM. Se tendrán disponibles 32 longitudes de onda diferentes en cada una de las fibras ópticas instalas y cada fibra tendrá una capacidad teórica de 10 Gbps por canal, lo que daría una capacidad total de aproximadamente 320 Gbps en cada fibra. La red de ECI utiliza un modelo de capas o niveles para la gestión de dicha red DWDM, el concepto de capas múltiples que se maneja en la red DWDM ECI se muestra en la figura.

113 92 Es posible realizar en el caso del ICE gestión en la capa óptica y en la capa SDH (a futuro podría realizarse en la capa de Ethernet si se adquirieran tarjetas para esta capa), así como supervisar los parámetros de estas capas. ECI Telecom cuenta con una infraestructura de gestión y monitorización de red amplia, desde los NE hasta los mismos gestores al nivel de NMS. Así, se cuenta con software que permite la configuración del equipo a nivel local (LCT); a niveles inferiores donde solo se supervisan equipos de red (EMS) por medio de la herramienta EMS-XDM; y a un nivel más alto de configuración de la red en general (NMS por medio de LightSoft ). Esta diversidad permite gestionar el rendimiento del equipo y la red en general por medio de parámetros que brindan información acerca del estado del equipo y los trayectos, hasta del trasiego de información por los mismos (pérdidas de datos) SDH Con el objetivo de mejorar los servicios que se brindan a los usuarios los cuales son transportados en su mayoría a través de la red SDH, resulta conveniente aplicar un método preventivo para el mantenimiento y la localización de averías. El mantenimiento preventivo supone la localización y corrección de averías antes de que el deterioro de la calidad de funcionamiento alcance los niveles inaceptable o degradado. Para esto es necesario aplicar metodologías de supervisión del desempeño de la red tanto en tiempo real para la toma de acciones preventivas inmediatas como estudio en lapso de tiempo mayores (tiempo diferido) que permiten generar una acción de mantenimiento adecuada.

114 93 Dichos mecanismos deben estar sustentados en parámetros y normativas internacionales que garanticen al ente supervisor del servicio y al ICE como tal, que las referencia utilizadas y aplicadas están acordes con las reglamentaciones vigentes. Para la aplicación de cualquier método o técnica de análisis en el tiempo para redes de transporte SDH, es conveniente comenzar por definir los parámetros de calidad que según la normativa internacional pueden ser sometidos a estudio. En las transmisiones digitales cualquier bit recibido con error puede deteriorar la calidad de transmisión. La magnitud que relaciona el número de bits con errores y el número total de bits trasmitido en un intervalo de tiempo es conocida como tasa de errores en los bits (BER, bit error rate). La tasa de errores solo puede medirse si se conoce la estructura de bit de secuencia evaluada, motivo por el cual el BER solo se puede evaluar fuera de servicio porque normalmente se desconoce la estructura de bits de un mensaje arbitrario. Dado lo anterior, la Rec. UIT G.826 define los parámetros de calidad de funcionamiento de manera que se puedan efectuar mediciones en servicio, para lo cual se utilizan mecanismos de códigos de detección de errores (EDC, error detection code) los cuales determinan si se producen uno o más errores en una secuencia de bits llamada bloque. Al igual que con los bits, la tasa de errores en los bloques se define en función del número de bloques con error. Se presenta a continuación, según la Rec. UIT-T G.826, los parámetros de característica de error y su definición, los cuales permiten la evaluación de disponibilidad en trayectos de jerarquía digital síncrona: - Bloque con errores (EB, errored block): Bloque en el cual uno o más bits tienen errores.

115 94 - Segundo con errores (ES, errored second): Periodo de un segundo con uno o más bloques con errores o por lo menos con un defecto. - Segundo con muchos errores (SES, severely errored second): Periodo de un segundo que contiene 30% de bloques con errores o por lo menos un defecto. SES es un subconjunto de ES. - Error de bloque de fondo (BBE, background block error): Bloque con error que no se produce como parte de un SES. Asociados a estos indicadores se manejan lo que son las tasas, que equivalen a relaciones de segundo ES, SES y BBE sobre el tiempo disponible en función de intervalos de medición definidos, obteniéndose como resultado valores ESR, SESR y BBER que se pueden usar para análisis a largo plazo. Cabe destacar que dichos parámetros son los mismos que se utilizan para el estudio de calidad de PDH sobre SDH por la naturalidad de la tecnología. Lo anterior es importante de tenerse en cuenta ya que existe también la posibilidad de analizar el comportamiento de trayectos PDH mediante el estudio de la calidad en la red de jerarquía digital síncrona. Los valores de bloque que se toman como referencia para la supervisión de la calidad de funcionamiento están en función de la velocidad del trayecto o sección y se presentan en el Anexo C de la Rec. UIT-T G.826. Dichos rangos son utilizados para la determinación de cómputos de un ES, SES y BBE por el ente supervisor de mantenimiento GSM Se eligen parámetros representativos en tiempo diferido bajo el enfoque de accesibilidad, disponibilidad, retenibilidad e integridad de la red GSM.

116 95 Parámetro Enfoque Definición % congestión TCH: Canal de Tráfico (Traffic Channel) Accesibilidad Los TCHs se utilizan para llevar voz codificada o datos de usuario % disponibilidad de portadoras Disponibilidad Disponibilidad de los radios en cada sector de cada radio base del sistema celular, la cantidad de minutos en los cuales los dispositivos permitan cursar la completa capacidad teórica de tráfico instalado % llamadas caídas Retenibilidad Cantidad de llamadas en proceso que fueron descontinuadas sin intervención de usuarios, cuando está siendo atendida por un sector de cualquier radio base que no se encuentre aislada o que no corresponda al límite de área de cobertura solicitado. % llamadas caídas handover Retenibilidad Porcentaje de llamadas caídas durante un proceso de handoff en cada sector de cada radio base del sistema celular en donde aplique dicho proceso, es decir cuando la llamada estas siendo atendida por un sector de cualquier radio base que no se encuentre aislada o que no corresponda al límite del área de cobertura solicitado. Cobertura Integridad Área de servicio en donde se brinda la intensidad de señal mínima aceptable y se asegura la operabilidad del sistema, que garantiza la continuidad del servicio en las localidades indicadas y el cumplimiento de los parámetros de grado de servicio, llamadas caídas y caídas de handoff.

117 96 La red GSM cuenta con un Sistema de Operación y Mantenimiento (OSS) el cual permite la operación y mantenimiento de los elementos de la red. A partir del OSS se tiene todo un sistema de alarmas para cada uno de los componentes de la red. Por políticas de privacidad, Ericsson no facilita todos los parámetros en tiempo real que operan en su red ni sus umbrales. Únicamente se facilitaron 2 parámetros, los cuales se consideran ser los más representativos. Ubicación de Alarma Categoría Centro de Conmutación Móvil (MSC) BTS (Base Station Transceiver) Señalizador Señalizadores contra el PSTN, Plataformas y BSC`s Señalizadores contra MSC`s Señalizadores RBSC's contra Rutas Se definen por niveles correspondientes a una cierta cantidad de circuitos bloqueados A nivel de Radio bases la categoría de alarma define para cada tipo de canal (BCCH, SDCCH, TCH) IP El alcance de las definiciones presentadas en este capítulo se contextualiza dentro de la matriz de calidad de funcionamiento presentada en la siguiente figura, tomada de la Recomendación UIT-T Y.1540: Parámetros de calidad de funcionamiento relativos a la disponibilidad y la transferencia de paquetes del protocolo Internet [68].

118 97 Sección de red Sección de circuito MP MP MP MP Encaminador Red IP Encaminador Encaminador o SRC Encaminador o DST Enlace Frontera Frontera Frontera Frontera Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP MP Punto de medición Y.1540 Eventos de referencia de la transferencia de paquetes IP (Véase la cláusula 5) (Véase la cláusula 6) Función Criterio Velocidad Exactitud Seguridad de funcionamiento Acceso Transferencia de información de usuario Y.1540 Parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP Desvinculación (Véase la cláusula 7) Servicio IP no disponible Y.1540 Parámetros de disponibilidad Servicio IP disponible Y.1540_F01 Figura 3.15 Alcances de la Rec. UIT-T Y.1540 Los parámetros de calidad de funcionamiento del servicio IP se determinan con respecto a la función de transferencia de paquetes IP, independientemente de su tipo o contenido, entre puntos de medición (MP, Measurement Points). Se determina un modelo por capas de calidad de funcionamiento de servicio IP, conformadas de la siguiente manera [68] : - Capas inferiores: diversos medios físicos, protocolos y servicios componen esta capa, donde se utilizan tecnologías como SDH, ATM, RDSI o líneas arrendadas.

119 98 Dado que los enlaces proporcionados terminan en puntos en los que los paquetes IP son reenviados (encaminadores origen y destino), el transporte no tiene significado de extremo a extremo. - Capa IP: el transporte de paquetes IP tiene significado de extremo a extremo para un par de direcciones origen y destino. Los datos de usuario no pueden modificados en la capa IP ni por debajo de ella. - Capas superiores: son soportadas por el IP y permiten modificar y mejorar la calidad de funcionamiento proporcionada, por lo cual sí tienen significado de extremo a extremo. Por ejemplo, se incluye TCP, UDP, FTP, RTP y HTTP. La figura ilustra este modelo: Información de usuario (por ejemplo, datos) Información de usuario (por ejemplo, datos) Calidad de funcionamiento de capa superior (HTTP) (RTP) (FTP) etc. (TCP) (UDP) etc. (RTP) (UDP) (HTTP) (FTP) (TCP) Calidad de funcionamiento de servicio de capa de paquetes IP Y.1540 Capa IP Capa IP Capa IP Capa IP Calidad de funcionamiento de capa inferior (3 ejemplares) LL LL LL Componentes de red: SRC Enlace Encaminador Enlace Encaminador Enlace DST Y.1540_F02 Figura 3.16 Modelo por capas de calidad de funcionamiento de servicio IP según la Recomendación UIT-T Y.1540 Es importante considerar que cuando el transporte es provisto sobre redes de otras tecnologías, como PDH, SDH o ATM, se incorporan implícitamente los valores límite de

120 los parámetros, tal como se analiza en las Recomendaciones G.823, G.824, G.825, M.2100, M.2101, M.2110 y M.2201, entre otras [69], [56], [57], [55], [6], [35], [49], [50], [51]. 99 El modelo de calidad de funcionamiento IP genérico expuesto en la Rec. UIT-T Y.1540, con el cual se pretende representar cualquier servicio IP de extremo a extremo está compuesto por los siguientes elementos, enlaces, secciones y puntos de medición principales: - Encaminador: computador principal que se comunica con otros reenviando los paquetes IP según el contenido de su campo de dirección IP de destino. - Computador principal de origen (SRC) y de destino (DST):computador y su dirección IP completa que aplica funciones de encaminamiento en la capa IP, desde el cual se originan (en caso del SRC) o donde se terminan (en el DST) los paquetes IP de extremo a extremo. También pueden iniciar o finalizar funciones de protocolos de capa superior e inferior. - Enlace de central (EL, exchange link): conexión punto a punto (física o virtual) entre un SRC o un DST y otro encaminador o entre dos encaminadores de secciones de red distintas. - Sección de red (NS, network section): conjunto de computadores principales unidos por todos sus enlaces de interconexión, que juntos proporcionan servicio entre un SRC y un DST bajo una misma responsabilidad jurisdiccional. Generalmente tienen el mismo identificador de red en sus direcciones IP y sus propias reglas de encaminamiento, normalmente con encaminadores que aplican protocolos de pasarela exterior en las fronteras. - Punto de medición (MP, measurement point): frontera entre un computador principal y un enlace adyacente donde pueden medirse eventos de referencia de calidad de funcionamiento. - Sección básica: puede ser un EL, una NS, un SRC o un DST. Las secciones básicas están delimitadas por MP.

121 100 - Conjunto de secciones de red (NSE, network section ensemble): subconjunto conectado de NS junto con todos los EL que las interconectan. Puede representar toda la red IP de extremo a extremo. Los NSE están delimitados por MP. - Red con protocolo Internet de extremo a extremo: conjunto de EL y NS que proporcionan transporte de paquetes IP de un SRC a un DST y son delimitados por los respectivos MP. El MP de ingreso es el MP cruzado por paquetes de ese servicio cuando entran a la red de extremo a extremo por el SRC y el MP de egreso es el MP cruzado por los paquetes cuando salen de la red por el DST. En la siguiente figura se muestran los resultados de los eventos de transferencia de paquetes IP contemplados por la Recomendación. El valor de T máx al que se hace referencia se ha establecido provisionalmente en 3 segundos para efectos prácticos.

122 101 MP de ingreso MP de egreso IPRE 1 t T máx IPRE 2 Encabezamiento válido y cabida útil sin errores Resultado paquete IP satisfactorio IPRE 1 t T máx IPRE 2 Encabezamiento degradado o cabida útil con errores Resultado paquete IP con errores IPRE 2 (Nota) Resultado paquete IP espurio IPRE 1 Nunca entregado o entregado a un MP de egreso no permitido Resultado paquete IP perdido IPRE 1 t > T máx IPRE 2 (Nota) Resultado paquete IP perdido NOTA El resultado se produce con independencia del contenido del paquete IP. Y.1540_F06 Figura 3.17 Eventos de transferencia de paquetes IP según la Recomendación UIT- T Y Tomando en cuenta la posibilidad de fragmentación de los paquetes, se señala que un evento de egreso IP corresponde a un evento de ingreso anterior si ambos están asociados al mismo paquete IP y es la primera vez desde el ingreso del paquete que éste sale del NSE (es decir, no es una reentrada de paquetes).

123 102 Si se pierde algún fragmento, se considera perdido todo el paquete original. Si no se pierde ningún fragmento pero alguno queda con errores, se considera erróneo todo el paquete original. En conclusión, cada fragmento debe entregarse satisfactoriamente a los EL de salida permisibles para que el resultado de transferencia del paquete IP sea satisfactorio. La calidad de funcionamiento de un EL, una NS o un NSE para un servicio extremo a extremo se puede evaluar independientemente para cada tipo de paquetes (ToS, DSCP, protocolo, etc.), seleccionando los MP adecuados. La calidad de funcionamiento será distinta según el tipo de paquetes que compone la muestra, por lo que se debe indicar cuáles se incluyen en la población de interés a evaluar. Esto se puede ilustrar con una métrica de conectividad IP: los resultados difieren si los paquetes van destinados a puertos TCP bien conocidos o a puertos UDP no reservados. Es por esto que es práctica generalizada especificar qué tipo de paquetes se está evaluando, tal como se hace en la RFC 2330 y otras asociadas a ella [35], [29], [1], [2], [3], [32], [14]. Una vez tomadas en cuenta todas las consideraciones previamente citadas, se puntualiza acerca de los parámetros de calidad de funcionamiento para la transferencia de paquetes IP. A continuación se describen los más importantes. Retardo o latencia de transferencia de paquetes de protocolo Internet (IPTD, IP packet transfer delay) Corresponde al tiempo t 2 -t 1 transcurrido entre un evento de ingreso IPRE 1 en el momento t 1 y un evento correspondiente de egreso IPRE 2 en el momento t 2, donde 0<(t 2 - t 1 )<T máx. El retardo medio de transferencia de paquetes IP es la media aritmética de los IPTD de una población de interés.

124 103 Este indicador mide el tiempo que le toma a un paquete viajar desde un origen a un destino determinado, o bien, es la medición de cuánto demora el recorrido de un paquete desde el punto de transmisión hasta el punto de recepción. Usualmente, la latencia se mide usando ICMP (Internet Message Control Protocol) a través de terceras aplicaciones, tales como Ping, en distintos momentos del día y con diferentes cargas de tráfico de red. Ping es una herramienta disponible generalmente en todas las versiones de sistemas operativos que soportan TCP/IP. Para juzgar y comparar el desempeño de las redes IP, se requieren de mediciones que no sean influenciadas por retardos que estén fuera del control del Proveedor de Servicios de Internet. Esta medición es llamada medición del retardo de viaje redondo en una trayectoria, es decir el tiempo que le toma a un paquete en ir y regresar al punto de origen sobre una misma trayectoria. En el caso de un ISP esta medición se realiza entre nodos del backbone de su misma red. En redes habilitadas para QoS, la disposición en una dirección puede ser radicalmente diferente a la existente en la dirección inversa, por lo que las garantías de QoS pueden diferir. Por lo tanto, se recomienda la medición del retardo en cada sentido de forma independiente, para así verificar cada garantía de forma individual. El retardo en la red puede ser afectado por diversos factores tecnológicos. Se compone entonces de dos partes: Retardo fijo: corresponde a los tiempos que se consumen en los procesos de serialización de los bits y su propagación. La serialización es la colocación de bits en la interfaz de conexión, mientras que la demora de propagación es dada por la velocidad a la que transita una trama por el medio físico.

125 104 Retardo variable: se debe al tiempo requerido por los equipos para procesar, enrutar y conmutar los paquetes. Depende de factores como la velocidad de procesamiento de los dispositivos, protocolo de enrutamiento, encapsulamiento y distancia en saltos entre origen y destino. Variación del retardo de paquetes de protocolo Internet entre dos puntos de extremo a extremo (IPDV, IP packet delay variation) La variación del retardo entre dos puntos v k para un paquete IP k entre SRC y DST es la diferencia entre el IPTD absoluto (x k ) del paquete y un IPTD de referencia (d 1,2 ), entre esos mismos MP. Es decir: v k = x k -d 1,2. El retardo de referencia d 1,2 es el IPTD absoluto para el primer paquete IP entre los MP de SRC y DST. Conocida como jitter, representa la diferencia variable de retardo absoluto entre dos paquetes consecutivos que forman parte de un mismo flujo extremo a extremo. También existe la fluctuación lenta de fase, conocida como wander. Para corregir esta fluctuación los paquetes deben ser retenidos en espera de que lleguen los que están retrasados y así recopilar la información en el orden correcto, utilizando un buffer con una cola que los almacena y los envía después de un tiempo. La siguiente figura ilustra mejor este concepto:

126 105 MP 1 MP 2 Paquete 0 Paquete 0 d 1,2 t = 0 a 1,1 Paquete 1 Paquete 1 a 2,1 a 1,2 Paquete 2 a 1,k. Paquete Paquete k. a 2,2 Paquete k a 2,k Variables: a 1,k Momento de llegada efectiva del paquete k a MP 1 a 2,k Momento de llegada efectiva del paquete k a MP 2 x k = a 2,k a 1,k d 1,2 v k d 1,2 Retardo absoluto de la transferencia del paquete 0 entre MP 1 y MP 2 x k Duración absoluta de la transferencia del paquete k entre MP 1 y MP 2 v k = x k d 1,2 x k v k Valor de la variación del retardo del paquete entre 2 puntos entre MP 1 y MP 2 Y.1540_F09 Figura 3.18 Descripción esquematizada de la variación del retardo de paquetes IP Es aceptado utilizar como retardo de referencia el retardo medio de la población de paquetes o el del paquete con el mínimo retardo, con el fin de simplificar el análisis. Para detectar el efecto de las variaciones del retardo en diferentes aplicaciones o diferenciar las variaciones pequeñas de las potencialmente mayores que se podrían derivar de un cambio en el enrutamiento, se pueden utilizar parámetros secundarios que son mencionados en el apéndice II de la Rec. UIT-T Y Tasa de pérdida de paquetes de protocolo Internet (IPLR, IP packet loss ratio) Relación entre el total de resultados paquete IP perdido (X p ) y el total de paquetes IP transmitidos (X t ), en una población de interés. IPLR = X p / X t.

127 Los efectos de inestabilidad de la ruta se pueden cuantificar indirectamente mediante la utilización de los parámetros de pérdida y retardo. 106 La pérdida de paquetes sucede cuando se descartan paquetes en las colas de los routers, debido principalmente a congestión. El porcentaje de pérdida de paquetes indica la fiabilidad de una conexión. Usualmente en un enlace usado como subred de interconexión no deben observarse pérdidas mayores al 1% salvo que el circuito este congestionado, existan problemas a nivel de transmisión física, o los nodos (routers) extremos estén sobrecargados. Para medir pérdida de paquetes se usa también ICMP, enviando un número finito de paquetes, y contabilizando el número de paquetes recibidos desde la interfaz remota. Al igual que la latencia, la tasa de pérdida de paquetes es una variable muy importante a considerar en el análisis de aplicaciones de voz sobre IP, y en las aplicaciones relacionadas con la distribución de audio y video en tiempo real, sobre redes de datos. Es crítica para tráfico de voz y vídeo, no tanto para fax y módem, aunque dos paquetes secuenciales (continuos) perdidos pueden hacer que una conexión por módem o una llamada fax se caigan. En llamadas VoIP persona-persona es aceptable un porcentaje mayor de pérdida de paquetes, pero no es aconsejable, por lo cual se podría utilizar software para envío de información redundante (a costa de mayor uso de ancho de banda). Un paquete de datos se envía al router y se supone que el router envía los mismos datos nuevamente intactos. Los enrutadores del backbone procesan la transmisión de miles de paquetes. Como parte de este procesamiento, el enrutador usa espacios temporales llamados buffers, para almacenar los paquetes hasta que ellos puedan ser reenviados a su destino. Si no se pueden transmitir los paquetes lo suficientemente rápido, por congestión

128 del CPU, por errores de trama, por falta de espacio en los buffers o porque los circuitos de salida son muy lentos, los paquetes pueden ser desechados. 107 Tasa de ocupación del enlace Esta variable mide la fracción de ancho de banda utilizado en un enlace, con respecto al ancho de banda teórico máximo que es posible cursar sobre él. La tasa de ocupación es expresada como porcentaje, tomando muestras de los contadores de tráfico de cada enlace, los que usualmente almacenan capacidad utilizada en un lapso de tiempo determinado. Este valor se compara con la capacidad teórica máxima en el mismo lapso de tiempo. Un enlace con una tasa de ocupación mayor a un 90% podría indicar sobreocupación, la que usualmente provoca descarte de paquetes, y por lo tanto, mayor latencia y pérdida de paquetes. En una conexión extremo a extremo, el máximo ancho de banda corresponde al del enlace con menor capacidad y el ancho de banda disponible para el flujo de cada aplicación está dividido entre todas las que haya cursando. Es por esto que las redes convergentes, no dedicadas, son tan susceptibles a la saturación del ancho de banda. Disponibilidad del servicio La función de disponibilidad permite dividir el tiempo de servicio programado total (normalmente 24 horas al día, 7 días a la semana) en períodos disponibles e indisponibles. Se advierte que el tráfico generado específicamente para probar la disponibilidad de servicio IP no debe provocar congestión, ya que alteraría el resultado y aumentaría la

129 108 probabilidad de caer en estado indisponible. Esto es importante especificarlo a la hora de definir las herramientas de evaluación a utilizar. En el apéndice IV de la Recomendación UIT-T Y.1541: Objetivos de calidad de funcionamiento de red para servicios basados en el protocolo Internet, se describe la metodología de prueba mínima para determinar el estado de disponibilidad [69]. Los parámetros de disponibilidad de servicio IP especificados son los siguientes: Porcentaje de indisponibilidad de servicio de protocolo Internet (PIU, percent IP service unavailability): porcentaje del tiempo de servicio programado en que, según la función de disponibilidad, el servicio está indisponible. Porcentaje de disponibilidad de servicio de protocolo Internet (PIA, percent IP service availability): porcentaje del tiempo de servicio programado en que, según la función de disponibilidad, el servicio está disponible. De lo anterior se desprende que PIU = 100 PIA. Utilización de CPU y memoria disponible Una configuración no óptima de los enrutadores puede provocar que los paquetes tarden más tiempo del necesario en trasladar los paquetes de la interfaz entrante a la interfaz saliente. Cada programación adicional representa un paso más en el tratamiento de los paquetes antes de dirigirse a su puerto destino. Esto es capaz de provocar fallas en el acceso a servicios en el router, respuestas lentas, congestión y desconexiones por tiempo vencido (connection timeouts).

130 109 Dos parámetros importantes relacionados con recursos que hay que aprovechar de manera eficiente son el porcentaje de utilización del CPU y la cantidad de memoria disponible. El router debe contar con un margen de disponibilidad de memoria y capacidad de procesamiento, para poder responder a picos causados por eventos periódicos o imprevistos. Si el CPU permanece ocupado al 99% por mucho tiempo, la estabilidad de la red puede verse afectada; así como una utilización casi total de la memoria no permite espacio en los buffers del equipo. Para el diagnóstico de estos indicadores se requiere conocer otras especificaciones y medidas como: cantidad de procesadores, velocidad de procesamiento, tipo de CPU instalado, tiempo de operación continua del procesador, longitud de la cola de procesos, utilización de memoria física, utilización de memoria virtual, tiempo total en espera, lista de threads o hilos activos de los procesos, cantidad de memoria física instalada, cantidad de memoria virtual habilitada, porcentaje de memoria libre física y virtual, porcentaje de páginas encontradas en memoria. Clases y objetivos de QoS para IP Para establecer niveles de calidad de servicio es necesario, en primera instancia, determinar los requisitos de QoS e identificar las características del tráfico de la red. Se procede entonces a formular un modelo con características particulares demandadas por los usuarios. A partir de esto, se pueden definir diversos niveles de servicio formados por el agrupamiento de ciertos objetivos en términos de parámetros como disponibilidad y velocidad de transmisión.

131 Como una categorización básica se encuentra la diferenciación del tráfico según el tipo de servicio que presta. Las tres clases principales son: 110 Voz: Este tipo de tráfico representa la mayor exigencia, especialmente en cuanto a retardo y pérdida de paquetes. Esto se debe a que una conversación en tiempo real sería insostenible en caso de que lo que dice una persona no sea escuchado por la otra, o que lo escuche mucho tiempo después. Como protocolo de transporte utiliza el UDP, debido a que la retransmisión efectuada por TCP no es útil, ya que de nada sirve repetir lo que alguien dijo bastante tiempo después de haberlo dicho y mezclado con otras palabras dichas después y ya reproducidas. Generalmente requiere un ancho de banda casi constante y no afecta otras aplicaciones. Los valores requeridos usualmente son: Retardo: menor a 150 ms. Variación de retardo: menor a 30 ms. Ancho de banda: dado por la siguiente ecuación en Kbps voz Bcodec N P B * donde B codec es el ancho de banda en Kbps consumido por el códec, el cual puede variar desde 17 hasta 107 Kbps; N p corresponde al número máximo de llamadas estimadas para hora pico. El factor de Kbps se agrega por los encabezados. Videoconferencia: Al igual que el tráfico de voz, es intolerante a la pérdida de paquetes, al retardo y sus variaciones. Pero además de eso, no presenta un flujo constante sino que hay picos en el

132 consumo de ancho de banda. Esto provoca que pueda eventualmente afectar al demás tráfico de una red. También se utiliza el protocolo de transporte UDP. 111 El ancho de banda requerido depende del estándar de videoconferencia y del tipo de códecs de audio y video usados. Usualmente varía entre 64 y 768 Kbps. A esto hay que sumarle un margen de 20% adicional para encabezados. Se requiere retardo menor a 150 ms y variación de retardo menor a 30 ms. Datos: El tráfico de datos soporta descarte de paquetes, por lo que se usa comúnmente TCP. No obstante, es de características muy variables, que dependen de los tipos de aplicaciones a las que está asociado. Debido a esta última característica, se ha hecho necesario clasificar los flujos de datos según su uso. Algunas categorías usuales son: Tráfico de aplicaciones críticas: es el correspondiente a las actividades más importantes para el negocio del cliente. Tráfico transaccional: para aplicaciones interactivas, comercio electrónico, etc. Tráfico de mejor esfuerzo: correo electrónico, transferencias de archivos, Internet. Tráfico de menor importancia: tráfico a evitar o restringir, como el de aplicaciones peer-to-peer. A continuación se muestra la figura con el trayecto de referencia y la tabla con los objetivos de QoS establecidos en la Rec. UIT-T Y.1541.

133 112 SRC Nube de red IP DST TE UNI GW GW GW GW GW GW UNI TE LAN LAN Sección de red Sección de red Sección de red Instalación de cliente Red extremo a extremo (QoS portadora) Conexión usuario a usuario (QoS de teleservicio) Instalación de cliente TE Equipo terminal Pila de protocolos GW Encaminador de pasarela UNI Interfaz usuario-red Y.1541 F01 NOTA El equipo de instalación del cliente (área sombreada) se muestra solamente para propósitos ilustrativos. Figura Trayecto de referencia para el modelo de tráfico de paquetes IP según la Recomendación UIT-T Y Tabla 3.2. Objetivos provisionales para definiciones de clases de QoS y calidad de funcionamiento de redes IP según la Recomendación UIT-T Y Cuadro 1/Y.1541 Objetivos provisionales para definiciones de clases de QoS y calidad de funcionamiento de redes IP Parámetro Clases de QoS Tipo de objetivo de calidad Clase 5 de calidad de de funcionamiento de especifica Clase 0 Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4 no funcionamiento de red red da IPTD Límite superior en el IPTD medio (Nota 1) 100 ms 400 ms 100 ms 400 ms 1 s U

134 113 Cuadro 1/Y.1541 Objetivos provisionales para definiciones de clases de QoS y calidad de funcionamiento de redes IP IPDV Límite superior 50 ms 50 ms U U U U en el cuantil de IPTD menos el IPTD mínimo (Nota 2) (Nota 3) (Nota 3) IPLR Límite superior U en la probabilidad de pérdida de paquetes (Nota 4) (Nota 4) IPER Límite superior (Nota 5) U

135 Cuadro 1/Y.1541 Objetivos provisionales para definiciones de clases de QoS y calidad de funcionamiento de redes IP Notas generales: Los objetivos se aplican a las redes IP públicas. Se considera que los objetivos son alcanzables en las implementaciones de red IP comunes. El compromiso del proveedor de servicios de red ante el usuario es tratar de entregar los paquetes de modo que se alcancen cada uno de los objetivos aplicables. La gran mayoría de los trayectos IP que ofrecen conformidad con la Rec. UIT-T Y.1541 deberían satisfacer estos objetivos. Para algunos parámetros, la calidad de funcionamiento en trayectos más cortos y/o menos complejos puede ser significativamente mejor. Se sugiere provisionalmente un intervalo de evaluación de un minuto para IPTD, IPDV, e IPLR, y en todos los casos se debe informar el valor de éste. Los proveedores de servicios de red pueden decidir ofrecer compromisos de calidad de funcionamiento mejores que los de estos objetivos. "U" significa "no especificado" o "sin límites". Cuando la calidad de funcionamiento relativa a un parámetro particular se identifica como "U", el UIT-T no establece objetivo para este parámetro y se puede ignorar cualquier objetivo Y.1541 por defecto. Cuando se establece el objetivo para un parámetro como "U", la calidad de funcionamiento con respecto a ese parámetro puede, a veces, ser arbitrariamente deficiente. Todos los valores son provisionales y las redes no tienen necesidad de cumplirlos hasta que se corrijan incrementándolos o disminuyéndolos basándose en la experiencia real de explotación. NOTA 1 Cuando los tiempos de propagación sean muy largos no se cumplirán objetivos de bajo retardo extremo a extremo. En estas y algunas otras circunstancias, que todo proveedor experimentará, tarde o temprano, no siempre se podrán cumplir los objetivos de IPTD en las clases 0 y 2 y, en su lugar, se podrán utilizar los objetivos para el IPTD del cuadro 1 que representan clases de QoS factibles. Los objetivos de retardo de una clase no impiden que un proveedor de servicios de red ofrezca servicios con compromisos de retardo más cortos. De acuerdo con la definición de IPTD en la Rec. UIT-T Y.1540, se incluye el tiempo de inserción del paquete en el objetivo IPTD. En esta Recomendación se sugiere un campo de información de paquetes máximo de 1500 octetos para la evaluación de estos objetivos. 114

136 Cuadro 1/Y.1541 Objetivos provisionales para definiciones de clases de QoS y calidad de funcionamiento de redes IP NOTA 2 Se encuentra en estudio la definición y el tipo de objetivo IPDV. Para mayores detalles véase el apéndice II. NOTA 3 Este valor depende de la capacidad de los enlaces interredes. Son posibles variaciones más pequeñas cuando todas las capacidades son mayores que la velocidad primaria (T1 o E1), o cuando los campos de información de paquetes en competencia son menores que 1500 octetos (véase el apéndice IV). NOTA 4 Los objetivos de clase 0 y 1 para IPLR están basados parcialmente en estudios que muestran que las aplicaciones y los códecs voz de alta calidad no se verán afectados esencialmente por un IPLR de NOTA 5 Este valor asegura que la pérdida de paquetes es la fuente dominante de los defectos presentados a las capas superiores, y es factible con un transporte IP sobre ATM. 115 Posteriormente, se presentan directrices para la aplicación de las clases de QoS definidas, las cuales se muestran en la siguiente tabla, según la Recomendación UIT-T Y.1541.

137 116 Cuadro 2/Y.1541 Directriz para las clases QoS IP Clase de QoS Aplicaciones (ejemplos) Mecanismos de nodo Técnicas de red 0 Tiempo real, sensibles a la Encaminamiento y distancia fluctuación de fase, alta limitados Cola separada con servicio interacción (VoIP, VTC) preferencial, preparación del 1 Tiempo real, sensibles a la Encaminamiento y distancia tráfico fluctuación de fase, menos limitados interactivas (VoIP, VTC). 2 Datos transaccionales, Encaminamiento y distancia altamente interactivas limitados Cola separada, prioridad por (señalización) supresión 3 Datos transaccionales, Encaminamiento y distancia interactivas menos limitados 4 Sólo pérdida baja Cola larga, prioridad por Cualquier ruta/trayecto (transacciones cortas, datos en grandes cantidades, flujo continuo de vídeo) supresión 5 Aplicaciones tradicionales de redes IP por defecto Cola separada (prioridad inferior) Cualquier ruta/trayecto Se determina que los intervalos de evaluación deben ser: - Suficientemente largos para incluir bastantes paquetes del flujo deseado y para reflejar un período de uso típico. - Suficientemente cortos para efectos prácticos de la medición y para permitir identificar los lapsos de deficiente calidad de funcionamiento dentro de un intervalo balanceado y no tan largo, en el que no queden ocultos. Dado que el tamaño de los paquetes podría afectar el resultado de la medición de los parámetros y la mayoría de los flujos contienen variaciones considerables de la dimensión de los paquetes, se sugiere establecer el intervalo en un minuto, utilizar campos de información de 60 a 1500 octetos y registrar el tamaño utilizado [68], [69], [35]. Sin embargo,

138 117 considerando la eventual utilización de pruebas de capas inferiores y que la evaluación de la IPDV se simplifica al utilizar un solo tamaño de paquete, se recomienda el valor del campo de información de paquete de 1500 octetos. También se menciona que, por definición, el cálculo del IPTD incluye el tiempo de inserción de paquete. Esto lleva a que la Recomendación proponga que el máximo campo de información de paquete sea de 1500 octetos. Se hace la observación de que los tiempos muy largos de propagación (causados, por ejemplo, cuando las distancias geográficas son muy grandes o se usan satélites geoestacionarios) no permitirán cumplir los objetivos de bajo IPTD estipulados para las clases 0 y 2. Conmutación de ráfagas ópticas Es interesante mencionar que, como un novedoso método para la provisión de QoS en redes ópticas IP sobre WDM, se encuentra en experimentación la conmutación de ráfagas ópticas (OBS, Optical Burst Switching), la cual combina el enrutamiento de paquetes y el óptico, mejorando el aprovechamiento de las longitudes de onda y agrupando las ráfagas de paquetes mediante distribuciones dinámicas de carga en las redes de borde. Ante la necesidad de una ruta de conexión, un paquete de control es enviado primero, para reservar la longitud de onda por la que luego se enviará el grupo de paquetes de manera dedicada. De esta manera se obtiene acceso a grandes anchos de banda de una manera eficiente, que permite garantizar calidad de servicio. OBS es particularmente efectivo para aplicaciones altamente demandantes, que requieren por poco tiempo altas tasas de transferencia de datos y bajo retardo, las cuales son conocidas como explosivas o "bursty".

139 VoIP La comunicación sobre la propia red de datos, ya sea una red privada o Internet, obliga a compartir ancho de banda con todo el conjunto de aplicaciones que se ejecutan en esta red. Por ello es necesario disminuir en lo posible la saturación de la red y de esta forma asegurarnos de no producir un colapso de todas las comunicaciones. Para ello se utilizan algoritmos de compresión, códecs, que sin disminuir la calidad del sonido notablemente, si reduzcan drásticamente el ancho de banda utilizado. Sin embargo, la utilización de estos trae como efecto negativo la degradación que producen en la fidelidad de la voz. La utilización de códecs de mayor calidad proporciona mejor conservación del ancho de banda, y a la vez menor degradación de la señal de voz. En los laboratorios se puede comprobar por medio de mediciones la conservación del ancho de banda, pero sin embargo para determinar la calidad señal es necesaria la interpretación humana; ya que a pesar de obtener integridad en la portadora y en los bits de la transmisión, lo que soporta la calidad vocal al final es la percepción de los suscriptores. Además de los códecs empleados, un factor sumamente significativo en la degradación de la calidad de voz en VoIP, es la calidad del servicio de la red IP. En todas las aplicaciones sobre la red IP intervienen diversos parámetros que determinarán la calidad del servicio ofrecido, estos parámetros como se mencionó anteriormente son: la latencia, el jitter, la pérdida de paquetes, entre otros. Tabla 3.3 Aspectos de la Red IP que afectan la calidad de voz Aspectos Latencia Jitter Valores Recomendados Menor a 150ms Menor a 100ms

140 119 Pérdida de Paquetes Menor al 1%. Por último, otro aspecto que degrada la calidad de voz, es el eco. El eco se produce por un fenómeno técnico que es la conversión de 2 a 4 hilos de los sistemas telefónicos o por un retorno de la señal que se escucha por los altavoces y se mete de nuevo por el micrófono. El eco también se suele conocer como reverberación. El eco se define como una reflexión retardada de la señal acústica original. El eco es especialmente molesto cuanto mayor es el retardo y cuanto mayor es su intensidad con lo cual se convierte en un problema en VoIP puesto que los retardos suelen ser mayores que en la red de telefonía tradicional. El oído humano es capaz de detectar el eco cuando su retardo con la señal original es igual o superior a 10ms. Pero otro factor importante es la intensidad del eco ya que normalmente la señal de vuelta tiene menor potencia que la original. Es tolerable que llegue a 65ms y una atenuación de 25 db a 30dB [72]. Finalmente, en redes calidad puede significar varias cosas. En VoIP calidad simplemente significa poder escuchar y hablar continuamente y de forma clara. La calidad del servicio VoIP se determina únicamente por el parámetro de la calidad de la voz el cual se ve afectado por todos los aspectos mencionados anteriormente. Para obtener los valores para la calidad de voz se puede recurrir a métodos subjetivos que realizan encuestas de opinión a un grupo de usuarios. El principal método empleado es MOS, Mean Opinion Store, que asigna un valor a la calidad de la llamada en toda la red. La medida tiene en cuenta tanto al códec como los efectos de la red. Adicionalmente existen métodos matemáticos que analizan la calidad de voz de una forma objetiva, entre estos se encuentran E-Model, PSQM. PESQ, VQmon, entre otros.

141 Estos modelos son basados en el método MOS; y junto con este serán detallados posteriormente en este capítulo SMS Según la ITU, el primer indicador de calidad de servicio para el servicio de SMS es la duración entre la emisión y recepción de un mensaje (o tiempo de transmisión). En este caso, la meta es determinar [13] : - La distribución de retrasos de la transmisión es expresada como un porcentaje para los intervalos de tiempo siguientes: 0-1 minuto, 1-5 minutos, 5-15 minutos, minutos,> 60 minutos. - La proporción entre los mensajes recibidos sin errores y los mensajes recibidos con errores. - La tasa de mensajes perdidos. Un mensaje se considera perdido (o no recibido) si el destinatario no lo recibe dentro de las 24 horas siguientes al momento en el que se envía. Tabla 3.4 Parámetros ETSI ( ) SMS Tasa de SMS exitosos Retardo (transmisión de una sola vía) Este parámetro esta dividido en dos temas: 1. El índice de SMS exitosos: es la probabilidad en que un usuario pueda enviar un SMS desde su equipo de Terminal. 2. EL índice de finalización de un SMS: Es el índice de SMS que han sido enviados y recibidos correctamente desde dos terminales. El retardo es la mitad del tiempo en milisegundos, que es necesitado para que un solicitud/replica (Ping) de un ICMP hacia una dirección IP valida. El índice de SMS exitosos: Las siguientes estadísticas deben ser realizadas Medidas sobre tráfico real de SMS en una población representativa. Llamadas de prueba en una población representativa Una combinación de las anteriores El índice de finalización de un SMS. Las siguientes estadísticas deben ser realizadas: El valor principal de la demora en milisegundos.

142 121 La desviación estándar de las demoras (delay) Según la ITU, para la QoS se definen los siguientes indicadores de calidad, que básicamente son tres, los cuales son medidos. La accesibilidad de la red Se refiere a la disponibilidad de recursos de red suficientes para conectarse a un servicio: cobertura, disponibilidad de la red, etc. En este aspecto se incluyen parámetros como [41] : El nivel de potencia recibido. Depende de la posición del terminal móvil dentro de la celda e indica la zona de cobertura que tiene cada celda de la red de telefonía móvil. La falta de cobertura temporal o permanente de la red en una determinada ubicación es una de las causas más frecuentes de pérdidas de calidad por parte de la red móvil. El parámetro que indica la cobertura de un terminal móvil es el RxLev en la tecnología GSM y el RSSI en la tecnología UMTS. La disponibilidad de la red. Cuando un usuario intenta acceder a un servicio, puede que la red atienda esta petición y por tanto provea el servicio solicitado sin mayor problema (en este caso será una petición que ha evolucionado correctamente), o puede que por el contrario la petición no llegue a desembocar en la provisión del servicio solicitado. Las causas por las cuales no es posible realizar la provisión del servicio pueden ser varias, pero en todos los casos el efecto que sufre el usuario es el de un defecto o pérdida de calidad. Entre las posibles causas se encuentran, por ejemplo, la congestión de la red o la falta de recursos para atender al usuario, las interferencias creadas por otros equipos circundantes que hacen que no se puedan atender las peticiones de un usuario, etc.

143 122 La accesibilidad del servicio Incluye los aspectos relacionados con la disponibilidad del servicio: tiempo de acceso, fuera de servicio, etc. En este segundo caso se incluyen parámetros como: El tiempo de acceso a un servicio. Es el tiempo que transcurre desde el momento en que el usuario realiza la petición de acceso a un determinado servicio hasta el instante en que se recibe la respuesta de éste. La contestación a la petición de acceso puede ser la provisión del servicio o la indicación de que el servicio no está disponible, que puede deberse bien a la falta de recursos por congestión del servicio o bien a la indisponibilidad de éste por avería. Las indisponibilidades del servicio. Las indisponibilidades del servicio se pueden deber a muchas causas, entre las que destacan las siguientes: servicio caído por avería, por congestión de recursos, por desactivación temporal, etc. El resultado del acceso al servicio. El resultado de un acceso a un servicio puede ser correcto si el servidor responde correctamente a la petición, o fallido si el servidor no responde o no proporciona alguna de las respuestas esperadas. La integridad del servicio Se refiere a la calidad ofrecida durante el uso del servicio. Este aspecto incluye parámetros como: La caída del servicio. Una caída de un servicio significa la imposibilidad de continuar accediendo a él tras establecerse la comunicación en un primer momento, siempre y cuando la imposibilidad sea motivada por cualquier causa ajena a la voluntad de sus usuarios y siempre que éstos se encuentren en todo momento en la zona de cobertura de la red.

144 123 La calidad de la transmisión de datos. Permite valorar la calidad en la transmisión de archivos (datos). Se mide mediante la tasa de error BER, que mide la calidad del canal establecido por la cantidad de errores que se producen en la transmisión de datos. La velocidad de acceso a un servicio o velocidad de transmisión (throughput). Es la cantidad de bits por segundo que se miden en una determinada transmisión durante el tiempo que dura la conexión. La efectividad del servicio. Es el porcentaje de accesos al servicio realizados y completados satisfactoriamente, frente a la totalidad de los accesos realizados. 3.4 Análisis de la calidad de desempeño en tiempo real DWDM En el caso del análisis en tiempo real, se busca supervisar y dar acción inmediata a problemas de desempeño que se presenten en la red. Para realizar análisis en tiempo real de la red de telecomunicaciones se utilizan las llamadas alarmas de desempeño o TCA (threshold-crossing alarms, alarmas de cruce de umbral), como su nombre lo indica estas alarmas están definidas por un umbral para un parámetro y un objeto en particular. En el caso del sistema de gestión de los equipos DWDM ECI, las TCA se muestran en un sistema de gestión en el momento en que un umbral de desempeño es excedido en determinado objeto. Para cada intervalo de monitorización de desempeño (15 minutos y un

145 124 día) existen 2 umbrales, un umbral bajo y uno alto. Cuando el valor del contador de PM es superior al umbral más alto, una alarma es reportada. Estos umbrales están definidos por default en el sistema de gestión Lightsoft según las recomendaciones UIT, sin embargo estos umbrales pueden ser variados por el operador según lo crea pertinente o para ir afinando el desempeño de la red como tal o de un cliente en particular. Los umbrales predeterminados se detallan más adelante. A continuación una lista de las TCA que se pueden obtener en el sistema de gestión de la red DWDM ECI: - BBEFE (Background Error Far End): esta alarma de cruce de umbral indica que el sistema ha cruzado el umbral de errores de Fondo de Bloque en el extremo lejano del trayecto, ya sea el umbral de los 15 min o el de 1 día. Dado que la alarma es reportada por múltiples niveles es recomendable revisar los niveles que presenten el problema y sacar un común denominador, frecuentemente un problema en una tarjeta podría reportar errores en muchas rutas. En casos como este la correlación juega un papel importante para agilizar la detección de un problema. - BBENE (Background Error Near End): esta alarma de desempeño indica un sobrepaso en el umbral de errores de fondo de bloque en el extremo cercano del trayecto, presenta las mimas características que la alarma anteriormente descrita. - ESFE (Errored Seconds Far End): esta alarma indica que se supero el umbral de segundos con errores en el extremo lejano del nodo. Se pueden fijar umbrales de 15 min y de 24 h. - ESNE (Errored Seconds Near End): esta alarma indica que se supero el umbral de segundos con errores en el extremo cercano del nodo. Se pueden fijar umbrales de 15 min y de 24 h.

146 125 - SESFE (Severely Errored Seconds Far End): esta alarma indica que se supero el umbral de segundos con muchos errores en el extremo lejano del nodo. Se pueden fijar umbrales de 15 min y de 24 h. Este contador PM indica cuantos segundos han mostrado más de un 30% de bloques erróneos en la trama transmitida. Esta alarma de cruce de umbral puede indicar falla del hardware. - SESNE (Severely Errored Seconds Near End): esta alarma indica que se supero el umbral de segundos con muchos errores en el extremo cercano del nodo. Se pueden fijar umbrales de 15 min y de 24 h. Este contador PM indica cuantos segundos han mostrado más de un 30% de bloques erróneos en la trama transmitida. Esta TCA al igual que SESFE puede indicar falla del hardware. - B_UAS (Bidirectional unavailable seconds): esta alarma de umbral se muestra al superar el umbral de segundos de indisponibilidad de la ruta bidireccional. Se define para el VC-4 y solo es posible fijar umbrales superior e inferior de 15 minutos. El formato que sigue la presentación de estos contadores en el gestor de la red DWDM ECI, permite identificar no sólo el tipo de error, también se puede lograr obtener información acerca de en qué parte del trayecto se registró (FE: Far-End o NE: Near-End), así como el tipo de tributario que se estaba transmitiendo al Punto Terminal (TP). Umbrales para contadores de PM, en la capa SDH/PDH del gestor LightSoft La documentación ECI muestra tablas específicas para los umbrales predeterminados en los equipos ECI para los contadores de desempeño. Estos contadores mencionados operan entre valores umbrales los cuales al ser superados son indicados por medio de alarmas TCA. Los umbrales por defecto se definen para varios tipos de tributarios que manejan los equipos. No obstante pueden ser modificados de acuerdo a los requerimientos de monitorización en cada una de las tarjetas de los módulos XDM.

147 En las tablas que siguen a continuación se muestran los umbrales de los principales contadores de PM según tributario. 126 Tabla 3.5 Umbrales de PM para un tributario VC-4 [15] Tipo 15 min alto 15 min bajo 24 horas alto 24 horas bajo BBENE NA ESNE NA SESNE NA UASNE NA NA NA NA BBEFE NA ESFE NA SESFE NA UASFE NA NA NA NA B_UAS 1 0 NA NA PJ-POS/PJ_NEG 1 0 NA NA En la Tabla 3.5 se establecen valores máximos y mínimos según el tiempo de monitorización que se quiere observar. Además se muestran de manera clara cada uno de los tipos de contadores mencionados anteriormente para los casos de extremo cercano y lejano (sufijos NE y FE). Un caso adicional es el B_UAS. Este se refiere a Segundos no Disponibles en un canal bidireccional. Tabla 3.6 Umbrales para la Sección del Regenerador [15] Tipo 15 min alto 15 min bajo 24 horas alto 24 horas bajo BBENE N/A ESNE N/A SESNE N/A UASNE N/A N/A N/A N/A OFS N/A N/A N/A N/A

148 127 La sección del regenerador (RS) consta de bits de control dentro de una trama STM que permiten el chequeo de paridad, su alineación, identificación, etc., de la misma. Estos umbrales son enfocados a la monitorización de esta sección y se muestran en la tabla 3.6 Tabla 3.7 Umbrales para contadores en MS/Line en tributarios STM-1 y OC-3 [15] Tipo 15 min alto 15 min bajo 24 horas alto 24 horas bajo BBENE NA ESNE NA SESNE NA BBEFE NA ESFE NA SESFE NA En la tabla 3.7 se muestran los umbrales para cada uno de los parámetros supervisados en una sección de multiplexación (MS), o bien una o más secciones SDH/SONET, incluyendo elementos de red, capaces de acceder, generar y procesar la sección de una trama STM-1 o OC-3. Tabla 3.8 Umbrales de contadores para un tributario VC-3 [15] Tipo 15 min alto 15 min bajo 24 horas alto 24 horas bajo BBENE NA ESNE NA SESNE NA BBEFE NA ESFE NA SESFE NA La tabla 3.8 muestra los umbrales predeterminados para los contadores que monitorizan un contenedor virtual VC-3. Tabla 3.9 Umbrales para contadores en un tributario E1 (2 Mbps) [15] Tipo 15 min alto 15 min bajo 24 horas alto 24 horas bajo CVNE NA

149 128 ESNE NA SESNE NA UASNE NA NA NA NA Tabla 3.10 Umbrales para contadores de error en un tributario E3 (34 Mbps) [15] Tipo 15 min alto 15 min bajo 24 horas alto 24 horas bajo BBENE NA ESNE NA SESNE NA Las tablas 3.9 y 3.10 muestran los umbrales asignados para tributarios de señales digitales de 2 Mbps (E1) y 34 Mbps (E3) respectivamente. En la 3.11 se pueden apreciar los valores asignados a una señal digital de 45 Mbps (DS-3). Tabla 3.11 Umbrales para contadores de rendimiento de un tributario DS-3 [15] Tipo 15 min alto 15 min bajo 24 horas alto 24 horas bajo BBENE NA ESNE NA SESNE NA Para un contenedor virtual VC-12, los valores umbrales de rendimiento son los que se muestran a continuación. Tabla 3.12 Umbrales de contadores de PM en un VC-12 (2 Mbps) [15] Tipo 15 min alto 15 min bajo 24 horas alto 24 horas bajo BBENE NA ESNE NA SESNE NA BBEFE NA ESFE NA SESFE NA

150 129 Como se logró observar para cada uno de los tributarios la cantidad de contadores varió. Por ejemplo, para el caso de un VC-4 se observa que se había monitorizado por medio de diez contadores, mientras que para un E3 sólo por tres contadores. Esto se desprende de la documentación del proveedor ECI, las tablas adjuntas son una copia fiel de la documentación mencionada. Es importante indicar que la red de gestión de ECI permite definir diferentes perfiles de desempeño según sea el caso, o bien como se dijo cambiar los valores umbral del perfil predeterminado. Seleccionando el objeto al cual se le quiere aplicar un perfil de desempeño especifico se selecciona la pestaña correspondiente a performance > Thresholds, de esta forma se pueden cambiar los umbrales según se requiera. Sin embargo se indica cuales son los valores posibles para el umbrala editar. La figura 3.19 muestra la edición de los umbrales de desempeño que sirvan de indicador para las TCA que permiten el análisis en tiempo real del desempeño.

151 130 Figura 3.20 Ventana de edición de umbrales de desempeño Aparte de las alarmas de desempeño para la capa SDH, existen algunas TCA relacionadas con la capa óptica, que podía obtenerse del sistema y que podrían generar algún valor importante en la gestión de la red. Estos se mencionan a continuación: - High Rx Power: indica alta potencia en la recepción óptica, es valor de umbral depende del presupuesto de potencia elaborado en el diseño. - Low Rx Power: indica baja potencia en la recepción óptica, es valor de umbral depende del presupuesto de potencia elaborado en el diseño. - High Tx Power: indica alta potencia en la transmisión óptica, es valor de umbral depende del presupuesto de potencia elaborado en el diseño.

152 131 - Low Tx Power: indica baja potencia en la transmisión óptica, es valor de umbral depende del presupuesto de potencia elaborado en el diseño. - Low Optical Signal to Noise Ratio (OSNR): la alarma de bajo OSNR indica que se ha superado el umbral del mínimo valor para OSNR, el umbral OSNR es definido por el fabricante en 15, sin embargo este se puede variar desde 0 a 30 db y es importante mencionar que es un parámetro que puede depender del presupuesto de potencia elaborado en el diseño. Al obtener alarmas desempeño (TCA), se puede realizar un histórico de estos eventos para así analizar tendencias de de desempeño tanto en los equipos como en las rutas, a fin de definir situaciones de especial atención o de degradación del sistema. A esto se le conoce como análisis en tiempo diferido y se muestra en el siguiente apartado SDH En general, siempre que se tenga en servicio las redes deben ser sometidas a un proceso de supervisión que implica el análisis de anomalías y defectos detectados por las entidades de mantenimiento (gestores) para determinar si el nivel de calidad de funcionamiento es normal, degradado o inaceptable. Es por esto que son necesarios límites de calidad de funcionamiento degradado e inaceptable que permitan determinar la tendencia hacia los niveles de calidad asociados. Existen límites de calidad de funcionamiento que se relacionan con cada uno de los parámetros anteriormente citados, los cuales se estiman contemplando una amplia serie de factores asociados a la red de transmisión. Cuando se asigna un valor especifico a algún parámetro ES, SES o BBE, dicho valor se denomina umbral. Cada umbral estará asociado a

153 132 una duración de medición específica. Estos umbrales informan a los sistemas de operación de gestión de la red mediante TR (threshold report) para el análisis en tiempo real y a más largo plazo, de manera que cada vez que se alcance un umbral se inicie una acción de mantenimiento adecuada según las prioridades que se establezcan. Tipos de Reportes Un informe de umbral (TR) es un informe de característica de error no solicitado procedente de una entidad de mantenimiento con respecto a un periodo de evaluación de 15 minutos (T1) o uno de 24 horas (T2). Durante el tiempo se supervisión T1 se cuentan los eventos ES, SES y BBE ocurridos, y si es alcanzado o rebasado un umbral de cualquiera de los indicadores para este periodo se genera un informe de umbral del tipo TR1-ES, TR1-SES o TR1-BBE. Esto informes servirán para detectar la transición hacia o desde el nivel de calidad inaceptable. Adicionalmente existe un informe de umbral de reiniciación RTR1 que es una característica opcional el cual se produce cuando el numero de ES, SES o BBE es inferior o igual al umbral reiniciado y durante el cual no ha habido ningún tiempo de indisponibilidad. Solo se producen para periodos de T1. Por otro lado si durante el tiempo de supervisión T2 se alcanza o rebasa un umbral de cualquiera de los indicadores para este periodo, se genera un informe de umbral del tipo TR2-ES, TR2-SES o bien TR2-BBE. Valores de umbral

154 133 Los valores por defecto de calidad de funcionamiento inaceptable para los periodos de evaluación de 15 minutos para secciones y trayectos múltiplex de la jerarquía digital síncrona se presentan en la Rec. UIT-T M.2101 y se muestran en la tabla Tabla 3.13 Valores por defecto de umbral de calidad de funcionamiento inaceptable para trayectos y secciones múltiplex de la jerarquía digital síncrona en un periodo fijo de 15 minutos Trayectos digitales --Umbrales prefijados Asignación VC-4 VC-1, VC-2 VC-3 % ES* BBE SES* ES* BBE SES* ES* BBE SES* 0, Trayectos digitales -- Umbrales de reiniciación Asignación VC-4 VC-1, VC-2 VC-3 % ES BBE SES ES BBE SES ES BBE SES 0, Secciones múltiplex -- Umbrales prefijados Asignación STM-4 STM-0 STM-1 % ES BBE SES* ES BBE SES* ES BBE SES* 0, N/A N/A Secciones múltiplex Umbrales de reiniciación Asignación STM-4 STM-0 STM-1 % ES BBE SES ES BBE SES ES BBE SES 0, N/A N/A * Puesto que un periodo de 15 minutos no es significativo para ES y SES, estos valores son valores prácticos. NOTA -- Velocidades por encima de VC-4 y STM-4 quedan en estudio.

155 134 Los valores asignados para periodos de evaluación de 24 horas quedan a responsabilidad del operador de la red. Se aconseja un valor del 0,75 x APO para trayectos y el 0,5 x APO para secciones multiplex. De igual manera si se desean habilitar umbrales para trayectos digitales PDH como referencia para el estudio de su comportamiento en la red SDH, se presenta a continuación en la tabla 3.14 los valores limites de mantenimiento sugeridos según la Rec. UIT-T M Tabla 3.14 Valores de los límites de mantenimiento de los trayectos digitales en todos los niveles Asignación de trayecto (%) Umbral para 15 min. Umbral de reiniciación para 15 min. (opcional) ES SES ES SES 0,5 2, , , , , ,5 15, , ,5 21, , , , , , NOTA Los valores umbral para asignaciones de trayecto entre 40% y 63% quedan en estudio.

156 Los valores asignados para periodos de evaluación de 24 horas están en función del operador de la red. Se propone un valor del 0,75 x RPO para este caso. 135 Supervisión de desempeño en equipos NEC Para el caso de los equipos NEC que conforman la red SDH del ICE, existe la función para la monitorización de desempeño mediante dos opciones: la recolección de datos y el informe de PM. El primero se desarrollara mayormente como una propuesta para el estudio del tiempo diferido en el siguiente subcapítulo. Los informes de comportamiento PM permiten mediante la disposición de notificaciones de cruce de umbral TCN para los equipos 2500 y las alarmas de cruce de umbral TCA para los equipos 600V y UNode, brindar información automáticamente al sistema cuando el valor es mayor que el umbral. Hay reportes de 24 horas y de 15 minutos, los cuales son manifestados tanto en alarmas corrientes como en archivo de alarmas. Existen dos tipos de TCA: (1) Fin de conteo de 0s para intervalo de 15 min/1 día: Si se excede el umbral en intervalos consecutivos de 15 minutos, se hace reporte de TCA para el primer exceso. Si el conteo de 0s continúa por un intervalo, se hace reporte de reparación (en la figura 3.20 se muestra el ejemplo). Figura 3.21 TCA Fin de conteo de 0 5 para 15 min / 1 día

157 136 (2) Intervalo de 15 min/1 día: Se hace reporte de TCA para cada vez que se excede el umbral (en la figura 3.21 se muestra el ejemplo). Figura 3.22 TCA Intervalo de 15 min / 1 día Los dos tipos de reporte de TCA anteriores son seleccionables para facilidad SDH (RSOH, MSOH, AU4, VC4, VC3, y VC12), pero la facilidad PDH (E1, E3, y CLK-IN) está fijada en tipo (2). La generación de cada TCA va asociado a cada indicador de desempeño ya sea ES, SES y BBE. La configuración de los valores umbrales y la activación de los TCA se da desde el gestor hacia cada elemento de red existiendo la posibilidad de aplicarse en las facilidades: STM4, STM1o, STM1e, 140M, 45M/34M, 2M y CLK La obtención de dichos reportes de calidad en tiempo real por parte del gestor de mantenimiento se da mediante un cuadro de estado de alarmas (Alarm Status) detallado del sistema, del cual se recibe información de ocurrencia de alarmas que incluye la fecha y hora, severidad, tipo de alarma, detalle del evento, nombre del equipo de donde se obtuvo y el detalle de la sección o trayecto asociada tal y como se observa en la figura 3.22.

158 137 Figura 3.23 Cómputo de datos de alarmas y registro de eventos Las notificaciones de TCA s se observan en el registro como un tipo de evento (object type), el cual es manifestado mediante un tipo de alarma de calidad (QOSAlarm). En la figura 3.23 se muestra el filtraje de los datos que se puede dar mediante la configuración de los objetos, el tipo de alarmas y la severidad de las mismas.

159 138 Figura 3.24 Filtrado del registro de alarmas GSM Toda alarma originada a partir de un subsistema de la red GSM es enviada al Subsistema de Operación de Soporte (OSS) donde cada alarma es clasificada de acuerdo a su nivel de severidad, estando este dentro de un rango de 0 a 5. Severidad del Evento Una advertencia es enviada. Esta indicación puede ser tomada como normal a menos que ocurre de forma muy seguida. Nivel A0 (Advertencia)

160 139 El comportamiento del sistema es normal, pero el sistema ha llegado a su límite, las alarmas de umbral corresponden a comienzo de la alarma y final de alarma. Sucede un evento anormal, no hay acción tomada por parte del software y el sistema continua trabajando Sucede un evento anormal, y una acción ha sido tomada por el software para detectar el problema. Sucede un evento anormal, y una acción tiene que ser ejecutada por el operador para que permita que el sistema siga trabajando. Se ha detectado un comportamiento anormal, no hay una acción posible a ser ejecutada, y el servicio no puede garantizarse. A1 (Umbral) A2 (Ligero) A3 (Leve) A4 (Bloqueante) A5 (Grave) A continuación se presenta el tipo de alarmas presentadas tanto en el MSC como en la BTS del sistema. Se tienen dos categorías de alarma para el Centro de Conmutación Móvil (MSC): - Señalizadores Esto incluye señalizadores contra el PSTN, Plataformas y BSC`s. A continuación se presenta un sistema alarmado: Categorías Definidas: A1 SLC ACL PARMG ST SDL 0 A1 0 C7ST2C-18 CEL4S00, UPD1-6079

161 140 - Rutas En el caso de las rutas se definen por niveles, esto es, A1 para primer nivel correspondiente a una cierta cantidad de circuitos bloqueados. Cuando se alcanza el segundo nivel la alarma pasara a A2 y el tercer nivel corresponderá a A3. Categorías Definidas: A3 R LVB1 LVB2 LVB3 ACL NORMS2O A3 Se tienen dos categorías de alarma para las BTS's: - Señalizadores Señalizadores contra MSC`s Categorías Definidas: A1 SLC ACL PARMG ST SDL 9 A1 16 C7STH-65&&-95 MSC1_/C7STH-65/RALT Señalizadores contra RBSC's Categorías Definidas: A2 SLC ACL PARMG ST SDL 0 A2 0 C7ST2C-1 RBSC1/C7ST2C-1/RTLTT2-30

162 141 - RBS (Radio Bases) A nivel de radio bases la categoría de alarma define para cada tipo de canal (BCCH, SDCCH, TCH) y varía de acuerdo a la configuración del sitio, esto es cantidad de radios y cantidad de canales SDCCH definidos. Categorías Definidas: Variable CELL SIT028A CHTYPE CHRATE SPV LVA ACL NCH BCCH 1 A1 1 SDCCH 8 A1 8 TCH FR 1 14 A3 14 TCH FR 2 14 A3 14 TCH FR 3 14 A3 14 TCH HR 1 28 A3 28 TCH HR 3 28 A3 28 CBCH 0 A3 0 La medida de QoS por parte del proveedor con respecto a estas alarmas, parte de tomar las alarmas A0 como parámetro de calidad de la red y no únicamente como una alarma de advertencia. A continuación se presenta la distribución de todas las alarmas de la red GMS de Ericsson, según sus orígenes.

163 142 Del gráfico anterior se observa como la mayoría de las alarmas presentadas en la red son del tipo A IP La gestión de desempeño en tiempo real consiste en la vigilancia de ciertos indicadores, que brindan información acerca de la actividad y la operación de la red en el momento en que son presentados. El fin de esto, generalmente, es tomar acciones inmediatas que produzcan mejoras en el funcionamiento de la red y así evitar degradaciones que afecten los servicios. Los umbrales para los indicadores seleccionados se definieron tomando en consideración las recomendaciones de entes de normalización y las prácticas comerciales y regulatorias nacionales e internacionales [69], [6], [37], [19], [7], [38], [40], [9], [10], [4]. Los parámetros que se consideran en este trabajo para análisis en tiempo real son:

164 143 Retardo La vista en pantalla mostrada en la figura indica gráficamente los valores de retardo medido cada 10 segundos, por lo cual representa una muestra en tiempo real del comportamiento del tráfico entre un origen y un destino determinados. Figura 3.25 Muestra de gráfico de latencia en tiempo real, tomado de la pantalla del módulo de medición de desempeño del sistema de gestión Cisco Works LMS Se determina que el rango para la presentación de alertas de desempeño se ubique cuando el retardo sea mayor a 130 milisegundos y menor a 150 milisegundos. Esto medido en un sentido, desde o hacia el proveedor de Internet en Estados Unidos.

165 144 Variación del retardo La medición de la variación del retardo (jitter) mínimo, máximo y promedio, tanto negativo como positivo, permitirá corregir problemas que se pudieran presentar especialmente en comunicaciones de VoIP. Esto permitirá detectar problemas en el enrutamiento de los paquetes y brindará un mejor criterio para configurar el tamaño del buffer de las colas. Figura 3.26 Muestra de gráfico de variación del retardo (jitter) por hora, tomado de la pantalla del módulo de medición de desempeño del sistema de gestión Cisco Works LMS Se puede especificar un intervalo con límites para la IPDV para definir un objetivo dentro de un rango. Por ejemplo, al indicarse que 95% de las variaciones del retardo de

166 145 paquetes deben estar dentro del intervalo [-30 ms, 30 ms]; de donde se desprende que el restante 5% de los paquetes podrían causar desbordamiento o infrautilización de la memoria intermedia, ya que se sobrepasaría el tamaño de 60 ms, provocando aumento de los umbrales del retransmisión del temporizador TCP, retardo en las transmisiones de paquetes o retransmisión innecesaria de paquetes. Se determina que el rango para la presentación de alertas de desempeño se ubique cuando el valor absoluto de la variación del retardo sea mayor a 10 milisegundos y menor a 20 milisegundos, para más del 1% de los paquetes. Esto medido en un sentido, desde o hacia el proveedor de Internet en Estados Unidos. Pérdida de paquetes y tasa de error Mediante mediciones de la pérdida de paquetes y de la tasa de paquetes errados a través de una ruta se puede detectar la congestión en la red por saturación de los enlaces, de las colas o de la capacidad de procesamiento de los equipos. Un estudio más profundo servirá para detectar si el descarte de los paquetes se da en las colas de salida o entrada, por desbordamiento o indisponibilidad de los buffer o por errores de trama. Se determina que el rango para la presentación de alertas de desempeño se ubique cuando la pérdida de paquetes sea mayor a 0.1% y menor al 1% del total de paquetes enviados durante el tiempo de medición. Esto medido en un sentido, desde o hacia el proveedor de Internet en Estados Unidos.

167 Análisis de la calidad de desempeño en tiempo diferido DWDM Una adecuada gestión de desempeño, tiene que tomar en cuanta aparte del análisis en tiempo real como el análisis en tiempo diferido. A este segundo le compete analizar las características de desempeño pero posteriores a un evento en particular o con el fin de estudiar el comportamiento o tendencia de la red sin enfocarse en lo que sucede en un momento determinado y que merece una atención inmediata (tal como se revisa en un análisis en tiempo real. Los contadores y parámetros analizados anteriormente tanto para la capa SDH/PDH como para la capa de transporte óptico, pueden ser mostrados por los elementos de red XDM-1000 de ECI, por medio de su gestor para cada uno de los enlaces que se encuentren en operación, se pueden consultar históricos para realizar análisis de comportamiento de la red o ante una eventualidad utilizando un análisis de desempeño en tiempo diferido. Los intervalos o períodos de tiempo en que se supervisan cada uno de los parámetros y contadores de rendimiento en los trayectos de la red, corresponden a espacios de tiempo de 15 minutos o 24 horas. De esta forma al activar la supervisión de desempeño en una ruta en específico es posible hacer un análisis de los parámetros por medio del gestor LightSoft de ECI, tal como se muestra en la siguiente figura 3.26.

168 147 Figura 3.27 Ventana de historial de desempeño También es posible generar gráficos de desempeño de los parámetros para el intervalo de tiempo supervisado, la salida típica mostrará 9 contadores y si existen más para el punto terminal se da la opción de seleccionar cuáles nueve contadores desea ver el usuario. La figura 3.27 muestra el detalle de esta ventana del gestor.

169 148 Figura 3.28 Gráficos de historial de desempeño Parámetros de supervisión óptica y utilización en análisis en tiempo diferido Como se mencionó en el apartado 3.3.1, los indicadores ópticos indicadores sirven para medir las tendencias en el desempeño de los equipos, para detectar degradaciones y analizar si amerita tomar acciones para evitar mayores degradaciones (tiempo diferido). También se utilizan como datos históricos en el análisis de la red para generar reportes de mantenimiento y tendencias de comportamiento de los equipos. En este apartado se desarrollara lo concerniente a los parámetros ópticos de calidad, tomando en cuenta las limitantes tecnológicas actuales en el área de la óptica, y enfocándose en el sistema DWDM y los equipos XDM-1000 ECI adquiridos por el ICE,

170 149 para los que se aplica la parte práctica de este trabajo. Se indicarán los umbrales recomendados para los parámetros anteriores ya sea recomendados por la UIT (si existieran) o recomendados por el fabricante. El equipo DWDM ECI por medio de su gestor EMS-XDM, es capaz de dar la potencia de cada canal por medio de tarjetas OPM ubicadas en puntos estratégicos de la topología, los valores esperados de estas potencia dependerán de la topología de la red como tal, y de aspectos tales como distancia del trayecto, amplificadores ópticos presentes en el tramo, atenuadores, etc.; las cuales son condiciones especificas de diseño de la red y cuales valores deben ser especificados antes de poner la red en operación utilizando un diseño de presupuesto de potencia (power budget design). Por medio de las tarjetas de monitorización de desempeño óptico se muestran los valores de potencia de cada canal (lambda) de la red, así se puede supervisar en tiempo real estos valores, por otro lado los datos históricos permiten analizar en tiempo diferido por medio de reportes de desempeño las tendencias que han tenido cada uno de los canales con respecto a su potencia. Y este análisis podría permitir toma de decisiones si se encontraran situaciones en que se note un descenso con respecto al tiempo en la potencia. La figura muestra como se ven estos valores de potencia por canal en el gestor EMS-XDM de ECI. El equipo de DWDM ECI por medio de su gestor EMS-XDM, es capaz de mostrar estos parámetros de potencia tanto de transmisión como de recepción en los diferentes módulos ópticos (tales como tarjetas OFA_2 y OFA_M), de igual manera que en el caso anterior estos los valores de umbral de estos indicadores dependen de condiciones de diseño de la red. El histórico que se almacena con muestras de cada 15 min y 24 horas sirve para analizar en tiempo diferido las tendencias y comportamientos de los distintos trayectos de la red, para determinar así si existen degradaciones significativas con el pasar del tiempo.

171 150 Potencia Es importante conocer las potencias ópticas y temperaturas que se manejan en los equipos DWDM, dado lo sensible que es el sistema de transporte a estas variables. La figura 3.28 muestra como se observan los valores de potencia para un punto terminal en particular de la red DWDM ECI. Figura 3.29 Parámetros ópticos de tarjeta OFA_2 desplegados en el EMS-XDM Mínima OSNR a la entrada del receptor Este valor define la mínima relación señal/ruido óptica necesaria para alcanzar un objetivo de BER en un punto de referencia del receptor a un determinado nivel de potencia, debe observarse que éste es un parámetro de diseño. El gestor EMS-XDM, es capaz de dar

172 151 el OSNR en cada canal (λ) y el umbral OSNR es definido por el fabricante en 15, sin embargo este se puede variar desde 0 a 30 db y es importante mencionar que es un parámetro que puede depender del presupuesto de potencia elaborado en el diseño. La figura 3.29 muestra también los valores en para cada portadora del sistema DWDM en su sexta columna. Longitud de onda esperada Longitud de onda actual Potencia actual en cada λ OSNR actual en cada λ Figura 3.30 Parámetros ópticos de tarjeta OPM desplegados en el EMS-XDM Longitud de onda del canal En la práctica esta separación depende el número de canales de los sistemas, en el caso de la red DWDM ECI con la que trabaja el ICE se utilizan 40 canales con una separación de 100 GHz y en la banda C, Convencional (de 1530 nm a 1565 nm) de frecuencias. Como se vio en el apartado el caso con separación de canales de 100 GHz (sistema de 40 canales DWDM ECI que el ICE utiliza) es el caso que aun se encuentra en

173 estudio en cuanto a la desviación de la frecuencia central, por lo que no se podría implementar ninguna recomendación en este sentido. 152 En el cuadro 3.15 se detallan las frecuencias y longitudes de onda utilizadas por los equipos según la documentación del fabricante. El anexo 1 presenta una copia del cuadro de frecuencias nominales que se encuentra en la Rec. G.692 UIT-T. Tabla 3.15 Frecuencias y longitudes de ondas para los canales de la banda C utilizados por los equipos ECI [16] Numero de canal ITU-T Sub-banda Azul Roja Frecuencia central del canal (THz) Longitud de onda central del canal (nm) Espaciado de 200 Ghz/canal Sistema Sistema 8 16 canales canales Espaciado de 100 Ghz/canal Sistema de 16 canales Sistema de 32 canales Sistema de 40 canales ,1 1560, ,2 1559, ,3 1558, ,4 1558, ,5 1557, ,6 1556, ,7 1555, ,8 1554, ,9 1554, ,0 1553, ,1 1552, ,2 1551, ,3 1550, ,4 1550, ,5 1549, ,6 1548, ,7 1547, ,8 1546, ,9 1546, ,0 1545, ,1 1544, ,2 1543, ,3 1542, ,4 1542, ,5 1541,35

174 ,6 1540, ,7 1539, ,8 1538, ,9 1538, ,0 1537, ,1 1536, ,2 1535, ,3 1535, ,4 1534, ,5 1533, ,6 1532, ,7 1531, ,8 1531, ,9 1530, ,0 1529,55 El cuadro anterior muestra las longitudes de onda esperadas en cada portadora, sin embargo es claro que esta longitud podría variar. La figura 3.28 muestra cómo es posible inspeccionar en tiempo real la longitud de onda actual de cada canal por medio del gestor EMS-XDM de ECI. Análisis (conteo) de TCA El sistema DWDM ECI permite por medio de su gestor LightSoft visualizar el histórico de las alarmas que se han presentado en el sistema, tanto las TCA como las normales. En el caso de desempeño toman gran importancia las Alertas de cruce de umbral, TCA (Treshold Crossing Alert) por sus siglas en inglés. El registro Event Log History, muestra entre otras cosas el histórico de las TCA que se han dado en el sistema, permitiendo así hacer un análisis de desempeño detallado en cuanto a las alertas de cruce de umbral que se han dado en determinado intervalo.

175 154 De esta forma se establece la gran posibilidad de indagar ante un determinado comportamiento de la red, como se ha manifestado ese comportamiento anómalo en las TCA, cuantas se han dado, con que periodicidad, cuáles y que equipos o trayectos presentan degradaciones y por ende deterioro del desempeño Una captura de la ventana del registro histórico de eventos se muestra en la figura Figura 3.31 Ventana del registro histórico de eventos Además de las TCA, el registro histórico de eventos muestra las alarmas y eventos que se hayan dado en el sistema durante el tiempo seleccionado. Es posible además exportar este historial a un archivo CSV, para poder ser manipulado en otra aplicación y utilizar distintas herramientas tales como bases de datos, hojas de cálculo o generadores de gráficos; además estos archivos exportados sirven de respaldo de los eventos para posibles análisis o auditorias de la red. En el registro de eventos se identifican las TCA con una descripción en el tipo de evento de Threshold Crossing Alert. Por otro lados se permite la automatización de la exportación de los archivos del historial de registro de eventos incluso varias veces al día a una determinada ruta, y así

176 155 mantener un respaldo actualizado y automatizado de los eventos del sistema, además permite determinar el tamaño de la base de datos así como determinar una política de conservación y borrado de archivos de archivos. La figura 3.31 muestra algunas de las posibilidades de configuración para el registro de eventos del gestor LightSoft que servirá de herramienta de gestión de la red DWDM ECI. Figura 3.32 Configuración del registro histórico de eventos Las anteriores herramientas son con las que se puede contar para realizar análisis en tiempo diferido, observando tendencias y que estas sirvan para predecir comportamientos de la red y prevenir futuras fallas.

177 SDH La red de transporte SDH del Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) está sustentada en su mayoría en equipos de la compañía NEC Corporation, motivo por el cual los estudios para tiempo real y tiempo diferido se realizan basados en los indicadores ya mencionados y su afinidad con los sistemas de gestión de NEC. Los parámetros de calidad que se pueden asociar más directamente con análisis a largo plazo son el ESR, SESR y BBER. El sistema de gestión de red de transporte nacional del ICE utilizado actualmente es el INC-100MS el cual no dispone de la interfaz de contadores de desempeño la cual es utilizada para la extracción de datos relacionados a los indicadores anteriormente mencionados, los cuales se recolectan periódicamente desde el gestor para así ser manipulados. Esta situación se da debido a que la adquisición de esta interfaz conlleva a una actualización de la versión del gestor lo que según la relación costo/beneficio evaluada por departamentos del ICE involucrados, por hoy, no justifica una inversión de este tipo. Debido a ésta situación y ante una necesidad importante de estudio de calidad a largo plazo de la red SDH se deben proponer metodologías que de momento, permitan realizar el análisis de la calidad según las herramientas y posibilidades con las que se dispone. Según la Rec. UTI-T M.2120, uno de los instrumentos del mantenimiento preventivo es el análisis de tendencia. Para éste se recopila y almacena información de puntos de la red que sean de interés para el proveedor con indicación de fecha/hora. Seguidamente, se pueden efectuar comparaciones automáticas y continuadas de las mediciones obtenidas en un punto determinado y, examinando su tendencia, se trata de determinar las averías potenciales. Los resultados del análisis de tendencia permiten generar una acción de mantenimiento adecuada.

178 157 Una indicación que puede ser útil para el análisis comparativo y de tendencia es la característica de error. Una trayecto o sección con una característica de error menos buena que la de otros trayectos o secciones similares, o que presenta una tendencia a errores cada vez más numerosos, puede ser objeto de un mantenimiento reforzado. El INC-100MS entre sus opciones para operación y mantenimiento presenta la herramienta de gestión de rendimiento la cual permite la supervisión y recolección de diversos parámetros de las señales de transmisión relacionados con la calidad de desempeño que permiten determinar condiciones de deterioro para su corrección antes de que las mismas ocasiones una problema de mayor impacto. Aplicado al análisis en tiempo diferido se pueden plantear dos métodos alternativos de obtención e interpretación de resultados para el análisis de comportamiento de la calidad a partir de las herramientas ofrecidas por el gestor. Estos métodos son: el análisis mediante informe de eventos y la monitorización del rendimiento. Análisis mediante informe de eventos La evaluación de las características de error y de la disponibilidad se basa en el tratamiento de los eventos ES, BBE y SES. Basado en informes de alarmas de periodos de tiempo seleccionables, el gestor de mantenimiento genera un registro de eventos detallado del sistema (Event Log), de donde se recibe información de ocurrencia de alarmas que incluye la fecha y hora, severidad, tipo de alarma, detalle del evento, nombre del equipo de donde se obtuvo y el detalle de la sección o trayecto asociada tal y como se observa en la figura 3.32.

179 158 Figura 3.33 Cómputo de datos de registro de eventos (Event Log) En la figura 3.33 se muestra el filtraje de los datos que se puede dar mediante la configuración del número de eventos, las fechas y horas de corte, el tipo de alarmas y la severidad de las mismas. Figura 3.34 Filtrado del registro de eventos (Event Log)

180 159 Una vez extraída toda la información del registro se puede entonces, proceder realizar una depuración de los datos obtenidos para el estudio de tendencias de degradación. Para esto se puede entonces generar un reporte tabulado que contenga los datos necesarios para un adecuado análisis tales como: - Fecha/Hora del evento - Equipo (de donde se obtuvo la alarma) - Tipo de alarma (se elegirán solo las QOSAlarm) - Detalle del evento (tipo de TCA) - Sección o trayecto de ocurrencia del evento A partir de éstos se puede entonces obtener datos como el conteo del tipo de TCA asociado a cada evento (ES, SES y BBE) ya sea por equipo, por sección, por enlace, por tiempo, etc. Lo cual permitirá estudiar mediante graficas o algún tipo de análisis estadísticos la tendencia de la degradación que se esté presentando ya sea en los equipos propiamente o bien, secciones o enlaces de interés con el objetivo de determinar bajo un criterio técnico apropiado la puesta en marcha de acciones preventivas y de mantenimiento adecuadas. Este método tiene un grado de aplicación muy alto sobre los sistemas SDH en servicio que se brinden en general y particularmente puede resultar de mucha utilidad para el ICE el análisis de éstos informes y/o reportes para los trayectos y equipos que están asociados a clientes con acuerdos de servicio de calidad (SLA), ya que se puede dar un mejor manejo de los servicios que se brindan bajo un concepto de mantenimiento preventivo. La arquitectura del sistema de gestión INC-100MS se muestra en la figura 3.34 y está basada en servidores montados sobre interfaz CORBA (Common Object Request Broker Architecture arquitectura común de intermediarios en peticiones a objetos), la cual es un

181 estándar que establece una plataforma que facilita la solicitud remota orientada a la petición a objetos, permitiendo transmitir la información de una interfaz a un lenguaje determinado. 160 Figura 3.35 Arquitectura física del gestor INC-100MS [33] La extracción tanto de cuadros de alarmas como de los registros de eventos (datos) desde el INC-100MS se puede dar remotamente por la capa de aplicación mediante el comando telnet 1, generándose un archivo de extensión.csv 2 el cual contiene toda la información que anteriormente se detalló. Dicho archivo puede ser ejecutado con las herramientas Word y Excel, en la cuales se puede realizar la depuración mencionada para la generación y el manejo de los reportes de tendencia finales. 1 Se encuentra en investigación las facilidades en el gestor INC-100MS del ICE 2 En el anexo B se muestra un ejemplo del formato CSV de los datos obtenidos remotamente.

182 161 Monitorización del rendimiento Para efectos de análisis en tiempo diferido existe también la posibilidad de realizar monitorización de rendimiento (PM, Performance Monitoring) en el cual se toman en cuenta cuatro parámetros principales, a saber: ES, SES, BBE y UAS. Los tres primeros son los de mayor interés ya que el UAS representa los segundos fuera de servicio lo cual se contemplan para la estimación de tiempos de disponibilidad y para análisis de averías; por lo que adicionalmente, no se tiene ninguna referencia normativa de la UIT que estime algún límite de calidad para éste parámetro. El PM se puede realizar a nivel de sección regeneradora, sección multiplexora o propiamente en enlaces de punto a punto que sean de interés particular. Las distintas mediciones se realizan en el sentido origen a destino y destino a origen por separado, se pueden aplicar desde niveles VC-11 y VC-12 hasta niveles STM-4 para secciones y trayectos; e incluso hasta STM-16 o superiores solo que únicamente en nivel de interfaces físicas y no en trayectos. La herramienta de supervisión permite dos modalidades. La monitorización actual presenta el cómputo de 32 intervalos de 15 minutos con los valores medidos de los indicadores ya mencionados; lo cual se puede observar aplicado a una sección SDH en la figura La segunda modalidad consiste en una monitorización programada a largo plazo que permite ejecutar PM que recolecten información de períodos semanales, mensuales y hasta de un año, lanzando los datos de valores medidos diariamente (cada 24 horas). En la figura 3.36 se presenta un ejemplo del PM a largo plazo aplicado de nuevo a una sección SDH.

183 Figura 3.36 Cuadro de diálogo para monitorización de PM de 15 minutos 162

184 163 Figura 3.37 Cuadro de diálogo para monitorización de PM de 15 minutos De igual manera se puede extraer informes de PM de largo plazo colectivamente desde el INC-100MS vía remota utilizando el comando telnet 3, obteniéndose un archivo formato.csv con la misma información que se mostró en las dos figuras anteriores según sea la medición que se desee. La monitorización de rendimiento a largo plazo permite obtener un conjunto de datos de las mediciones diarias realizadas sobre los parámetros de calidad, lo cual se puede depurar para utilizar como un reporte de los principales indicadores de calidad para someter esto valores a análisis semanales que permitan observar eventualmente cualquier cambio de 3 Se encuentra en investigación las facilidades en el gestor INC-100MS del ICE

185 aumento gradual importante en los parámetros que indique toma de acciones en los casos que amerite. 164 Dado que este método implica el consumo de muchos recursos lo cual puede resultar contraproducente para las intenciones de la gestión, se puede tomar como referente para su aplicación, la supervisión de aquellos enlaces que en los que participan clientes con acuerdos de nivel de calidad (SLA), los cuales responden a un servicio de mayor supervisión, atención y cuidado para el ICE GSM A partir de los reportes entregados por Ericsson semanalmente se hace un análisis de los resultados. Se analizaran los resultados de la semana 1 a la semana 24 del presente año. de Ericsson. Se tienen para este análisis datos tomados de las 1005 BTS's actuales de la red GSM Análisis Parámetros Accesibilidad Los canales de tráfico en GSM pueden ser de velocidad completa ("full-rate") o de velocidad mitad ("half-rate"), y pueden llevar voz digitalizada o datos de usuario. Cuando se trasmite a velocidad completa, los datos están contenidos en un ST (time slot) por trama. Cuando se trasmite a la mitad de la velocidad, los datos de usuario se transportan en el mismo slot de tiempo, pero se envían en tramas alternativas. Los TCHs se utilizan para llevar voz codificada o datos de usuario. Se definen en GSM dos formas generales de canales de tráfico:

186 % Congestion TCH Canal de Tráfico a Velocidad completa (TCH/F). Este canal transporta información a una velocidad de 22.8 kbps. - Canal de Tráfico a Velocidad Mitad (TCH/H). Este canal transporta información a una velocidad de 11.4 kbps. La congestión de estos canales debe de ser de un 0%. A continuación se presenta el comportamiento de este parámetro: Accesibilidad Canales de Trafico 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Semana Figura 3.38 Gráfico % Congestión TCH Los niveles de congestión más alto y bajo son los porcentajes del 1.08 y 0.65, respectivamente. Estos promedios básicamente se ven afectados por la congestión en BTS ya identificadas, las cuales son las que bajan significativamente el factor accesibilidad en este caso. Se tiene un promedio de Congestión de TCH del.893; para las semanas del presente año mostradas en el gráfico anterior. Análisis Parámetros Disponibilidad Debe entenderse como disponibilidad de los radios en cada sector de cada radio base del sistema celular, la cantidad de minutos en los cuales los dispositivos permitan

187 % Disponibilidad Portadoras cursar la completa capacidad teórica de tráfico instalado. Se requiere que la disponibilidad de los radios de cada sector de cada radio base, sea del 99% mensual. 166 Disponibilidad Portadoras Semana Figura 3.39 Gráfico Disponibilidad de Portadoras El parámetro disponibilidad de las portadoras debe de estar en un 100% para reflejar de manera idóneamente el funcionamiento óptimo de la red. Actualmente, a partir de los datos semanales del presente año, se tiene un punto máximo de desempeño de un para la semana 12 así como un desempeño mínimo del para la semana 23. Esta da como resulta una media del 97.85% para las disponibilidad de las BTS's. El declive de disponibilidad a partir de la semana 13 se debe a unas Radio Base fuera de servicio, lo cual hace bajar drásticamente el promedio mostrado en el grafico anterior. Análisis Parámetros Retenebilidad El parámetro de llamadas caídas debe de entenderse como la cantidad de llamadas en proceso que fueron descontinuadas sin intervención de usuarios, cuando está siendo atendida por un sector de cualquier radio base que no se encuentre aislada o que no corresponda al límite de área de cobertura solicitado.

188 % Llamadas Caidas 167 Se entenderá como un sector con llamadas caídas aquel en que el porcentaje de llamadas caídas sea mayor a un 6% del total de llamadas, medido en hora pico flotante de cada día y calculando el promedio mensual. El porcentaje de llamadas caídas es medido a través de un sistema de recolección de datos conectados a la central de conmutación del sistema y se calculara como el promedio mensual de las mediciones diarias en la hora pico flotante de cada sector de cada radio base. Retenebilidad Llamadas Caidas 1,3 1,25 1,2 1,15 1,1 1, Semana Figura 3.40 Gráfico Llamadas Caídas Se tiene un porcentaje máximo del 1.24% y mínimo del 1.09% con respecto a los datos de llamadas caídas del presente año. De los parámetros escogidos para este estudio, este resulta ser el más fluctuante de todos mostrando un comportamiento anti consistente con respecto al resto de los parámetros de estudio. El otro parámetro referente a la retenebilidad es el porcentaje de caídas de handoff. Esto se entiende como el porcentaje de llamadas caídas durante un proceso de handoff en cada sector de cada radio base del sistema celular en donde aplique dicho proceso, es decir cuando la llamada estas siendo atendida por un sector de cualquier radio base que no se encuentre aislada o que no corresponda al límite del área de cobertura solicitado.

189 168 El porcentaje de llamadas caídas handover es medido a través de un sistema de recolección de datos conectados a la central de conmutación del sistema y se calculará como el promedio mensual de las mediciones diarias en la hora pico flotante de cada sector de cada radio base. Se entenderá como un sector con caídas de handoff aquel que presente caídas de handoff mayores al 1% medidas en la hora pico flotante de cada día y calculando el promedio mensual. Figura 3.41 Gráfico Disponibilidad de Portadoras Se tiene un porcentaje máximo del 0.23% y mínimo del 0.16% con respecto a los datos de llamadas caídas por handoff del presente año. La cercanía del porcentaje máximo con respecto al valor ideal de caídas por handoff (0%) demuestra el alto desempeño del handoff de las diferentes radiobases de la red GSM. Análisis Parámetros Integridad

190 169 Se define el área de servicio en donde se brinda la intensidad de señal mínima aceptable y se asegura la operabilidad del sistema, que garantiza la continuidad del servicio en las localidades indicadas y el cumplimiento de los parámetros de grado de servicio, llamadas caídas y caídas de handoff. El sistema debe de abarcar las zonas de cobertura definidas. A continuación se presenta los umbrales con respecto a la zona. Contexto Nivel de Señal (dbm) Probabilidad (%) Zonas de Alto Tráfico Localidades Carreteras Para la comprobación de la cobertura se miden los Canales de Control de Broadcast" (Broadcast Control Channels) o BCCH s en la red. La unidad de medición utilizada es el nivel de señal recibido, en dbm. Los mapas de cobertura son realizados a partir de los drives test. Para los mismos se hace unos de los llamados teléfonos de ingeniería, los cuales permiten medir la potencia de la señal radioeléctrica radiada en una determinada posición de la célula, así como dar una estimación de la medida de la calidad de la voz recibida. Este teléfono se conecta a un PC y se van almacenando los datos medidos en el disco duro del PC, mediante una aplicación informática se puede establecer un mapa de la zona geográfica de cobertura de una determinada señal, así como la calidad de la voz recibida en cada posición. Los mapas levantados mediante este procedimiento no se facilitan por parte del ICE para ser incluidos en este estudio por tanto se incluyen ejemplos de drive test de otro proveedor.

191 170 Con los sistemas de medida de la calidad se puede realizar la validación del despliegue de una nueva red, tal como lo muestra la figura En la misma se puede apreciar un ejemplo en el que se ha utilizado un sistema de medida de la calidad para determinar niveles de señal en una zona geográfica en estudio; las marcas indican puntos (posicionados con un dispositivo GPS) en los que se ha medido la calidad. Figura 3.42 Ejemplo de campaña de medidas para la validación de despliegue Cabe decir que el 85% de las BTS's presentan valores óptimos (100%). No obstante se tienen radiobases que no cumplen con los umbrales presentados. Las principales razones son malfuncionamiento debidos a robos de cable o ejecución de protocolos de mantenimiento no efectivos sobre las mismas IP

192 171 Al efectuarse la observación de datos en tiempo en tiempo diferido se cuenta con una base de datos histórica y mayor disponibilidad de tiempo para poder realizar estudios más profundos. Así, será posible efectuar correcciones en el diseño lógico y físico de la red. Los umbrales para los indicadores seleccionados se definieron tomando en consideración las recomendaciones de entes de normalización y las prácticas comerciales y regulatorias nacionales e internacionales [69], [6], [37], [19], [7], [38], [40], [9], [10], [4]. Los parámetros que se han considerado más útiles para tal fin son los siguientes. Valores promedio, mínimo y máximo de retardo Tal como se muestra en la figura, se puede analizar el comportamiento del retardo entre dos puntos de prueba durante un lapso definido cada cierto tiempo. Esto permitirá detectar tendencias de tráfico y la naturaleza de la latencia.

193 172 Figura 3.43 Muestra de gráfico de retardo por hora, tomado de la pantalla del módulo de medición de desempeño del sistema de gestión Cisco Works LMS. Los umbrales son los mismos que los definidos para el análisis en tiempo real. Valores pico mínimo y máximo de ocupación de los enlaces Este indicador también hace posible conocer el comportamiento del tráfico a lo largo de los días, semanas o meses y por lo tanto es útil para definir políticas de diseño en respuesta a las necesidades de los usuarios y el mejor aprovechamiento de los recursos. Se recomienda mantener la saturación de los enlaces en niveles menores al 70% y que cuando se encuentre entre 70% y 85% se desplieguen alarmas de desempeño.

194 173 Disponibilidad del servicio Se pueden utilizar reportes gráficos históricos que muestren el comportamiento de los valores de disponibilidad del servicio, durante un lapso de tiempo determinado. Esto permitirá realizar estudios para mejorar políticas de enrutamiento; clasificación, manipulación y moldeamiento del tráfico; evasión y manejo de la congestión y para planificar el crecimiento de la red en los puntos donde se vea necesario. Además es necesario para el cumplimiento de acuerdos de nivel de servicio y exigencias regulatorias. Se determina el establecimiento de alertas de desempeño cuando la disponibilidad de un servicio sea menor al % y mayor al 99.95%. Uso de CPU y memoria La supervisión periódica de la exigencia de procesamiento a los equipos ayudará a encontrar con anticipación puntos de stress en los cuales será necesario aumentar la capacidad o cambiar el enrutamiento. Los valores recomendables a mantener para estos parámetros van a depender del modelo de los equipos de tráfico de paquetes, la disposición topológica y su jerarquía dentro de ella, los objetivos de la red y los servicios. Además, los resultados pueden verse afectados por factores transitorios o permanentes, como momento de la medición, periodicidad de actualizaciones de tablas de enrutamiento, presencia de virus o gusanos informáticos, no utilización de mejoras en el tratamiento de los paquetes - como CEF (Cisco Express Forwarding) -, protocolos de

195 enrutamiento habilitados, uso de Listas de Control de Acceso (ACL, Access Control Lists) muy complejas o en gran cantidad y traducciones NAT muy frecuentes. 174 En términos generales, se acostumbra definir los umbrales de desempeño para el porcentaje de utilización en 70%, aunque este puede ser superado en horas pico por cierto tiempo configurable, siempre y cuando no supere un segundo umbral superior (usualmente establecido entre 80% y 85%). Figura 3.44 Muestra de gráfico de utilización del CPU, tomado de la pantalla del módulo de medición de desempeño del sistema de gestión Cisco Works LMS. 3.6 Medición de la calidad de los servicios escogidos

196 VoIP La VoIP enfrenta problemáticas propias de las redes de datos, como se mencionó anteriormente se manifiestan degradaciones en la calidad del servicio percibida por los usuarios. Para que VoIP pueda garantizar una calidad de voz aceptable, se han desarrollado métodos para medirla. Estos métodos se dividen en subjetivos y objetivos. Los métodos subjetivos de medida de la calidad de servicio, se basan en conocer la opinión de los usuarios. Por su parte, los métodos objetivos se subdividen en intrusivos; se utiliza una señal de voz conocida y se estudia su degradación a la salida; y no intrusitos, se supervisan ciertos parámetros en un punto de la red y se establece en tiempo real la calidad que percibiría el usuario. Medición subjetiva La medición subjetiva es el método más auténtico para medir la calidad voz, sin embargo es un proceso que requiere de mucho esfuerzo tanto en tiempo como en dinero. Este método es empleado principalmente por los diseñadores y fabricantes de códecs para dar validez a la tecnología VoIP antes de implementarla. El principal método de este tipo es: MOS, Mean Opinion Score: asigna un valor a la calidad de la llamada en toda la red. La medida tiene en cuenta tanto al códec como los efectos de la red. El MOS se genera del promedio de los resultados de un conjunto de pruebas subjetivas cuando un número de oyentes escucha la calidad de audio de las oraciones de prueba, leídas en voz alta, tanto por hombres como mujeres oradores(as) y se transmite por el medio de comunicación de prueba. La realización de estas pruebas de detalla en la recomendación UIT P.800 [60]. El grupo de oyentes clasifica los resultados obtenidos según la tabla Por ejemplo, el rango típico recomendado para VoIP es desde 3.5 hasta 4.2.

197 176 Tabla 3.16 Escala de Calidad de Voz, método MOS MOS Calidad Deterioro de la señal 5 Excelente Imperceptible 4 Bueno Perceptible pero no molesta 3 Razonable Muy poco molesta 2 Pobre Molesta 1 Mala Muy molesta Finalmente, al ser el método MOS basado en la subjetividad del oyente, no es recomendable su implementación. Sin embargo es sumamente importante ya que este método sirvió de modelo para la creación de los métodos objetivos. Medición Objetiva Estos métodos son diseñados para evitar la naturaleza subjetiva del MOS y el proceso que resulta necesario; esfuerzo y recursos para conseguir reunir un gran número de personas en una habitación y que escuchen innumerables llamadas de VoIP. Medición Intrusiva Estos métodos utilizan el envío de una señal conocida a través de la red, la captan en el otro extremo, y la comparan con la señal enviada. Se estudia la degradación de la señal recibida comparada con la original, debido a la dificultad de analizar dos señales, los equipos que utilizan este método tienen una complejidad elevada y no pueden realizar el análisis en tiempo real de la red en todo momento. Los algoritmos más utilizados para esta comparación son: PSQM, Perceptual Speech Quality Measurement: este método fue desarrollado por el Instituto KPN de Holanda y fue adoptado por la UIT para la elaboración de la

198 177 Recomendación P.861 en el año Las mediciones PSQM se realizan transmitiendo una señal conocida, analizándola después del códec en el otro extremo, se graba, se compara con la original y, de este modo, se obtiene un valor PSQM. En la siguiente figura se muestra el diagrama conceptual del método PSQM, se observa la utilización de un modelo perceptual y un modelo cognitivo para la determinación de la calidad de voz. La señal de entrada del modelo consiste en una señal de referencia y la correspondiente señal codificada (la señal obtenida a la salida del códec). Por señal de entrada se utiliza tanto voz artificial (UIT-T P.50) como voz real almacenada, por ejemplo, en archivo.wav [20]. Figura 3.45 Esquema Conceptual del método PSQM El resultado del algoritmo PSQM es llamado Valor PSQM. Este indica el grado de degradación de la señal durante todo el sistema de comunicación. El Valor PSQM tiene un rango entre 0 y 6.5, donde 0 indica que no existe degradación o calidad perfecta, mientras que 6.5 indica la mayor degradación. Sin embargo, fue diseñado para analizar sólo los efectos de la compresión/descompresión de las funciones del códec. Es decir, PSQM no tiene capacidad de analizar los efectos causados por el trayecto a través de la red, como pueden ser la pérdida de paquetes, latencia o el jitter.

199 178 PESQ y PAMS: fueron diseñados para aumentar el rango que cubría las medidas PSQM, incluir distorsión, filtrado y otras desigualdades del canal. Pero tampoco analizan todos los factores. Medición no Intrusiva Estos métodos analizan la calidad de la voz de forma pasiva sin interferir en las llamadas existentes, y sin necesidad de señal de referencia, por lo cual son los más recomendables para la supervisión en un centro de gestión de desempeño de la red, por lo cual se profundizará más en los mismos. La mayoría de estos modelos se van en el conocido Modelo E de la UIT-T, por lo cual a continuación solamente se detallará este método [45] : La UIT-T en su recomendación UIT-T G.107, describe un modelo informático, llamado modelo E, que ha demostrado ser útil en la planificación de sistemas de transmisión, y sirve para estimar o predecir la calidad de la voz de una conversación telefónica percibida por un usuario típico, en base a parámetros de la red. El modelo E toma en cuenta una gran cantidad de factores que pueden deteriorar la calidad de la voz percibida, por ejemplo los códecs, los retardos, así como también los factores típicos en telefonía como son pérdida, ruido y eco. El resultado del modelo E es un factor escalar, llamado R (Transmission Rating Factor), que puede tomar valores entre 0 y 100, aunque se puede transformar para obtener estimaciones de la opinión de los clientes. El modelo parte de un puntaje perfecto 100 y resta diversos factores de la transmisión que degradan la calidad, según se puede ver siguiente ecuación:

200 179 R Ro Is Id Ie - eff A Ro representa en principio la relación señal/ruido básica que incluye fuentes de ruido, tales como ruido de circuito y ruido ambiente. El factor Is es una combinación de todas las degradaciones que aparecen de forma más o menos simultánea con la señal vocal. El factor Id representa las degradaciones producidas por el retardo y el factor de degradación efectiva del equipo Ie-eff representa las degradaciones producidas por códecs de velocidad binaria baja. Incluye también la degradación debida a pérdidas de paquetes de distribución aleatoria. El factor de mejora A permite compensar los factores de degradación cuando existen otras ventajas de acceso para el usuario. Cada uno de los factores involucrados en la ecuación anterior se divide en diversos subfactores, que en caso de ser necesario se puede consultar los mismos en la recomendación G.107 de la UIT-T. En la siguiente tabla se muestran el rango de valores que toma el valor R, así como su respectiva descripción y asociación con la satisfacción del usuario: Tabla 3.17 Definición de las categorías de Calidad de Transmisión Vocal Gama de Valores R Categoría de calidad de Satisfacción del usuario transmisión vocal 90 R < 100 La mejor Muy satisfecho 80 R < 90 Alta Satisfecho 70 R < 80 Media Algunos usuarios insatisfechos 60 R < 70 Baja Muchos usuarios insatisfechos 50 R < 60 Mediocre Casi todos los usuarios insatisfechos NOTA 1 No se recomiendan conexiones con valores R por debajo de 50. Sin embargo aunque el modelo E ha tomado fuerza últimamente, el valor de MOS real es la medida más utilizada, por lo cual la conversión entre la escala MOS y el modelo E se muestra en la siguiente tabla: Tabla 3.18 Comparación entre Valor-R y MOS

201 180 E-model (valor R) Característica MOS Muy satisfactoria Satisfactoria Algunos usuarios insatisfechos Varios usuarios insatisfechos Casi todos los usuarios insatisfechos No se recomienda Ejemplos de aplicaciones gráficas Para lograr la visualización de la calidad de vocal del servicio VoIP, actualmente en el mercado existen una serie de aplicaciones que pretenden dar una solución a los proveedores del dicho servicio [73]. Estas aplicaciones brindan al proveedor la capacidad de ajustar los valores para la determinación QoS, según su caso particular; como se puede observar en la siguiente figura:

202 181 Figura 3.46 Ajuste de parámetros para estimación de QoS También, eventualmente el sistema de supervisión puede requerir la realización de reportes programados para ser almacenarlos en los formatos deseados y enviarlos por correo electrónico de ser requerido. La calendarización de estos reportes se puede realizar por medio de la aplicación gráfica, de una forma similar a la siguiente figura.

203 182 Figura 3.47 Programación de reportes del servicio VoIP Los reportes de alarmas deben ser gestionados de manera similar a los reportes programados, permitiendo enviar notificaciones a los administradores de la red. Como se muestra en la siguiente figura: Figura 3.48 Programación de reportes de alarmas del servicio VoIP

204 183 La aplicación de monitorización del servicio VoIP debe mostrar el comportamiento de mismo por medio de gráficas representativas en pantalla, esto con el objetivo de facilitar la observación de los parámetros de la calidad de servicio y tomar las medidas necesarias en caso de degradación. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de supervisión en tiempo real del servicio VoIP. Figura 3.49 Monitorización de párametros de servicio VoIP Se recomienda para un centro de gestión de la calidad que se tenga una pantalla que muestre gráficamente el valor R, el valor MOS, la perdida de paquetes, la latencia, entre otros parámetros. Además establecer el rango mínimo a cumplir para cada uno de estos

205 valores que garanticen que los usuarios obtengan los niveles de calidad contratados y definidos en el servicio contratado SMS La calificación o cuantificación del nivel de calidad de un servicio es determinada por el usuario, por lo que todo indicador de calidad de servicio se establece en función de lo que el cliente puede percibir directamente de la red, aspecto que técnicamente debe ser medido a través de múltiples indicadores, pero que regulatoriamente deben ser expresados en términos comprensibles al usuario. Actualmente el departamento de control de calidad a terceros del ICE comenta que no hay indicadores que se estén midiendo para realizar un análisis de calidad de servicio para SMS. Sin embargo el proveedor Ericsson realiza mediciones automáticas con respecto a la tasa de mensajes de texto enviados, recibidos, transmitidos y fallidos. Estas estadísticas se van creando en el SMSC (Centro de mensajes) de Ericsson. Al igual que los CDR, se generan logs en el sistema los cuales son recopilados para generar dichos conteos. Es posible determinar la fecha y hora del momento en que se recopilan los datos. Esto es posible programarlo dentro de la plataforma y como se muestra en la tabla 3.19, se puede programar para obtener datos cada hora; por ejemplo para una toma de datos reales el primero de enero del 2008.

206 Tabla 3.19 Ejemplo de recopilación de indicadores utilizados para SMS, 1º de enero Fecha Hora Recibidos Transmitidos Fallados Intentos 1/1/2008 0: /1/2008 1: /1/2008 2: /1/2008 3: /1/2008 4: /1/2008 5: /1/2008 6: /1/2008 7: /1/2008 8: /1/2008 9: /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : /1/ : La plataforma SMS, después de su ampliación de 300K y la unificación del centro de mensajes Alcatel con el de Ericsson, tiene una capacidad de envío de 545 mensajes por segundo, lo que nos daría un promedio de mensajes por hora. Los reclamos de clientes sobre el servicio de mensajería corta son pocos básicamente se habla de 4 problemas (ver tabla 3.20), Retardo de entrega de SMS, mensajes en blanco, incapacidad de envío de mensajes y alto consumo en la facturación.

207 186 Tabla 3.20 Inconformidades de los clientes para el servicio SMS Reclamos por parte del Razón cliente Retardo en servicio de SMS Congestión de la plataforma Mensajes en blanco Software de algunos terminales Incapacidad de envío de SMS Problema en la Tarjeta SIM Alto consume En investigación El retardo de los mensajes se debe a congestión en la plataforma. Lo que sucede es que los clientes en ocasiones se quejan del retardo que existe entre el momento que se envía un mensaje y en el que lo recibe. Esto se puede dar por varios motivos, el principal es porque la plataforma en ese momento se puede encontrar congestionada y en segunda opción debido a que el terminal que recibe el mensaje se encuentra fuera del área de cobertura o en ese momento está apagado. El problema de los mensajes en blanco se presenta por problemas del software de algunos terminales. Un cliente envía un SMS a otro terminal, pero al recibir el mensaje este se presenta con el contenido en blanco. La razón de esto es que se cuentan con algunos terminales que no son homologados por el ICE y en ocasiones fallan. Otra causa es que se cuenta con un terminal aceptado por el ICE pero muchas veces el software del terminal no es el ideal, por lo que se debe pasar el reporte al proveedor del teléfono para cambiar el software por uno adecuado a la red del ICE. La incapacidad para el envío de mensajes de texto se da por problemas de tarjeta SIM. Lo que pasa es que un abonado puede recibir mensajes pero no enviarlos. Al cambiar de teléfono sigue con el mismo problema, pero al poner otro SIM en el teléfono original este si es capaz de enviarlos. El problema se resuelve reinicializando el SIM desde la

208 plataforma OTA (Over The Air, sobre el aire) la cual permite hacer cambios en algunas configuraciones de la SIM, como instalar MMS y GPRS. 187 Además, otro de los problemas que aquejan a los abonados, aunque no muy común es el alto consumo debido a mensajes cortos. Este problema es muy nuevo y está sometido a investigación aún. Lo que se ha podido descubrir es mediante rastreos de SMS en los CDRS se notan algunos mensajes duplicados y comportamientos extraños como de envíos de SMS del un número a sí mismo. Haciendo una comparación del desempeño del servicio de mensajería corta para el día 22 de agosto en los años 2007 y 2008 (ver gráfico), podemos ver como la curva de transmitidos y recibidos para la misma fecha tienen un comportamiento similar SMS Transmitidos y Recibidos 22 agosto Recibidos 2008 Recibidos 2007 Transmitidos 2007 Transmitidos 2008 Figura 3.50 Gráfico 1: Detalle de SMS Transmitidos y Recibidos.

209 188 El desfase entre las curvas de transmitidos y recibidos se debe al porcentaje de mensajes fallidos. Se puede notar como la distancia entre ellas aumenta en los picos y disminuye en los valores menores, esto demuestra que la plataforma de mensajería se satura conforme los abonados al servicio aumentan la actividad en la red. Se nota la clara diferencia en la calidad del servicio entre los años 2007 y 2008 para un día normal como lo es el 22 agosto. Es posible ver como para los abonados utilizan cada vez el servicio si se comparan las 01 horas del día, donde muy pocas personas normalmente utilizan el servicio, sin embargo ahora existen más líneas que en el 2007 por lo que el equipo está en la capacidad de trasegar los mensajes del 1,3 millones de líneas celulares. En horas de las 8 en adelante es cuando se puede demostrar que el servicio ha aumentado grandemente la capacidad de trasiego de mensajes, y el porcentaje de mensajes no entregados o fallidos para el caso de la hora pico de las 20 en el año 2008 es un error de un 10%, en contraposición al 32% que presenta en el año En el gráfico 2 se muestran las diferencias de estos porcentajes para el caso de las horas pico y las horas normales. Se demuestra como la diferencia entre los mensajes fallidos y los recibidos es mucho más grande para los años del 2008, lo que hace disminuir el porcentaje de fallos. Es decir el porcentaje de efectividad de entrega de SMS en el 2008 aumentó considerablemente lo que pasa a ser un indicador de calidad en el servicio.

210 Promedio de Mensajes Recibidos y Fallados 22 agosto de 2007 y Recibidos horas pico 2007 Fallidos Horas Pico 2007 Recibidos Horas Normales 2007 Fallidos Horas normales 2007 Recibidos Horas Pico 2008 Fallidos Horas pico 2008 Recibidos Horas Normales 2008 Fallidos Horas Normales 2008 Figura 3.51 Gráfico 2: Mensajes recibidos y fallados para horas pico y normales Además puede verse la gran diferencia de mensajes transmitidos entre el año 2007 y 2008, para el caso de horas normales y horas pico y como la plataforma ha mejorado su calidad de manejo de mensajes.

211 Promedio de Mensajes Trasmitidos 22 agosto de 2007 y Horas Pico 2007 Horas normales 2007 Horas pico 2008 Horas normales 2008 Figura 3.52 Gráfico 3: Promedio de SMS Transmitidos 22 agosto Para ver un comportamiento general en el año 2008 de los mensajes transmitidos, recibidos y fallidos, puede verse los gráficos 4, 5 y 6 posteriores. Se puede notar como los mensajes transmitidos se estabilizan en un valor entre los 1,5 y 2 millones de mensajes por hora, dato que concuerda con los valores de 1,9 millones de mensajes por hora que la plataforma está en capacidad de trasegar. Por otro lado los mensajes recibidos (gráfico 5) tienen un comportamiento más errático, debido a las condiciones fuera de control de la plataforma, como es el caso de falta de cobertura o que un terminal este apagado. Los mensajes fallidos tienen un comportamiento estable, similar al gráfico 4.

212 SMS Transmitidos Año Figura 3.53 Gráfico 4: SMS transmitidos para el año SMS Recibidos Año Figura 3.54 Gráfico 5: SMS Recibidos para el año 2008

213 SMS Fallados Año Figura 3.55 Gráfico 6: SMS Fallados para el año 2008

214 CAPÍTULO 4: Requerimientos para establecer un Centro de Gestión de Desempeño de Telecomunicaciones En la actualidad, los operadores de telecomunicaciones deben adaptar sus sistemas de gestión a la dinámica y acelerada evolución de las redes y los servicios, de forma que puedan contar con una visión igualmente convergente del desempeño de sus sistemas, para así anticipar con mayor rapidez y certeza cualquier desviación de sus parámetros de QoS, lo cual se verá reflejado en una mayor satisfacción de los clientes. Una forma de lograr esto es establecer un Centro de Gestión de Desempeño, en el cual un equipo técnico se dedique a supervisar el comportamiento de las redes y los servicios, obtener estadísticas y hacer otros tipos de estudios que permitan detectar anomalías. Este Centro debe contar con una plataforma informática y de infraestructura que facilite la integración de las facilidades y las funciones, de modo tal que la observación de eventos, la intervención a los recursos mediante comandos remotos y la canalización de los problemas hacia grupos técnicos especializados, entre otras tareas de gestión, se puedan ejecutar de manera ágil y eficiente. En esta sección se plantea un diseño con los requerimientos básicos en cuanto a recursos humanos, inmobiliarios e informáticos necesarios para la puesta en operación de un Centro de Gestión de Desempeño, que sea capaz de albergar y soportar de manera integrada las funciones de gestión de las tecnologías y servicios estudiados en los capítulos anteriores. 193

215 4.1 Componentes generales de una plataforma informática de soporte de aplicaciones de gestión de desempeño 194 La tendencia del establecimiento de ambientes computacionales para la gestión de sistemas de telecomunicaciones se ha dirigido hacia la implementación de las aplicaciones en forma distribuida, con el fin de adaptarse a la heterogeneidad y propagación de las distintas redes. Sin embargo, las aplicaciones de gestión deben operar de forma integrada sobre redes y servicios, mediante el uso de una plataforma que unifique el acceso a los sistemas. Esta plataforma de soporte a aplicaciones de gestión consiste en una capa de software que se localiza sobre el sistema operativo y las aplicaciones de gestión, tal como se muestra en la siguiente figura. Figura 4.1 Estructura computacional de un sistema de gestión

216 195 La plataforma permite abstraer de las aplicaciones desarrolladas, mediante el seguimiento de una serie de estándares, los detalles tecnológicos del ambiente computacional, con independencia de interfaz de usuario, de recursos de comunicación y de acceso a sistemas de gestión de base de datos [23]. Esta plataforma deberá cumplir con un conjunto básico de características, servicios y funcionalidades, que para este trabajo se han agrupado de la siguiente manera: 1) Funciones generales 2) Servicios de comunicación 3) Servicios de bases de datos 4) Integración de las aplicaciones 5) Servicios de interfaz gráfica de usuario 6) Gestión de la plataforma y de las aplicaciones 7) Herramientas auxiliares de desarrollo 8) Administración de la seguridad 9) Requerimientos del sistema operativo, hardware y software El establecimiento de los requisitos para las funciones listadas se ha realizado asumiendo que se contará con sistemas de gestión de los elementos de red y de los servicios, así como módulos de control del inventario y la topología física y lógica de las redes; todos ellos con la capacidad de comunicarse adecuadamente entre sí Funciones generales La plataforma de soporte de aplicaciones de gestión, la tecnología de base de datos, las interfaces gráficas de usuario y los módulos asociados, debe cumplir con estándares y normas internacionales en cuanto a gestión de red y sistemas abiertos (según ITU-T, ISO,

217 196 OMG y TMF principalmente) y debe soportar una arquitectura de objetos distribuidos basada en GIOP (General Inter Object Request Broker Protocol, Protocolo General Entre Agentes de Llamadas de Objetos), incluyendo el estándar CORBA en su versión más reciente. También es recomendable tomar como referencia modelos de procesos ajustados a normas como etom y TAM. La gestión de objetos debe ajustarse a las recomendaciones X.722 y X.680 de la UIT-T [23], [66], [64], [65]. Los servicios básicos ofrecidos por CORBA deben incluir la funcionalidad completa de una RGT, según la recomendación M.3400 de la UIT-T. El diálogo entre el sistema de gestión y los elementos de red debe ser posible por medio de una interfaz Q3, en cumplimiento con las Recomendaciones UIT-T Q.811, Q.812, Q.821 y Q.822 y el protocolo de gestión CMIP [62], [63]. El intercambio de mensajes se debe poder realizar a través de una red TCP/IP y debe tener la capacidad de ejecutarse en un entorno de navegador web. El sistema debe ser capaz de realizar la recolección de los KPI (Key Performance Indicator) y KQI (Key Quality Indicators), ya sea de los sistemas de gestión de los elementos de red, directamente de ciertos elementos de recursos y/o otros sistemas o aplicaciones OSS, así como de exportar información de desempeño de los recursos de la red a otros destinos (aplicaciones, bases de datos, etc.). La aplicación de gestión de desempeño debe tener la función de generación flexible de reportes y gráficos con resultados del rendimiento de los elementos de red y los servicios, con base en los datos almacenados por la aplicación, incluyendo la opción de establecer filtros con base en los atributos, reglas de negocio, KPI y KQI.

218 197 Debe presentar pantallas de despliegue de información en tiempo real donde se muestren en tiempo real los indicadores del rendimiento de la red seleccionados para tal fin. También debe tener la funcionalidad de almacenar los datos que permitan efectuar análisis en tiempo diferido. El modelado y supervisión del estado topológico (físico y lógico) de las redes elegidas debe ser posible. Para las alarmas, se debe asociar un grado de severidad potencial o percibida, según su propagación en la red o su impacto en los servicios. El traslado de información y despliegue de las alarmas debe estar sincronizado en todas las aplicaciones que lo requieran. El sistema de gestión debe tener capacidad para implementar Interfaces de Programación de Aplicaciones (API), que permitan la integración de información proveniente de protocolos propietarios. Las plataformas deben operar con eficiencia y preferiblemente entregarse actualizadas según las últimas versiones disponibles de los sistemas operativos, durante el período de garantía y soporte. También deben ser escalables, poseer interfaces abiertas y protocolos estándar. Se debe especificar la cantidad y el tipo de licencias disponibles, la tecnología de respaldos de datos y los requerimientos de conectividad Servicios de comunicación Estos servicios deben ofrecer facilidades de comunicación con los recursos gestionados desde y hacia la plataforma de soporte a aplicaciones, dentro de la red de

219 198 gestión. Se requiere soporte a interfaces y protocolos estandarizados, de manera que se proporcione un ambiente de procesamiento distribuido que permita la integración transparente de las computadoras que componen la red, independientemente de su localización. Los mecanismos para lograr lo anterior contemplan el uso de API estandarizadas, entendimiento de protocolos de gestión como CMIP, SNMP o CORBA y capacidad de acceso a servicios de transporte, basados en diferentes protocolos como TCP/IP, ATM o SDH. La plataforma deberá soportar el desarrollo y ejecución de aplicaciones según el paradigma gestor/agente ofreciendo protocolos como CMIP, ASCII, TL1, CORBA, Q3, XML o SNMP, entre otros; y según el paradigma cliente/servidor ofreciendo protocolos como ACSE y ROSE para el ambiente OSI y RPC y PPC para el ambiente Internet. Además, debe ser posible definir códigos para el análisis sintáctico automatizado (parsing) de la información recibida, por criterios de posición o por expresiones regulares, manejo de hileras, ciclos y ejecuciones condicionales. Debe ser posible ejecutar comandos de pruebas y optimización de uso de los recursos de la red de telecomunicaciones, así como la sincronización del estado real de las alarmas reportadas por estos y la verificación de su funcionamiento, a través de un módulo de mediación. Se establecerá entonces una interfaz de diálogo entre los elementos de red o sus agentes y las aplicaciones de gestión de servicios y recursos, incluyendo la conversión de los comandos y las salidas a un formato utilizable por las aplicaciones OSS que la requieran. Es decir, debe ser capaz de enviar comandos propios de cada recurso de la red para realizar cualquier tipo de consulta, configuración o aprovisionamiento permitido por

220 los elementos de red o gestores de elementos de red. Adicionalmente, debe recibir y procesar las respuestas de los comandos enviados. 199 La conexión física con los gestores de elementos de red o con los elementos de red directamente puede establecerse a través de diferentes tipos de conexiones como seriales RS-232, conexiones TCP/IP, etc. Para realizar la supervisión del desempeño de las redes y los servicios, la función de mediación debe recolectar los parámetros especificados provenientes de los sistemas a ser gestionados Servicios de bases de datos El servicio de administración de base de datos ofrece facilidades para acceso a base de datos distribuidas o remotas y para el almacenamiento de objetos asociados a aplicaciones en bases de datos orientadas a objetos o relacionales. Las consultas y actualizaciones en la base de datos se deberán hacer a través de un servidor que permita acceso estandarizado a bases de datos, tipo SQL ANSI. Se deben registrar datos históricos que permitan el análisis de los eventos transcurridos y de las tendencias de rendimiento de los recursos de las redes. Para ello, se debe recopilar y almacenar la información histórica de los indicadores de rendimiento de recursos, información completa de los eventos (según la Rec. UIT-T X.733 [67] ), información histórica de los SLA, archivos de configuración de la red, entre otros. También se debe contar con la capacidad para consultar bases de datos relacionales intermediarias, con el fin de obtener información adicional a la recibida de los recursos.

221 200 Estos datos deben ser fácilmente accesibles, para permitir la realización de análisis de tendencias, generación de reportes, exportación de resultados de consultas a formatos reconocidos como archivo de texto (.txt), delimitados por comas (.csv) o reconocible por aplicaciones como Microsoft Office Excel Integración de las aplicaciones Todas las aplicaciones del sistema de gestión deben ser totalmente operables y coexistir naturalmente, sin necesidad de realizar agregados o desarrollos posteriores para lograr su integración. Las interfaces de recolección o acceso de la información, deben estar integradas para tener la capacidad de compartir la información obtenida de los elementos de red. El sistema debe contar con un mecanismo de seguridad común a todos los módulos de gestión, de modo que los usuarios y sus derechos de acceso puedan ser administrados en forma centralizada. El módulo de monitorización de la calidad del servicio debe ser capaz de extraer los KPI, los eventos de alarmas de congestión, entre otros, desde distintas fuentes de gestión de elementos de la red, para suministrársela a aquellos módulos o aplicativos que analizan esta información. La integración de las aplicaciones debe permitir: - Gestionar eventos de cualquier tipo de elemento de red y estandarizar el formato de su presentación, independientemente de la tecnología y del proveedor.

222 201 - Observar el estado general de los servicios y los recursos en tiempo real. - Ejecutar pruebas sobre recursos y servicios, así como observar el comportamiento como impacto de éstas. - Trasladar información relacionada con la utilización y calidad de los servicios y recursos hacia otros módulos. - Recibir alarmas y estadísticas de los recursos, provenientes de los aplicativos de gestión de recursos que correspondan. - Representar un objeto gestionado, en un mapa de topología de la red, desde el cual debe ser posible invocar el módulo de inventario de la red para que despliegue los atributos de desempeño correspondientes al objeto seleccionado. - Recibir eventos de problemas que afectan los servicios, desde distintas fuentes. - Comunicarse o enviar información a sistemas de gestión relacionados con la resolución de problemas en los servicios de los clientes. - Interactuar con un sistema de gestión de incidentes ( Trouble Ticketing ) para el registro, seguimiento y cierre de problemas que afectan los servicios. Esto incluye crear un tiquete a partir de una alarma existente, asociar o desasociar alarmas a un tiquete existente y asignar tareas a personal técnico para la resolución de problemas de acuerdo a un modelo de escalamiento establecido.

223 202 - Realizar una consolidación de problemas que afectan los servicios. - Integrar las aplicaciones de monitorización y gestión de recursos y servicios, de forma que permita detectar eventos provocados por cambios en la topología de la red, modificaciones de estado de los recursos, entre otros. - Interacción con aplicaciones externas Servicios de interfaz gráfica de usuario La plataforma de soporte a aplicaciones de gestión debe ofrecer interfaz gráfica de usuario (GUI - Graphical User Interface), basada en un protocolo que permite la interacción gráfica en red entre un usuario y una o más computadoras haciendo transparente la red para éste, similar a las basadas en X-Windows, OSF Motif, Windows NT/2000, o equivalentes tecnológicos de última generación que se permita implementar según las políticas internas del Instituto. Además de las interfaces gráficas, deberá ser posible para las aplicaciones utilizar interfaces basadas en caracteres ASCII. Además, para la interacción con aplicaciones orientadas hacia objeto, se pueden usar GUI especializadas, con sus bibliotecas asociadas. Estas GUI deben permitir la creación de recursos visuales a través del mapeo de objetos de la pantalla, en objetos asociados a la aplicación. Se debe proveer una vista gráfica del servicio a partir de su modelado, en la cual se pueda dar seguimiento al estado y calidad del servicio de extremo a extremo, en tiempo real y en tiempo diferido. Además, que se pueda inhibir el refrescamiento de la información desplegada en las vistas.

224 203 Debe identificar y presentar los cambios de estado de los recursos que ocurran en tiempo real, de acuerdo a los umbrales definidos para medir la carga de los recursos. Asimismo, debe desplegar los servicios afectados ante la ocurrencia de alarmas generadas por los recursos. Debe ser capaz de permitir la generación flexible de consultas y reportes de medición del rendimiento en la prestación de servicios, mediante herramientas parametrizables que permitan elaborar reportes de los datos almacenados y mostrar gráficamente las estadísticas de desempeño e incluir la opción de establecer filtros con base en los atributos respectivos. La aplicación de supervisión debe tener la funcionalidad de segmentar la red en dominios para la supervisión de fallas en forma distribuida, ya sea por criterios técnicos, geográficos o administrativos, u otros, y que los usuarios puedan filtrar las alarmas dentro de su dominio respectivo, de acuerdo a cualquiera de sus atributos o combinaciones de ellos. Las alarmas se deben desplegar en el formato definido por la Rec. UIT-T X.733 [67] y debe ser posible clasificarlas según ciertos criterios o filtros definidos, para mostrarlas, ocultarlas, inhibirlas o ejecutar sobre ellas cualquier otro tipo de acción que se defina. Se deben implementar interfaces Web Based/Enabled que permitan a los usuarios visualizar representaciones esquemáticas de la información y navegar por las diferentes ventanas y opciones. Para funcionalidades de soporte, configuración y administración, también se pueden implementar interfaces cliente/servidor.

225 Gestión de la plataforma y de las aplicaciones La gestión de la plataforma y las aplicaciones se encarga de proporcionar funcionalidades que permitan monitorización, control, acceso y administración centralizada de los equipos, por medio de un conjunto de facilidades para la realización de la operación, administración y mantenimiento de los ambientes de desarrollo y ejecución de las aplicaciones de gestión. Utilizando estas facilidades, el administrador puede realizar tareas como las siguientes [23] : - Configuración de la plataforma: debe ser capaz de la instalación, control y mantenimiento de las aplicaciones, gestión y supervisión de la ejecución de las aplicaciones distribuidas y definición de los servicios disponibles. - Control de fallas: señalización y registro de fallas, ejecución de acciones correctivas previamente definidas y verificación del funcionamiento de la plataforma. - Control de seguridad: definición del derecho de acceso de las aplicaciones y usuarios a los recursos de la plataforma y almacenamiento de información para realizar auditorías del empleo de las aplicaciones por parte de los operadores. - Monitorización de desempeño: obtención de datos de desempeño y definición de valores umbrales para supervisión de parámetros de usuarios y aplicaciones. Como parte de las actividades de control y monitorización, debe tener la funcionalidad para supervisar las conexiones (lógicas y físicas) con los sistemas asociados, el proceso de mediación y los recursos de la red gestionados y generar alarmas en caso de pérdida o degradación de la conexión. Además debe tener capacidad para llevar un registro histórico de estos eventos. El sistema de servidores debe ser gestionable mediante herramientas que utilicen el protocolo SNMP. El software que se ofrezca para la gestión debe tener capacidad para

226 establecer interfaces con sistemas de gestión como HP Open View, o tecnológicamente similares que se permitan implementar según las políticas internas del Instituto. 205 Debe brindarse un software de gestión de respaldos junto con cartuchos y cintas (tape drive) de alto desempeño. Esta aplicación debe cumplir en general con las siguientes características: - No afectar el desempeño de los servidores de base de datos durante la ejecución de los respaldos. Tampoco debe interferir con el normal funcionamiento de los demás equipos en producción. - Poder hacer respaldos totales, incrementales y diferenciales. - Permitir gestión completa de forma remota. Esta debe incluir herramientas de gestión, operación, mantenimiento, identificación y aislamiento de fallas, monitorización, diagnóstico, seguridad, almacenamiento, programación y reportes de sus componentes hardware y software. - Establecer verificaciones de la información respaldada que permita asegurar su resguardo, y de ser necesaria, la restauración. - Calendarización automática de respaldos Herramientas auxiliares de desarrollo La plataforma de soporte a aplicaciones deberá proporcionar un conjunto de herramientas, como Interfaces de Programación de Aplicaciones (API) y herramientas tipo

227 GUI, que permitan programar y personalizar las aplicaciones de acuerdo a criterios establecidos, para facilitar y agilizar el desarrollo de aplicaciones de gestión. 206 Debe brindarse un módulo generador de interfaces gráficas de usuario e interfaces basadas en caracteres ASCII. También debe proporcionarse un compilador de lenguaje para la descripción de interfaces y objetos, como IDL (Interface Description Language) y ASN.1 (Abstract Syntax Notation 1). Debe existir una herramienta para realizar el análisis sintáctico y la organización de la información recibida y su clasificación según plantillas, filtros y reglas configurables. Es necesario un ambiente de desarrollo separado de producción para ciertos módulos críticos, que permita realizar cambios, pruebas y simulaciones en la construcción y configuración de las funcionalidades desarrolladas. Asimismo, este ambiente de desarrollo debe permitir la migración automatizada de versiones, módulos desarrollados, configuraciones, consultas y reportes una vez que hayan sido debidamente probados Administración de la seguridad Los módulos del sistema deben contar con mecanismos y políticas de seguridad para la autenticación del acceso a aplicaciones enlazadas con los sistemas operativos y las bases de datos. Esta autenticación permitirá identificar a los usuarios con un nombre y clave de acceso particulares. También debe ser posible configurar la desactivación automática de las sesiones que se encuentren inactivas por cierto tiempo.

228 207 Debe existir la capacidad para soportar diversos niveles de perfiles de usuarios individuales y grupos de usuarios, configurables de acuerdo al alcance de sus funciones y responsabilidades. Estos perfiles deben tener información propia de cada usuario, descripción de sus derechos y limitaciones, entre los que se debe incluir ejecutar acciones, visualizar pantallas de información y editar atributos de información. Debe proporcionarse un módulo de bitácora de auditoría, mediante el cual se lleve un registro de las fechas y horas en que los usuarios ingresan y salen de las aplicaciones, así como sus actividades realizadas y modificaciones en la información y la operación de los sistemas. Se debe posibilitar además la visualización, almacenaje y borrado de los registros de auditoría Requerimientos del sistema operativo, hardware y software Se requiere el hardware y software diseñados de forma tal que sean totalmente compatibles y soporten de manera adecuada, segura y continua las funciones de la plataforma, así como soporte para crecimiento (que puede rondar el 40%). Para ello, es necesaria una descripción detallada y justificada de los componentes, con rubros como los que se indican a continuación [23]. - Cantidad, velocidad, rendimiento de procesamiento, arquitectura y tecnología de los procesadores. - Capacidad instalada y de crecimiento de la memoria caché. - La cantidad de memoria RAM, tipo, velocidad y capacidad de crecimiento.

229 208 - La capacidad de almacenamiento, velocidad, tipo de interfaces, configuración y tecnología de los sistemas de almacenamiento en discos duros y unidades de respaldo. - Las características y capacidad de conexión del resto de periféricos (monitores, unidades de disco, teclado, tarjetas de red, fax-módem, puertos de comunicaciones, paralelos, seriales, USB, etc.) - Capacidades de expansión, escalabilidad, disponibilidad y tolerancia a fallas. - Requerimientos ambientales y eléctricos necesarios para la adecuada operación de los equipos, así como sus características físicas. Debe brindarse el diseño de dimensionamiento según factores como el volumen de equipos y servicios a gestionar, la cantidad de usuarios a soportar, almacenamiento de datos, entre otros. El sistema no debe quedar saturado, sino que debe contar con un margen para crecimiento. El servidor debe ser particionable en cuanto a procesadores, memoria, dispositivos de almacenamiento secundario, dispositivos de entrada y salida (como tarjetas de red, tarjetas controladoras de discos, tarjetas de puertos seriales y paralelos), entre otros componentes. En el servidor deberá existir redundancia de componentes críticos como procesadores, fuentes de alimentación, ventiladores o sistemas de enfriamiento, discos duros, tarjetas de red, controladores, etc. Además, en la medida de lo posible, estos dispositivos deben ser capaces de ser reemplazables en caliente.

230 209 El servidor debe contar con unidad de disco de alta capacidad y de la última generación que se permita implementar según las políticas internas del Instituto, así como un dispositivo de respaldo en cinta para el sistema operativo y datos. Asimismo debe brindarse la herramienta de aplicación para efectuar adecuadamente tales respaldos. La plataforma debe permitir configuración tipo clúster, supervisión del funcionamiento y gestión remota. Los servidores deben ejecutar sus funciones sobre un sistema operativo de alto rendimiento, como Unix de 64 bits (por ejemplo Sun Solaris, HP-UX o IBM AIX). Los equipos deben soportar servicios y protocolos de red como DNS, VPN, IPv6, telnet, ftp, etc. Asimismo, deben tener capacidad de administración dinámica de archivos, protocolos para servicios de directorio como LDAP y de autenticación en redes como Kerberos. Las estaciones de trabajo deben funcionar sobre un sistema operativo reconocido, confiable y actualizado. 4.2 Procesamiento de los datos de desempeño Es parte fundamental de la gestión del desempeño un óptimo procesamiento de los datos, es por esto que el modulo que se encargue de esta tarea debe cumplir con mínimos requerimientos. El módulo debe soportar valores de desempeño calculados a partir de mediciones definidas por el usuario y producidas como resultado de una expresión matemática. Estos valores deben poder ser procesados como cualquier otro dato de desempeño y debe permitir

231 a los usuarios asignar valores umbral para ser asociados con los atributos de los datos de desempeño recolectados. 210 Los valores umbral deben ser utilizados por el módulo para generar o cesar alarmas de cruce de umbral cuya severidad sea definida por el usuario (ej. indeterminada, advertencia, menor, mayor, crítica). Es importante además que las alarmas de cruce de umbral sean generadas de la manera descrita en la recomendación ITU-T X.733, además el mecanismo de procesamiento de umbrales debe estar basado en la recomendación ITU-T Q.822. El módulo debe permitir la definición de distintas políticas de umbral de monitorización como un único umbral para cualquier valor medido y umbrales globales aplicables a todas las instancias de cualquier valor medido. Pueden aplicarse umbrales múltiples a un atributo individual y debe ser posible activar y desactivar los valores umbral de alarmas en horarios y fechas predeterminados. Es importante que la gestión de desempeño provea valores umbral por omisión y que la configuración de los umbrales también pueda ser establecida por el administrador del módulo. Este debe generar en tiempo real las alarmas de cruce de umbral. Además, la herramienta de procesamiento de datos de desempeño debe soportar la sincronización del modelo de datos de desempeño con la configuración real obtenida del módulo de Inventario de la red. Cuando se realicen cambios en la red que tengan un efecto en el modelo de datos de desempeño, éstos deberán ser propagados automáticamente al modelo de red del módulo, de manera que se garantice la funcionalidad para supervisión de la topología de la red de telecomunicaciones.

232 Presentación de los datos de desempeño La presentación de los datos de desempeño debe darse de una manera ágil y permitiendo un fácil análisis en tiempo real, esto porque la herramienta de presentación de datos es la que se usa las 24 horas en el centro de gestión de desempeño mostrando en tiempo real en pantallas el comportamiento de los sistemas y redes supervisadas. De esta forma los datos de desempeño deben ser presentados visualmente mediante una interfaz gráfica de usuario (GUI) que permita al menos las siguientes opciones utilizables en el centro de gestión: - Presentación de gráficos en escala lineal y logarítmica que abarquen períodos de tiempo especificados por el usuario - Despliegues del mismo día que incluyan hasta el último registro recibido - Gráficos de datos múltiples para la misma entidad - Gráficos de múltiples entidades (o resúmenes orientados a dominios) - Despliegues de texto con formato de indicadores claves y reportes resúmenes que contengan como mínimo información de: i. Elemento de red ii. Tipo de evento iii. Tiempo del evento (fecha y hora) iv. Problema/afectación específico v. Severidad percibida vi. Indicación de tendencia vii. Información de umbral viii. Información/texto adicional - Formato de texto controlado (filtraje) por el usuario en los despliegues en pantalla.

233 212 - Gráficos de 2 y 3 dimensiones de diversos tipos, incluyendo: barras, pastel, líneas, radar, barras apiladas, polar, distribución normal, curva de mejor ajuste y superficie - Controles de formato de tipo de fuente, escala, encabezados, títulos y demás características de presentación de los gráficos Es indispensable que el modulo de presentación de datos permita a múltiples usuarios observar los datos de desempeño desde diferentes estaciones de trabajo y jerarquías, y que estos compartan vistas comunes, o tengan vistas separadas de los datos de desempeño. Los datos de desempeño se deben proveer y actualizar en tiempo real a los usuarios representaciones tanto numéricas como gráficas de los datos de desempeño, tan pronto como los datos sean provistos por los elementos de red. Para facilitar la implementación del modulo de datos de desempeño y el acceso a las aplicaciones, este debe utilizar un ambiente gráfico (Windows) basado en menús, usando las técnicas actuales de interfaz de usuario (OSF/MOTIF, X Window, Windows NT/2000, o un equivalente tecnológico de última generación que se permita implementar según las políticas internas del Instituto). Se debe incorporar una herramienta de consulta basada en Web para el acceso remoto a los datos, para facilitar así la gestión del desempeño, así como una notificación visual de los datos de desempeño que hayan generado alarmas de cruce de umbral. 4.4 Almacenamiento y análisis de datos de desempeño

234 213 El óptimo almacenamiento de datos permitirá realizar una correcta gestión del desempeño en tiempo diferido, para así poder realizar un análisis detallado de las diferentes redes que componen el sistema. Para asegurarse esta situación el módulo de almacenamiento debe permitir que los datos de desempeño sean almacenados en una base de datos (preferiblemente una base de datos que soporte SQL ANSI, como Oracle u otra que se permita implementar según las políticas internas del Instituto) para poder realizar análisis de datos fuera de línea. Para realizar un correcto análisis en tiempo diferido los usuarios deben poder generar reportes a partir de los datos de desempeño almacenados, se debe permitir la generación de reportes para cada unos de los elementos de red, así como para grupos de elementos de red. Se debe contar con la funcionalidad de establecer reglas de almacenamiento de la información de indicadores de rendimiento de los elementos de la red de telecomunicaciones, utilizando para ello diversos criterios que incluyen como mínimo: períodos de tiempo (hora, día, semana, mes y año) y parámetros de selección de la información, entre otros. El módulo o herramienta de análisis de datos de desempeño debe proveer reportes resumen diarios a partir de los datos del desempeño almacenados, además de permitir a los usuarios efectuar análisis históricos de los datos de desempeño almacenados. Se deben realizar análisis de tendencias y proyecciones de los datos de desempeño almacenados para así poder predecir posibles comportamientos y prevenir averías en los sistemas. Es recomendable también que los usuarios cuenten con una herramienta de consulta para llevar a cabo diversos análisis de los datos de desempeño almacenados y que a partir de estos se puedan generar reportes tanto en modo textual como gráfico.

235 214 El módulo debe proveer a los usuarios la capacidad para gestionar y crear nuevos reportes. Estos reportes pueden ser utilizados para propósitos específicos o ser almacenados para uso repetitivo. El módulo debe soportar: - Análisis de tendencia y distribución basados en datos históricos - Facilidades de generación de reportes de rutina y de propósito específico, tanto en forma gráfica (dos o tres dimensiones) como tabular, referentes al desempeño de la red y de los elementos de red - Capacidad para imprimir reportes en papel, almacenarlos en un archivo o desplegarlos en pantalla - Herramientas para proyección del desempeño para propósitos de ingeniería, mercadeo y planeamiento de la red - Herramientas que permitan al usuario desarrollar reportes personalizados que puedan ejecutarse tanto en forma interactiva como en lotes (batch mode) Los reportes deben poder ser generados de las siguientes maneras: - A petición (a solicitud del usuario) - Calendarizado (programado automáticamente a intervalos periódicos) - Inmediato como resultado de un evento Adicionalmente es necesario contar con la funcionalidad de almacenar los reportes resúmenes e indicadores claves que permitan realizar en tiempo diferido análisis estadísticos.

236 215 A fin de manejar una base de datos óptima, es idóneo que los usuarios tengan políticas que permitan administrar los datos de desempeño de manera tal que se puedan eliminar aquellos que ya no sean necesarios para análisis. 4.5 Requerimientos de la función de mediación En el contexto de Gestión de Red, es el proceso de convertir la sintaxis de información de Gestión, adecuándolo a un determinado formato requerido por una Interfaz de Gestión. La función de mediación facilita la conexión e interacción con los sistemas y elementos remotos de la red para la supervisión, control y gestión de la fallas. Realiza las funciones de conversión de protocolos, mensajes y direcciones; encaminamiento y procesamiento de la información. Además la función de mediación puede implicar: filtrado, almacenamiento, adaptación, condensado, entre otras. Requerimientos generales [23] La función de mediación debe actuar como interfaz de diálogo entre los elementos de red o sus agentes y los módulos de la plataforma de gestión. Debe comunicarse con estos elementos de red en forma directa o a través de un gestor de elementos. La función de mediación debe poseer interfaces predefinidas para el procesamiento de los eventos de cada elemento de red. Las interfaces hacia los recursos de la red deben ser configurables para poder agregar ágilmente nuevos elementos, de manera que permitan adaptarse a los cambios y novedades de los servicios en plazos muy cortos. Este aspecto resulta vital para aligerar la puesta en marcha de los nuevos servicios y para que sea lo

237 suficientemente agresivo como para aceptar el desafío de un mercado de abierta competencia. 216 La función de mediación debe soportar la recolección de eventos según los requerimientos de cada una de las tecnologías o servicios supervisados, usando estándares de códigos, lenguajes y arquitecturas de gestión, como por ejemplo ASCII, TL1, CMIP, FTAM, XML, SQL, ODBC, API, CORBA, SNMP, Q3, entre otros que se requieran. La función de mediación debe comunicarse con los elementos de red utilizando conexiones seriales RS-232, conexiones TCP/IP, u otras de tipos tecnológicamente convenientes y aceptados por el Instituto. La función de mediación debe recolectar y procesar los datos provenientes de protocolos presentes en la red del ICE. Para tal efecto debe incluir una Interfaz de Programación de Aplicaciones (API) y herramientas de desarrollo para la integración y personalización de los protocolos anteriores; permitiendo de esta manera la creación de módulos de software, por medio de scripts, lenguajes de programación (como Java, C++ u otros lenguajes estandarizados aceptados por el Instituto) o herramientas de alto nivel, que realicen dicha integración en el sistema de gestión. La Interfaz de Programación de Aplicaciones debe de disponer de un analizador de datos con patrones dinámicos, que le confieran toda la flexibilidad necesaria para poder abordar todo tipo de cambios en la lógica del procesamiento de los eventos. La función de mediación debe establecer la comunicación con los elementos de red, permitiendo el envío de comandos para realizar cualquier tipo de consulta,

238 217 configuración o aprovisionamiento permitido por los elementos o sus gestores. Adicionalmente, debe recibir y procesar las respuestas de los comandos enviados. Debe permitir el procesamiento de las salidas de los diferentes recursos de la red incluyendo la conversión a un formato utilizable por las aplicaciones OSS que la requieran. La función de mediación debe generar y correlacionar las alarmas a nivel de elemento de red y enviarlas al servidor en un formato estandarizado, tal como el definido por la UIT en la recomendación X.733. Se debe realizar una clasificación de las alarmas de acuerdo con ciertos criterios programados para la calidad de servicio de acuerdo a cada uno de los elementos de red y gestionar su direccionamiento hacia las aplicaciones necesarias. La función de mediación debe recibir todos los eventos provenientes de los elementos de red, almacenar la información recibida y procesarla según se defina. Se debe incluir una herramienta de seguridad que permita tener un control de los accesos a los recursos de la red y a la propia función de mediación, llevando un historial de las intervenciones realizadas por los diversos usuarios. También se debe incluir una herramienta para elaborar rutinas que realicen la descomposición y análisis sintáctico de la información recibida y para clasificarla como un evento válido o no válido. Para ello debe permitir especificar un conjunto de reglas que definan el tratamiento que se le debe de dar a los eventos. También debe ser posible la creación de plantillas o filtros para clasificar los eventos. La función de mediación debe permitir al operador poner en servicio o fuera de servicio un determinado elemento de red o alguna parte del mismo.

239 218 La función de mediación debe contar con una interfaz gráfica, ya sea como parte del mapa de red o bien como una aplicación separada, que permita al operador el envío de comandos a los elementos de red y la observación los eventos correspondientes Gestión de desempeño La función de mediación debe recolectar datos de desempeño pertinentes a la tecnología o servicio que va a ser gestionado(a) por medio de dispositivos de mediación, incluyendo los elementos de red. La función de mediación debe permitir ser configurada para recolectar los datos de desempeño desde los elementos de red en su lenguaje nativo. La función de mediación debe reunir información de desempeño a petición del usuario o a intervalos programados desde los elementos de la red, equipo de supervisión de enlaces o gestores propios de cada tipo de elementos de red. La función de mediación debe permitir centralizar en un solo punto la administración de la recolección de todos los datos de desempeño. 4.6 Requerimientos físicos del Centro de Gestión Diseño básico del sitio. Pantallas de proyección para mostrar el estado de la red y sus diferentes indicadores.

240 219 Cableado estructurado para red de cómputo y telefónica. Red de cómputo interna y enlaces que permitan comunicación con el resto de la red de gestión ubicada en edificios distantes a donde se encuentre el centro de gestión de desempeño. Red telefónica interna y salidas externas al sistema telefónico nacional que permitan solicitar o dar información al resto de la institución. Red de energía eléctrica protegido por un sistema de UPS que permita el servicio continuo en caso de un faltante de energía. Sistemas de aire acondicionado para garantizar el óptimo funcionamiento de los equipos electrónicos presentes en el centro de gestión de desempeño. Figura 4.2 Ejemplo de un Centro de Gestión

241 Sitios de trabajo. El sitio debe contar con puestos para el control en tiempo real del sistema de telecomunicaciones, según se obtengan resultados de alarmas de cruce de umbral, estos serán mostrados en su mayoría en un sistema de gestión unificado y proyectado en pantallas. Asimismo deben de existir sitios de trabajo que permitan al personal realizar estudios en tiempo diferido, análisis de tendencias y reportes de desempeño; ya sean estos programados o bajo solicitud de algún proceso en específico, de jefaturas o direcciones de la institución. Sala de crisis para en caso de que se presente una situación específica, poder reunir los profesionales que en conjunto formularan una posible solución al problema presente. Esta sala deberá contar con una vista amplia a las pantallas frontales del centro de gestión de desempeño, las cuales mostraran el estado actual y en tiempo real de las redes de telecomunicaciones.

242 221 Figura 4.3 Vista general de las pantallas desde los sitios de trabajo Equipo informático. Se requiere de equipo informático de última generación, con especificaciones que permitan la integración con los diferentes software de gestión de redes con los que cuenta el ICE. Los equipos deben manejar varios monitores para así facilitar la consulta y gestión de distintos sistemas o programas que permitan al personal realizar una optima gestión del desempeño Equipo de visualización (pantallas). El proyector debe ser del tipo de proyección posterior (RPM, Rear Projection Module), o un equivalente tecnológico aprobado por el ICE.

243 222 El proyector debe ser capaz de operar en forma continua las 24 horas, los 7 días de la semana, los 365 días del año. El proyector debe tener un tiempo promedio entre fallas (MTBF) de horas mínimo en funcionamiento continuo. El proyector debe poseer una vida útil de uso continuo (24 X 7) mínima de horas. La pantalla debe ser de material acrílico para utilizarse con el proyector de proyección trasera. Debe utilizar la tecnología de borde invisible (Zero Edge) u otra tecnológicamente equivalente, aprobada por el Instituto, con su respectiva estructura auto soportable en marco de acero y aluminio, antisísmica para soportar la pantalla. Además es importante que cuente con un sistema de distribución precisa de luz con buena tolerancia a la luz ambiental, sin pérdida significativa de contraste y un ángulo visual amplio de 180 grados. El proyector debe poseer un brillo de 1000 ANSI lúmenes o mayor. La lámpara de cada proyector debe ser del tipo Xenon de 500 W, u otro tecnológicamente equivalente y aprobado internamente por el ICE, con una vida útil de más de 2000 horas en modo de auto brillo para conservación de lámpara. El proyector debe incluir un control inalámbrico para poder acceder a la configuración del mismo La distancia entre el proyector y su respectiva pantalla (distancia de tiro) no debe ser mayor a 1.50 metros. Se permitirá el uso de espejos y lentes para cumplir este requerimiento, hasta un máximo de dos espejos. Se debe especificar las dimensiones de las pantallas para el cumplimiento de todos los requisitos expuestos.

244 223 El controlador de video que permita la proyección en las pantallas a través de los proyectores debe: tener la capacidad de integrar aplicaciones a partir de una red de datos LAN en la pared de video, tener la capacidad de desplegar gráficos de alta resolución, video o aplicaciones a partir de la red de datos LAN, a través de cualquier área de la pared de video, poder ejecutar aplicaciones como X Windows, desarrolladas para sistemas operativos como Windows 2003 Server, Windows 2000, Windows XP, u otros que el ICE indique. El controlador o servidor de video debe también poseer un Tiempo Medio Entre Fallas (MTBF) superior a las horas y un Tiempo Medio de Reparación (MTTR) menor a 15 minutos. Para facilitar la manipulación del personal, dicho servidor de video debe tener la capacidad de acceso remoto del teclado y ratón vía LAN (Red de Área Local) por medio de software. 4.7 Requerimientos administrativos del Centro de Gestión Perfil del personal requerido. Se necesitan al menos tres niveles diferentes de Perfil según los niveles de jefatura a implementar en el Centro de Gestión, que a continuación se detallan: Jefatura Centro de Gestión de Calidad

245 224 La naturaleza del trabajo abarca el planeamiento, dirección, coordinación integral de las actividades, que se desarrollan en los procesos de una División formalmente reconocida dentro de la estructura. Actividades 1. Planificar, desarrollar y suministrar los recursos necesarios para apoyar servicios y productos de Telecomunicaciones. 2. Coordinar la implementación de lineamientos y directrices de la Administración Superior para la planificación integral y control del Sector de Telecomunicaciones. 3. Establecer procesos de negociación con los entes externos en busca de relaciones favorables a los intereses del Sector de Telecomunicaciones. 4. Promover el cumplimiento de los objetivos y planes del Sector de Telecomunicaciones, así como de la calidad del servicio que se presta. Requisitos - Tener como mínimo el grado de licenciatura universitaria en la especialidad requerida. - Demostrar que tiene las competencias de conocimientos, habilidades, actitudes y los valores requeridos en las actividades que se desarrollen en el puesto, de acuerdo con la naturaleza, condiciones y ambiente de trabajo y perfil del puesto. - Tener experiencia en actividades de dirección, coordinación, control de programas y proyectos. - Estar incorporado al colegio profesional respectivo. - Conversación y lectura del idioma inglés. Coordinador General

246 225 Planeamiento, diseño, dirección, coordinación y control de actividades técnicas y administrativas que se desarrollan en los procesos de una Dirección formalmente reconocida dentro de la estructura organizativa del Instituto. Actividades 1. Dirigir, diseñar y desarrollar el plan de Negocio de la Dirección Técnica bajo su responsabilidad. 2. Planificar y asignar recursos de tipo humano, tecnológico, material y financieros para cumplir los objetivos y metas fijadas en la Dirección Técnica bajo su responsabilidad. 3. Definir y promover las estrategias, planes y acciones necesarios para desarrollar y penetrar en el mercado. 4. Analizar y cuantificar el mercado de servicios de telecomunicaciones e identificar los segmentos del mercado según le corresponda a la Dirección Técnica bajo su responsabilidad. 5. Planificar y gestionar la cartera de servicios del Sector de Telecomunicaciones acorde a las necesidades del mercado, según le corresponda a la Dirección Técnica bajo su responsabilidad. 6. Brindar asesoría profesional en las áreas de su competencia a comisiones y dependencias de la Institución entre otras. 7. Dar seguimiento a los planes de corto, mediano y largo plazo en relación con las actividades bajo su responsabilidad. 8. Relaciones claves con otras personas (compañeros, colaboradores, clientes, superiores, u otros contactos). 9. Relación directa con personal de centros de gestión de la DRS. Requisitos

247 226 - Tener como mínimo el grado de licenciatura universitaria en la especialidad requerida. - Demostrar que tiene las competencias (conocimientos, habilidades y actitudes) y los valores requeridos en las actividades que se desarrollen en el puesto, de acuerdo con la naturaleza, condiciones y ambiente de trabajo y perfil del puesto. - Tener experiencia en actividades de dirección, coordinación, control de programas y proyectos. - Estar incorporado al colegio profesional respectivo. - Conversación y lectura del idioma inglés. Profesionales en Ingeniería Los profesionales en ingeniería deben poseer conocimientos y experiencia adicional a lo establecido oficialmente, dentro de lo que se requieren en este cargo: (Educación formal e informal). - Profesional en Ingeniería Eléctrica - Experiencia en sistemas de gestión de elementos de red - Experiencia en operación y mantenimiento de redes de telecomunicaciones de transmisión y/o redes IP y/o sistemas móviles. - Deseable conocimientos en desarrollo de bases de datos - Preferible con dominio del idioma inglés. Actividades más importantes del puesto. 1. Identificar, obtener, estructurar y analizar la información de eventos de fallas y desempeño de las redes y subredes del SNT.

248 Evaluar el desempeño de los recursos y reportar los hallazgos mediante el tiquete de calidad. 3. Determinar la calidad general del SNT, definiendo y utilizando métricas específicas para detectar degradaciones en la calidad de los recursos. 4. Detectar tendencias en la degradación de la calidad del servicio. 5. Almacenar datos del rendimiento de los recursos. 6. Realizar análisis del tráfico que se da en los recursos. 7. Reportar los resultados obtenidos en el proceso de análisis. 8. Estudiar, definir y aplicarlos umbrales apropiados para la medición del rendimiento de los recursos. 9. Aplicar controles en los recursos para optimizar su rendimiento. 10. Mejoramiento de los flujos de trabajo establecidos en el módulo de tiquetes de avería de la plataforma de gestión de red. 11. Identificar, elaborar y poner en operación nuevas reglas de correlación de eventos en la red del SNT. 12. Operación de las funcionalidades de la Plataforma de Gestión de Red en donde se desarrollan labores de Gestión Remota sobre los diferentes Elementos de Red a nivel nacional. 13. Supervisión, análisis y control de la atención de las averías que se desarrollan en el SNT para recomendar mejoras. 14. Valoración de la calidad del trabajo que se realiza en la atención de las averías en el SNT y sus relaciones con los diferentes Procesos; esto implica la sugerencia de modificaciones y cambios a los procedimientos establecidos, así como la solicitud de implementación de nuevos procedimientos La siguiente figura esquematiza las funciones de este personal:

249 228 Figura 4.3 Descripción Profesional en Ingeniería Organigrama básico. Se propone un organigrama básico desde la perspectiva de gestión interna de desempeño. Se debe tener presente que este organigrama no es una sustitución a un centro de gestión de monitoreo a nivel de averías ya que el punto de enfoque de este diagrama es el de implementar un centro para monitorear la calidad de funcionamiento y de los servicios de la red. A continuación se presenta un esquemático del organigrama básico con el orden jerárquico del personal.

250 229 Figura 4.4 Organigrama básico del departamento La jefatura del Centro de Gestión de Calidad vela por el operación completa de todo el centro de gestión. Es la mayor autoridad dentro de la entidad. Se nombra un ingeniero de experiencia como coordinador del área de tecnología así como otro del mismo rango para las áreas de servicios. El propósito de estos puestos es el de la velación de que los ingenieros de nivel menor cumplan su trabajo de supervisión de manera óptima. Asimismo estos coordinadores son los encargados de informar a un tercer coordinador, el coordinador de soporte, si un parámetro pasa de ser un parámetro de baja calidad a convertirse en una avería, por tanto este ingeniero de soporte es el canal reconocido para comunicarse con las áreas especialistas correspondientes dentro del ICE para cada tecnología o servicio. Finalmente se tiene un ingeniero, o ingenieros, responsables de la monitorización de cada una de las tecnologías y de los servicios incluidos en este centro de gestión de calidad.

251 230 Se nombra como mínimo un ingeniero por tecnología o servicio. Este personal tiene como nivel superior los coordinadores mostrados en el organigrama. Cabe decir que estos profesionales son los responsables de tener a cargo un sistema de supervisión capaz de dar un servicio de las 24 horas, los 365 días del año, a todos los equipos incluidos en el centro de gestión. Ante el inevitable panorama de apertura se deben tener presentes los cambios de percepción del cliente hacia los servicios recibidos, por tanto se deja abierto el diagrama a cualquier ajuste o evolución a nivel de organigrama o funciones que el mismo amerite Procedimientos fundamentales a utilizar. En presencia de una medida de parametrización fuera de umbral que afecte a cualquiera de las redes interconectadas, se procederá a ejecutar con urgencia un mantenimiento correctivo para restaurar el elemento de red averiado a su estado original en el que pueda realizar la función requerida. Este sistema de gestión será un sistema de supervisión permanente, las 24 horas del día y los 365 días del año. Ante cualquier falla detectada, inmediatamente comunicará al personal responsable del Operador para ejecutar las acciones correctivas. El Operador debe asumir la responsabilidad de supervisión permanente de la red y ante cualquier falla que sea detectada y afecte a la interconexión, ésta deberá ser comunicada de inmediato al siguiente punto de contacto mostrado en el organigrama. La detección de fallas debe ser realizada en forma inmediata y los trabajos de solución de dichas fallas de la misma forma deben comenzar inmediatamente la falla haya sido detectada.

252 231 Los plazos para la reparación de fallas serán definidos en base al análisis técnico a ser realizado de cada falla en particular. Este análisis debe ser llevado a cabo en forma inmediata desde que se reporta la falla. Debido a la dificultad de definir y especificar todos los tipos de fallas que se podrían presentar es que no se pueden definir los plazos en concreto ya que los mismos pueden no ser cumplidos debido a diversos factores que se presenten en cada caso de falla en particular. Se incluye a continuación, el procedimiento a seguir para el manejo de estas fallas: Actividades y estrategias -Inventario de Red El inventario de red deberá ser efectuado de acuerdo a criterios de importancia de las funciones operacionales y criticidad de los componentes y sistemas de la red de interconexión. Asimismo, durante el proceso de inventario de red, se deben detallar los parámetros operacionales y los sistemas de alarma asociados. -Evaluación de las consecuencias por falla La detección, análisis y evaluación de las consecuencias operacionales de los modos de falla posibilitarán asumir probables acciones correctivas o el nivel de mantenimiento preventivo necesario. La efectividad del proceso de evaluación dependerá de la disponibilidad de técnicas de monitorización de la condición y estado de la red. -Gestión de Mantenimiento

253 232 La gestión de mantenimiento de red, engloba dos actividades básicas, permanentes y necesarias que deberán ser desarrolladas al interior de cada administración como apoyo a las actividades y funcionamiento de la red de interconexión: a. Análisis y diagnóstico de procedimientos y resultados b. Requerimientos de recursos humanos y materiales Que incluye, entre otros, actividades tales como: - Establecer grados de autoridad y responsabilidad - Planificar actividades - Análisis y control de tiempos de ejecución - Inventario e historial de equipos - Ordenes de trabajo - Clasificación, disponibilidad y criterio de reposición de repuestos - Estadísticas de fallas - Requerimientos cuantitativos y cualitativos de mano de obra - Capacitación - Criterios de supervisión del desempeño del personal. -Mantenimiento Preventivo Se debe entender como mantenimiento preventivo aquella actividad responsable por la continuidad del servicio de modo que permita tomar acciones para prevenir fallas operacionales (cercas de los umbrales definidos) o evitar las consecuencias de las mismas. aplicación: El procedimiento del mantenimiento preventivo comprende dos niveles de

254 233 a) Tareas bajo condición Son todas aquellas actividades de supervisión de la condición y el estado del hardware y software de las diferentes redes a través de recursos y técnicas de supervisión propios de cada sistema, siendo los encargados de la operación de la red, los responsables de ésta tarea. Los equipos se dejan operando a condición que sigan desempeñando sus funciones con los patrones técnicos especificados. Las actividades indicadas se desarrollarán a través de reportes generados durante las pruebas internas de cada sistema, así como a través de alarmas acústicas, visuales, impresos o en pantalla. Los mismos que deberán estar caracterizados en niveles de prioridad, tomando como criterio de importancia su efecto en la calidad y grado del servicio. Los parámetros sujetos a las tareas a condición son aquellos determinados por los Patrones de Desempeño de la red, además de otros que pudieran presentar características de falla oculta o potencial. b) Tareas de reparación de fallas Los equipos y sistemas cuyos resultados, a partir de la monitorización, arrojen valores diferentes a los definidos como patrones de desempeño mínimos, serán objeto de evaluaciones y tareas de reparación de falla local o compartida si fuera el caso. Se debe entender como tarea de reparación de fallas durante el proceso de mantenimiento preventivo, aquella que se aplica a uno o más equipos cuya falla no afecta las funciones operacionales de la red de interconexión definidos en el inventario de red.

255 234 Las tareas de reparación de falla local, serán de responsabilidad del administrador del sistema afectado, a través de quienes son responsables de la operación y mantenimiento, cuyo procedimiento y metodología a aplicarse deberá ser elaborado, decidido, programado y aprobado por el mismo. Quedando establecido, que la otra parte no está obligada a participar y asumir responsabilidades de las tareas y resultados de la reparación. Sin embargo, ante cualquier eventualidad, debe asumir una actitud de responsabilidad compartida para la oportuna reparación de la falla ocasionada como consecuencia de las tareas de reparación de falla local. Las tareas de reparación de falla compartida, serán de responsabilidad de ambas partes, cuyo procedimiento y metodología a aplicarse deberá ser coordinado. Siendo responsabilidad de ambas partes, la reposición total de las funciones operacionales de la red de interconexión. -Mantenimiento Correctivo Se debe entender como mantenimiento correctivo, aquella actividad responsable de eliminar fallas con consecuencias operacionales ocurridas en equipos críticos y vitales de la red de interconexión definidas en el inventario con el propósito de restituir las condiciones originales de funcionamiento. El mantenimiento correctivo de la red de interconexión debe ser ejecutado de forma automática o manual. El mantenimiento correctivo automático deberá ser ejecutado por los sistemas de recuperación propios de cada elemento de la red; y el mantenimiento correctivo manual, a través de comandos respectivos y ejecución de tareas de hardware por la administración

256 responsable de la operación y mantenimiento del equipo afectado en coordinación con los responsables de Operación y Mantenimiento de la otra parte. 235 Debe ser posible la aplicación y ejecución del mantenimiento a unidades funcionales individuales y a todos los elementos de la red. La metodología del mantenimiento correctivo a ser aplicado, deberá ser de conocimiento de ambas partes, quedando establecido que ambas partes están obligadas a participar y asumir responsabilidades de las tareas y resultados del mantenimiento. Una vez concluidos los trabajos de mantenimiento, ambas partes deberán dar su conformidad y observaciones en un informe técnico detallado que tendrá la categoría de documento de interconexión. -Supervisión y pruebas La detección de modos de falla con probables y potenciales consecuencias operacionales, deberá realizarse a través de técnicas de monitorización implementados en los sistemas, como rutinas de auto-test y mediciones automáticas de parámetros operacionales. Para este propósito, los sistemas que cuenten con estas facilidades deberán estar programados para: - Supervisión del hardware y software. Detección y recolección de alarmas por desconexiones físicas, circuitos troncales y software. - Otras pruebas y mediciones, también deberán ser posibles con equipos e instrumentos de medición externos sólo en los sistemas que presenten alguna irregularidad.

257 236 Los resultados de las pruebas serán analizados por el personal de operación y mantenimiento quienes determinarán con exactitud las partes que pudieran tener o no algún error o falla.

258 237 CAPÍTULO 5: Conclusiones y recomendaciones En un régimen de competencia (como es el que eventualmente enfrentará el ICE), ya no es suficiente reducir los costes de capitalización y explotación, sino que hay que aumentar los ingresos; para ello es fundamental que los clientes asocien la imagen de calidad de los servicios con el nombre del operador. Este hecho ha obligado a que las operadoras de telecomunicaciones modifiquen sus estrategias y revisen sus procesos de negocio, dirigiéndolos hacia la satisfacción del cliente. Ante el panorama de apertura de mercado en el sector de las telecomunicaciones, el Instituto Costarricense de Electricidad se ve en la obligación, no únicamente de facilitar servicios de telecomunicaciones, sino que los mismos cumplan con las más estrictas normas de calidad de servicio estipuladas a nivel internacional. Motivo por el cual es necesaria la creación de un grupo de profesionales expertos en temas de calidad de los diferentes servicios de telecomunicaciones y con la facilidad de todas las herramientas de supervisión mencionadas en la presente memoria. Dado que el concepto de gestión del desempeño en redes de telecomunicaciones está orientado a la detección de degradaciones que puedan generar afectación en los servicios, estratégicamente para un proveedor de servicios, la capacidad de anticiparse a un daño tiene un valor muy importante ya que le permite brindar calidad de servicio y una continuidad del mismo, fidelizando así sus clientes y disminuyendo gastos operativos por fallas imprevistas que afecten masivamente los servicios de uno o varios clientes. La implementación y desarrollo de un centro de gestión de desempeño es un proyecto integral que no solo implica el aporte de ingeniería y técnico especializado en cada una de las tecnologías o servicios, sino que también requiere del aporte de diversas áreas de planificación de infraestructura, informática y recurso humano.

259 238 Con el fin de aprovechar mejor las tecnologías disponibles y brindar soporte a las operaciones en convergencia, los sistemas de gestión superior modernos deben satisfacer características óptimas de interoperabilidad entre las aplicaciones y las redes gestionadas, seguridad, agilidad de uso y acceso a la información, escalabilidad, robustez de las bases de datos, el software y el hardware que permitan la integración de las mismas. De forma más específica se presentan a continuación las conclusiones y recomendaciones obtenidas según las distintas tecnologías investigadas: DWDM El presente documento mostró como la red Frontera-Frontera que actualmente se implementa en el Instituto Costarricense de Electricidad está constituida por un modelo de capas de tecnologías de trasporte y trasmisión digital de telecomunicaciones; por lo que la gestión del desempeño de la misma debe tomar en cuanta tanto la capa óptica de tecnología DWDM, como la capa de transmisión digital SDH, para de esta manera poder detectar degradaciones en cualquiera de los dos niveles y poder analizar los eventos con mayor precisión. Además si a futuro se da la existencia de otra capa de transporte por ejemplo Ethernet, esta debe ser supervisada y analizada según los parámetros de desempeño de ésta también, para así tener un control completo de la red. En el caso de la tecnología de multiplexación óptica DWDM, se tienen algunos parámetros de supervisión óptica que pueden medirse utilizando la tecnología actual, sin embargo al ser los sistemas de transporte DWDM una tecnología emergente y encontrarse en constante cambio existen restricciones tecnológicas en su supervisión y todavía se encuentran en estudio algunos de los aspectos relacionados a esta.

260 239 En el caso de la capa óptica de una red SDH/DWDM la gestión del desempeño debe prestar atención a parámetros ópticos tales como: potencia total y por canal, relación óptica señal/ruido (OSNR) y la longitud de onda de cada canal; de este último lo importante de analizar es la desviación existente entre la frecuencia central nominal y la frecuencia central real. Con respecto al análisis del desempeño de la red Frontera-Frontera en tiempo real, existe umbrales recomendados por el fabricante (ECI-Telecom) basados en las recomendaciones UIT-T, estos son los umbrales asociados a las TCA (alarmas de cruce de umbral); sin embargo existen parámetros (principalmente ópticos) que van a depender del presupuesto óptico que se haya realizado en el diseño de la red y que se establecerán cuando la red entre a operar y se tengan valores típicos de estos parámetros. El análisis en tiempo diferido para la red SDH/DWDM que implementa el ICE dará muestras de tendencias y comportamientos típicos de la red, para así poder predecir posibles degradaciones. Además permitirá determinar con la práctica un posible umbral de algún parámetro basado en el comportamiento óptimo de la red. En el caso de los parámetros de la tecnología DWDM para los que no se tengan umbrales establecidos, se recomienda establecer un enlace de prueba que permita determinar a través del tiempo los valores típicos ópticos de comportamiento y así a partir de éstos establecer los valores recomendados para la totalidad de la red. SDH

261 240 Siendo la red SDH uno de los principales medios de transporte de los que dispone el Instituto Costarricense de Electricidad, es necesario que basado en las principales normativas internacionales vigentes que rigen la gestión del desempeño, se disponga de mecanismos de gestión que permitan a un grupo de ingenieros especialistas, realizar de manera adecuada un control del nivel de servicio de la red para manejar las políticas de supervisión, mantenimiento y prevención, para garantizar el funcionamiento adecuado de la red y así poder brindar un servicio de mayor nivel a sus clientes. Se logró determinar que los principales parámetros de desempeño internacionalmente definidos para sistemas SDH y que pueden ser supervisados por la red de transporte NEC que dispone el ICE son: ES, SES y BBE. De igual manera se plantearon los distintos mecanismos de extracción de datos y de definición de los umbrales asociados a cada parámetro, los cuales pueden ser determinados por las normativas internacionales comentadas de acuerdo a las principales características propias de la red. En el caso de la red SDH implementada a través de equipos NEC, se cuenta con la posibilidad de módulos de extracción de alarmas y además es posible mediante una actualización del gestor disponer de una interfaz de contadores de desempeño para la generación de reportes los cuales pueden ser llevados a un nivel de gestión superior para un tratamiento y procesamiento que permitan el estudio del comportamiento de la calidad de la red. Un análisis adecuado de los distintos datos obtenidos a partir de lo indicadores de la tecnología SDH mencionados, permitirá que mediante monitorización en tiempo real de alarmas y estudios en tiempo diferido como análisis de tendencia y estadísticos, se logre gestionar de manera optima el estado de la red tanto para la toma de acciones correctivas a corto plazo así como acciones planificadas a mediano o largo plazo.

262 241 Al ser la red SDH un mecanismo que permite multiplexar señales para aplicaciones ya existentes y propias lo cual la hace una tecnología de integración de servicios de alto grado de escalabilidad, es necesario realizar una evaluación adecuada de las herramientas ofrecidas en la actualidad por los distintos proveedores de la red que dispone el ICE para así determinar las distintas implementaciones necesarias según las especificaciones planteadas en capítulos anteriores, de manera tal que se logre integrar tanto como sea posible los equipos que conforman la red en un centro de gestión de calidad. GSM Para la adquisición de las dos redes GSM que actualmente operan para el ICE, no se demandó, a ambos proveedores, la medición de parámetros fundamentales y específicos para garantizar una calidad de servicio de primer nivel, tales como el porcentaje de congestión en los canales de TCH, entre otros. En el caso de la Red GSM de Alcatel, al no tener actualmente un soporte a nivel del proveedor, el ICE se ve en un compromiso maximizado de recopilar, interpretar y promover los parámetros mencionados en el presente documento, para darle un verdadero nivel de calidad a esta red. Dentro de los sistemas de supervisión actuales del proveedor Ericsson para la red GSM implementada, como el OSS por ejemplo, no se tienen umbrales, de cara al ICE, referidos a la calidad del servicio, la parametrización de estos umbrales se basan en garantizar el servicio dejando de lado la calidad del mismo. A pesar del mejor desempeño, a nivel de funcionamiento, de la Red GSM de Ericsson, con respecto a la primeriza Red GSM provista por Alcatel; se tiene, a partir del estudio de los últimos reportes semanales presentados en el memoria, que parámetros tales como la retenibilidad de llamadas caídas fluctúan de manera anti consistente; siendo este un

263 comportamiento sin mejora tanto por parte del proveedor como por parte del ICE, quién no revisa a la profundidad del caso este tipo de situaciones. 242 El personal de Ericsson, proveedor de una de las redes GSM operantes del ICE; como iniciativa propia, toma medidas de una amplia gama de parámetros de calidad de servicio. El ICE, debe de asumir un departamento contraparte que maneje e intérprete esta datos de manera profesional y especializada, para fructificar la retroalimentación con respecto a esta información. El convenio de contar con un departamento como el diseñado en la presente memoria, garantiza el compromiso del ICE como institución de facilitar los datos a nivel de información de parámetros y demás de todas sus aéreas coincidentes con el sector de Telecomunicaciones. De esta manera se manejara de forma integral y uniforme el tema de calidad en la institución, en el sector de telecomunicaciones La medición de los parámetros de la Red GSM se ve afectada por la averías en diferentes BTS s (muchas de ellas debidas a robo) por tanto este tipo de situación debería de tratarse como una escenario particular dentro de los reportes semanales entregados por el proveedor. IP A pesar de que el protocolo IP fue diseñado en primera instancia para enviar paquetes en un nivel de servicio determinado por el mejor esfuerzo, existen aplicaciones como voz sobre IP, videoconferencia y transaccionales, que requieren mejores garantías de calidad en cuanto a parámetros como retardo, variación del retardo, pérdida de paquetes y disponibilidad. Para ello, la red IP debe ser diseñada de manera que proporcione el nivel de QoS que las aplicaciones requieran.

264 243 Para el caso de transporte de servicios sobre el protocolo IP, se recomienda el tratamiento diferenciado según categorías de servicio, por medio de esquemas como IntServ, DiffServ, MPLS, etc. La calidad de funcionamiento será distinta según el tipo y tamaño de los paquetes que compone la muestra, por lo que se debe indicar cuáles se incluyen en la población de interés a evaluar. Para juzgar y comparar el desempeño de las redes IP, se requieren de mediciones que no sean influenciadas por retardos que estén fuera del control del Proveedor de Servicios de Internet. Además, se debe indicar siempre el intervalo de evaluación de los parámetros. Según se interpreta de las referencias consultadas, el cumplimiento de los objetivos de calidad de funcionamiento es altamente factible. No obstante, pueden estar sujetos a variaciones de acuerdo a la experiencia real de explotación de la red. VoIP La telefonía sobre Internet, VoIP ofrece a las personas el poder comunicarse alrededor del mundo a tarifas muy bajas, por lo cual resulta ser un servicio muy atractivo para los clientes siempre que se garantice la calidad de la voz. En VoIP, lo más importante para determinar la calidad es la opinión de los clientes por lo cual es necesario la utilización de modelos matemáticos que permiten a los operadores de la red tener una medida estimada de la percepción del oído humano. Para un centro de gestión de calidad para el servicio VoIP se recomienda que a partir de la monitorización del servicio se muestre gráficamente el valor del tráfico (bytes), el valor R, el valor MOS, la perdida de paquetes (%), la latencia (ms), jitter (ms), entre otros parámetros. Además, los umbrales de estos parámetros deben estar establecidos correctamente de acuerdo a los valores recomendados internacionalmente, para cada uno de

265 estos valores garanticen que los usuarios obtengan los niveles de calidad contratados y definidos en el servicio. 244 SMS En el servicio de mensajería corta, el SMSC es el corazón del servicio, debido a esto la gran importancia de este elemento de la red y sus capacidades. El ajuste de su tratamiento de mensajes en cola, esquema de reintentos, son los que permiten que la calidad del servicio se vea afectada directamente. Esto sumado a la capacidad de trasiego de mensajes. Este equipo debe poseer un procesador capaz de soportar los momentos de mayor tráfico de la red, y es de vital importancia que sus valores de uso de procesador no aumenten demasiado para evitar el uso en los límites de la capacidad del equipo. Así mismo las bases de datos de este deben estar programadas en la forma más ágil con el fin de evitar búsquedas innecesarias y pérdidas de recursos del SMSC. Es recomendable centralizar el control de la red y los servicios en una sola central. El manejar dos centrales (Ericsson y Alcatel) para una misma red de servicios, genera conflictos que los clientes recienten. Muchas veces las diferencias en el trato de CDRs y manejo del tráfico de la información provocan diferencias dentro de la misma red. Un caso que genera conflicto es la cobertura, que en Ericsson es mucho mejor que en Alcatel. Por lo tanto también es recomendable la unificación de las radio bases de manera que el servicio se dé de igual forma para todos los abonados. Es importante además tomar las previsiones del caso y sobredimensionar en ciertas características de los equipos, esto pensando ahora con la apertura de las telecomunicaciones, que se debe tener la agilidad suficiente para la hora de dar la cara en temas más que todo internacionales. Como lo fue en el caso del concurso con sede en Argentina: Latin American Idol, para que el equipo no trabaje en sus límites y no se tengan dudas en los conteos de mensajes.

266 245 La accesibilidad de la red es un aspecto fundamental en la calidad del servicio, factores como capacidad de tráfico, congestión de la red y la falta de recursos (radio bases para cobertura) para atender los abonados son fundamentales para la percepción calidad de los clientes. Si no se mejoran estos factores el efecto que sufre el usuario es el de un defecto o pérdida de calidad. Nuevamente factores como congestión de la red afectan puntos como el tiempo de acceso del servicio y disponibilidad del servicio, generando en todas las ocasiones disconformidades con los abonados. Por esto mismo un factor fundamental a corregir en la red es la congestión, se debe de tratar de mejorar y ampliar los niveles de manejo de tráfico para evitar conflictos y con solo esto la calidad del funcionamiento de los servicios puede mejorar grandemente y por ende las disconformidades de los clientes serán mucho más bajas. Actualmente el ICE no tiene indicadores para el control de la calidad del servicio SMS. Sin embargo el proveedor Ericsson realiza mediciones automáticas con respecto a la tasa de mensajes de texto enviados, recibidos, transmitidos y fallidos. Estas estadísticas se van creando en el SMSC de Ericsson. Al igual que los CDR, se generan LOGS en el sistema los cuales son recopilados para generar dichos conteos. Las medidas que el personal de Ericsson realiza en pro de la calidad del servicio son las siguientes: - SMS recibidos - SMS trasmitidos - SMS fallados - Reintentos de envíos de SMS Sin embargo el ICE no le da el debido tratamiento a la información y no se ha preocupado grandemente en mejorar los puntos que demuestran debilidad. El departamento de control de calidad a terceros no les da seguimiento a las estadísticas de calidad del servicio de SMS y actualmente se tiene el servicio funcionando sin el debido control y supervisión.

267 246 En los casos de inconformidades de los clientes, en su gran mayoría son quejas por retardo en los mensajes de texto, entrega de mensajes en blanco y la incapacidad de envío de mensajes. Estos problemas se deben siempre a dos factores, el primero con respecto a la congestión de la plataforma de mensajería y los otros dos debido al uso de terminales no homologadas por el ICE y a defectos en las tarjetas SIM. Estos problemas son de diario en el departamento de gestión de plataformas del ICE, para lo cual el ICE debería tomar las previsiones del caso y trabajar en la homologación de más terminales móviles y el tratamiento y calidad de las tarjetas SIM. Finalmente se presenta una tabla donde se resumen las distintas tecnologías y los principales parámetros de calidad que, como producto de la investigación, se recomiendan considerar en la supervisión de QoS, en el centro de gestión de calidad propuesto. Tecnología o Servicio DWDM SDH GSM Parámetros de Calidad Potencia (total y por canal) Relación óptica señal/ruido (OSNR) Longitud de onda de cada canal (desviación existente entre la frecuencia central nominal y la frecuencia central real) ES (Segundo con errores) SES (Segundo con muchos errores) BBE (Error de bloque de fondo) % congestión de canales de tráfico % disponibilidad de portadoras % llamadas caídas % llamadas caídas por handover Cobertura

268 247 IP VoIP SMS Retardo (IPTD) Variación del retardo (IPDV) Pérdida de paquetes IP (IPLR) Tasa de ocupación de enlace Disponibilidad del servicio Utilización de CPU y memoria disponible Valor R MOS Pérdida de paquetes Latencia Jitter Mensajes transmitidos Mensajes recibidos Mensajes fallados Reintentos de envío

269 BIBLIOGRAFÍA [1]. Almes, G. et al., RFC 2679: A One-way Delay Metric for IPPM. IETF, [2]. Almes, G. et al., RFC 2680: A One-way Packet Loss Metric for IPPM. IETF, [3]. Almes, G. et al., RFC 2681: A Round-trip Delay Metric for IPPM. IETF, [4]. Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos (ARESEP), Indicadores de calidad. [5]. Barba, A., Gestión de Red. Edición UPC. Cataluña España, [6]. Bellido, L., Tesis doctoral: Contribución a las metodologías para la evaluación de la calidad de servicio en redes heterogéneas. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación, Universidad Politécnica de Madrid. España, [7]. Brunner, M.; Quittek, J., QoS Management in the Internet. Network Laboratories, NEC Europe Ltd., Heidelberg, [8]. Calidad en Redes Móviles. capitulo_8.pdf [9]. Cisco Systems Support. Performance Tuning Basics a00800a7306.shtml [10]. Cisco Systems Support. Troubleshooting High CPU Utilization on Cisco Routers. 248

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278 GLOSARIO ATM (Modo de Transferencia Asíncrona): La tecnología ATM es capaz de transferir voz, video y datos a través de redes privadas y públicas. Tiene una arquitectura basada en celdas más bien que una basada en tramas. Las celdas ATM tienen siempre una longitud fija de 53 bytes. Esta tecnología obtiene una velocidad de transmisión de datos superior a los 155 Mbps. Códec: Es una abreviatura de Compresor-Decompresor, convierte una señal de audio analógico en un formato de audio digital para transmitirlo y luego convertirlo nuevamente a un formato descomprimido de señal de audio para poder reproducirlo. Los códecs realizan esta tarea de conversión tomando muestras de la señal de audio miles de veces por segundo. Contenedor (C-n): Es una estructura de información con capacidad de transmisión estándar para transportar señales PDH o B-ISDN. Esta estructura contiene tanto bits de información como de justificación para sincronizar la señal PDH al reloj de frecuencia SDH, también contiene otros bits de relleno. Contenedor Virtual (VC-n): Es una estructura de información con capacidad de interconexión en la capa de trayecto, que contiene tanto carga útil de información como bits de encabezamiento de trayecto (POH) que le permite la administración del mismo. Por ejemplo un VC-11 es un contenedor virtual de bajo orden con una carga útil de un C-11 más la información del POH, también están dentro del rango de bajo orden los VC-12 y VC-2 que contienen cargas útiles de C-12 y C-2 respectivamente más sus encabezamientos de puntero. El VC-3 y VC-4 son de orden superior y aplica el mismo 257

279 criterio que en bajo orden. En este nivel se produce el proceso conocido comúnmente como mapear. 258 ECI Telecom: Proveedor de soluciones de red y acceso para redes de comunicaciones digitales, cuyas oficinas centrales se ubican en Petach Tikva, Israel. En Costa Rica es el proveedor que se encarga de algunos proyectos en el ICE y RACSA, entre ellos el más importante; Frontera-Frontera. E-Model: Recomendación UIT-T G.107, es modelo informático para medir calidad de de las transmisiones de voz. Encaminador (router): Computador principal que se comunica con otros reenviando los paquetes IP según el contenido de su campo de dirección IP de destino. Gateway o Puerta de Enlace: es un dispositivo que permite interconectar redes con protocolos y arquitecturas diferentes a todos los niveles de comunicación; normalmente es un equipo informático configurado para hacer posible que los equipos de una red local (LAN) conectadas a él tengan acceso hacia una red exterior. GIOP: del inglés General Inter-ORB Protocol; Protocolo General entre ORB. ORB proviene del inglés Object Request Broker (mediador de petición de objetos). Los estándares asociados con este protocolo son mantenidos por el Object Management Group (OMG). Grupo de Unidad Administrativa (AUG): Se forma cuando se tiene un grupo homogéneo de un AU-4 o por la combinación de tres AU-3 multiplexados. Grupo de Unidades Tributarias (TUG-n): Este proceso se encarga de combinar una o varias unidades tributarias TU para ir formando los niveles superiores. Por ejemplo,

280 259 para formar un TUG-2 se puede hacer con un TU-2 o con un grupo homogéneo de TU- 1 idénticos, y para formar un TUG-3 se puede hacer combinando un grupo homogéneo de TUG-2 o un TU-3 completo. Interfaz Northbound (eni): Interfaz basada en CORBA que permite la conexión del sistema de gestión de ECI Telecom con el sistema de gestión de nivel superior con el que cuenta el ICE (NETRAC). IVR: son las siglas de Interactive Voice Response, que se traduce del inglés como Respuesta de Voz Interactiva. También se utiliza el término VRU (Voice Response Unit). Consiste en un sistema telefónico que es capaz de recibir una llamada e interactuar con el humano a través de grabaciones de voz. Es un sistema de respuesta interactiva, orientado a entregar y/o capturar información automatizada a través del teléfono permitiendo el acceso a los servicios de información y operaciones autorizadas, las 24 horas del día. LightSoft: Sistema de gestión NMS (Network Management System) del fabricante ECI Telecom que permite gestionar la red de Frontera-Frontera por completo, cuenta con módulos de fallas, desempeño, aprovisionamiento y monitorización entre otros. Cuenta con una interfaz GUI que permite el fácil manejo de la herramienta. Modulo de Transporte Síncrono (STM-N): Es la estructura de información para el trasporte en las redes SDH, a partir de aquí se generan las secciones de multiplexor para las conexiones entre los elementos de la red. Esta estructura contiene carga útil mas el encabezamiento de sección (SOH), que se utiliza para le gestión de la sección SDH. NETRAC: Sistema de gestión de red del ICE, provisto por la compañía israelí TTI Telecom, que realiza las funciones de sistema de soporte de las operaciones (OSS). En algunas ocasiones se refiere este como gestor de gestores, dadas las capacidades de

281 este de obtener datos e interactuar con gestores de menor jerarquía de las diferentes tecnologías y fabricantes que operan en la red del ICE. 260 OSF / Motif: conjunto de lineamientos para el desarrollo de interfaces gráficas de usuario de la mayoría de las aplicaciones y sistemas operativos basados en UNIX. Desarrollado en 1989 por la Open Software Foundation (Fundación de Software Abierto). Punto de medición (MP, measurement point): Frontera entre un computador principal y un enlace adyacente donde pueden medirse eventos de referencia de calidad de funcionamiento. QoS de extremo a extremo: Métrica del nivel de servicio de la QoS correspondiente al servicio que se está prestando, según la percibe el cliente. RDSI: Las Redes digitales de servicios integrados (Integrated Services Digital Network, ISDN) son redes que proporcionan conectividad digital de extremo a extremo para dar soporte a una amplia gama de servicios, que incluye servicios de datos y de voz. Estas redes logran la operación de múltiples canales digitales en el mismo instante de tiempo a través del mismo cable telefónico normal utilizado en las líneas analógicas. RS-232: Interfaz que designa una norma para el intercambio serie de datos binarios entre un equipo terminal de datos y un equipo de comunicación de datos, aunque existen otras situaciones en las que también se utiliza la interfaz RS-232. El RS-232 físicamente se conforma por un conector DB-25, que posee 25 pines; o sino por un conector DB-9, que posee 9 pines. SQL ANSI: del inglés Structured Query Language (Lenguaje Estructurado de Consulta), normado por ANSI (American National Standards Institute; Instituto

282 Nacional Estadounidense de Estándares). Es un lenguaje de acceso a bases de datos relacionales. 261 Unidad Administrativa (AU-n): Estructura de información cuya función consiste en proveer el proceso de adaptación o escalamiento entre una carga útil de un VC de orden superior y un de STM-N. Este proceso consiste en agregar un puntero AU que contiene la información del desplazamiento entre el comienzo de la trama VC de orden superior y el de la trama STM-N. Por ejemplo, un AU-4 consiste en un VC-4 más un puntero AU, mientras que un AU-3 esta formado por un VC-3 y un puntero AU. Unidad Tributaria (TU-n): Estructura de información cuya función consiste en proveer el proceso de adaptación o escalamiento entre un VC de orden inferior y uno de orden superior. Este proceso consiste en agregar un puntero TU que contiene la información del desplazamiento entre el comienzo de la trama VC de orden inferior y el de la trama de orden superior. Este proceso es conocido como alineamiento. XDM-1000: Modelo de equipos de red de trasporte para telecomunicaciones del fabricante ECI Telecom, permite integrar redes DWDM además de poseer características tales como ROADM, SDH, Ethernet, etc. La red del proyecto Frontera- Frontera cuenta en todos sus nodos con estos equipos con configuraciones especificas según los requerimientos de diseño de la red.

283 ANEXOS Anexo A Acuerdo de nivel de servicio (SLA) Un SLA es un acuerdo formal entre dos o más entidades, donde se definen las características, responsabilidades y prioridades de los servicios de las partes involucradas. La parte de un SLA relativa a la QoS se denomina acuerdo de QoS y contiene un programa formal que han consentido de mutuo acuerdo las dos entidades, con el fin de escoger, medir y supervisar los parámetros de QoS. La meta es que el usuario extremo reciba la QoS acordada y, por tanto, que esté satisfecho. En la figura A.1 se muestra la estructura genérica de un SLA: 262

284 263 Acuerdo 1 de QoS Acuerdo de nivel de servicio Introducción Alcance Confidencialidad Situación jurķdica Proceso de revisión Firmantes... Acuerdo N de QoS Acuerdo 1 de QoS BI Descripción de interfaz TI Patrones de trį fico Parį metros y objetivos de QoS Métodos de medición Patrones de reacción Acuerdo N de QoS BI Descripción de interfaz TI Patrones de trį fico Parį metros y objetivos de QoS Métodos de medición Patrones de reacción Figura A.1 Estructura genérica de un SLA1 Cada entidad debe conocer las características del tráfico que recibe de otras entidades (tráfico en los puntos de ingreso), teniendo en cuenta también que el tráfico saliente de una entidad es entrante en otra. Se han de especificar las condiciones (umbrales) que permiten la activación de patrones de reacción de la entidad receptora, de tal modo que cuando el tráfico no cumpla con el acuerdo, esta entidad pueda reaccionar. La definición de los parámetros de QoS es una etapa fundamental en el desarrollo de un SLA y, sobre todo, del acuerdo de QoS correspondiente.

285 264 A continuación se indica una forma de individualizar los parámetros de QoS en una interconexión entre dos partes, en la que se tiene en cuenta tanto los parámetros de usuario como de red. Figura A.2 Determinación de los parámetros de QoS, de conformidad con la Rec. UIT-T E.801 A continuación se realiza una descripción de las interfaces necesarias para un acuerdo Qos mediante un SLA Interfaces comerciales (BI) Se componen de puntos de interacción ubicados siempre entre el usuario y el proveedor de servicio (SP, service provider), y son útiles en funciones específicas de los acuerdos de QoS, así como en los patrones de (re)negociación, notificación de calidad de funcionamiento y patrones de reacción que se activen tras una degradación en el suministro de la QoS acordada

286 265 Interfaces técnicas (TI) Los puntos de interacción de estas interfaces intercambian información propia del servicio y permiten efectuar mediciones, a partir de las cuales se establecen los parámetros de QoS. Cuando un servicio (o una parte de él) haya sido delegado a un sub-sp, puede ocurrir que los puntos no correspondan al SP primario.

287 Anexo B Archivo Alarm Status / Even Log formato CSV En la figura siguiente se muestra un ejemplo de formato CSV para Alarm Status/ Event Log 266

288 267 Anexo C para servicios IP Umbrales solicitados por el regulador en Costa Rica En Costa Rica, la Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos estableció una serie de límites en ciertos parámetros de desempeño, asociados a varios tipos de servicio IP brindados por el ICE, los cuales se muestran a continuación.

289 268

290 269

291 270

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