1. INTRODUCCION
Como cualquier otro servicio público, un sistema de telecomunicaciones tiene que proveer para una
demanda fluctuante que solo se puede predecir con un grado limitado de exactitud. La naturaleza del
servicio requiere un alto estándar de rendimiento, desde el punto de vista del usuario la gran mayoría
de las demandas deben ser satisfechas con poco ó ningún retraso, de lo contrario considerará un
servicio inaceptable. Al mismo tiempo, los equipos de transmisión y conmutación son caros y deben
ser eficientemente utilizados, un sobre-dimensionamiento de la central desmeritarán en las ganancias y
un subdimensionamiento dará un servicio pobre. La optimización de la estructura de la red y la
provisión de equipo son por lo tanto de los aspectos mas importantes en la ingeniería de las
telecomunicaciones.
Los intercambios entre teléfonos son conectados por uniones ó troncales, el número de troncales
conectados tienen un intercambio x con y en que es el número de pares de voz o su equivalente usado
en la comisión. Uno de los pasos más importantes en telecomunicaciones es el de terminar el número
de troncales requeridos en una ruta o conexión entre centrales. Para dimensionar una ruta se debe tener
una idea de lo que es el dimensionamiento, que es cuanta gente desea llamar a la vez en la ruta. El uso
de una ruta de transmisión o de un conmutador nos introduce a la ingeniería de tráfico y su uso debe se
ser definido por dos parámetros: 1. tasa de llamadas, o el número de veces que una trayectoria es usada
por un periodo unitario y 2. el tiempo de espera, o la duración de una trayectoria en una llamada .
Una trayectoria de tráfico es un canal, una frecuencia de banda, una línea, un troncal o un circuito
sobre el cual comunicaciones individuales pasan en secuencia.
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
Acarreo de tráfico. Es el volumen de tráfico que pasa por un conmutador ,tráfico ofrecido es la
cantidad de tráfico para un conmutador.
Para dimensionar una trayectoria de tráfico o el tamaño de un intercambio telefónico se debe conocer
la intensidad de tráfico representativa de una temporada ocupada. El tráfico es muy aleatorio por
naturaleza. Una consistencia certera puede ser encontrada en un horario de trabajo normal, a través de
un día típico la variación es más que un periodo de 1- hora que se puede ver que es el más grande.
Hora ocupada.- La hora ocupada refiere al volumen del tráfico o número de intentos de llamada y es
continuo en un período de un intervalo en el que es cuantizado.
Pico de hora ocupada.- Es la hora ocupada cada día; esta no es usualmente igual al número de días.
Tiempo consistente de hora ocupada.- Es el periodo de 1 – hora que empieza al mismo tiempo cada
día por el cuál el promedio del tráfico o intento de llamada es mayor que los días en consideración.
El periodo de ingeniería.- es definido como la hora ocupada de temporada ocupada, la cual es la hora
más ocupada del día más ocupado de la semana.
El promedio de la hora ocupada de la sesión ocupada.- es usado para grupos de troncales y siempre
tiene un criterio de servicio aplicado.
Tráfico
El flujo de tráfico a través de una central se define como el producto del número de llamadas y su
duración promedio durante un periodo de observación de una hora. Es decir,
1
2. A=CT
donde A= Flujo de tráfico
C = No. de llamadas originadas en una hora
I = Tiempo promedio de llamada
Ejemplo: 200 llamadas con una duración promedio de 2 min. son generadas durante un periodo de una
hora por los suscriptores de una colonia de la ciudad
A = 200 * 2= 400 minuto llamada
La intensidad de trafico es el flujo de tráfico expresado en horas-llamadas. Y representa el numero
promedio de llamadas simultaneas. Para el ejemplo anterior,
Ai = 400/60=6.67 horas-llamada
La densidad de tráfico representa el número de llamadas simultaneas en un instante dado.
Tráfico transportado es el volumen de tráfico manejado por la central, y se obtiene de mediciones.
Tráfico ofrecido es una cantidad no medible, correspondiente al tráfico transportado más el tráfico
bloqueado o perdido (si lo hay).
Unidades de tráfico telefónico
Erlang
A la unidad internacional de tráfico telefónico se le denomina Erlang en reconocimiento al matemático
danés A. K. Erlang, fundador de la teoría de tráfico telefónico. Un Erlang representa un circuito
ocupado por una hora. La intensidad de tráfico expresada en erlangs representa:
1. El número promedio de llamadas en progreso simultáneamente durante el periodo de una hora.
2. El número promedio de llamadas originadas durante un periodo de tiempo igual al promedio de
llamada normal.
3. El tiempo total, expresado en horas, para transportar todas las llamadas.
1. El número promedio de troncales ocupadas es 9.
2. En promedio se originan 9 llamadas cada tres minutos, ó tres llamadas por minuto, ó un total
de l80 llamadas originadas en una hora (9/3 *60).
3. El tiempo total ocupado para transportar las 180 llamadas es de 9 horas (180 * 3/60).
Cien-segundos-llamada
Los términos “unidad de llamada" UC (“Unit call”) ó su sinónimo 'Cien-segundos-l1amada" CCS
(“Hundred-call-seconds”) son de uso mas o menos generalizado. Y corresponde al número de circuitos
ocupados en observaciones de cada 100 segundos. La relación de los ccs con el Erlang es:
1 Erlang=36 CCS
2
3. En un ejemplo precedente, la suma de 36 observaciones es 36*9 =324 CCS
Bloqueo, llamadas pérdidas y grado de servicio.
Asumiendo que los intercambios telefónicos son para 5 000 suscriptores y que no más del 10% de los
suscriptores desean el servicio simultáneamente de cualquier manera el intercambio es dimensional
con suficiente equipo para completar las 5 000 conexiones simultáneas. Cada conexión puede ser entre
cualquiera de los 5 000 suscriptores. Si el suscriptor 501 intenta hacer una llamada no puede por que
todo el equipo esta ocupado de cualquier manera la línea con la que él desea hacer comunicación
podría estar ocupada también. Esta llamada de suscriptor 501 se denomina llamada pérdida o llamada
bloqueada. La probabilidad de tener un bloqueo es un parámetro importante en la ingeniería de tráfico
en los sistemas de telecomunicaciones, si las condiciones de congestión son introducidas a un sistema
de comunicaciones se puede esperar que estas funcionen en un ahora ocupada.
Un conmutador es dimensionado para soportar la carga de la hora ocupada pero se podría sobre
dimensionar la capacidad de este sistema pero sería muy redundante y por lo tanto poco económico.
Variaciones en el tráfico telefónico
Para determinar el dimensionamiento de las instalaciones telefónicas en concordancia con las
necesidades de los subscriptores, se requiere la comprensión de la naturaleza del tráfico telefónico y su
distribución con respecto al tiempo y destino. Los volúmenes de tráfico varían de estación a estación,
de mes a mes, de día a día, de hora a hora y aún de minuto a minuto dentro de una misma hora.
La duración de las conversaciones es otra importante variable a considerar. Aunque la duración de
llamada puede variar considerablemente entre centrales y temporadas del año, se ha encontrado por
mediciones reales, que tiempos de conversación de uno a tres minutos son relativamente frecuentes, en
tanto que diez ó más minutos son mas ocasionales.
La hora de mayor ocupación
Es el período interrumpido de 60 minutos durante el cual el tráfico es máximo. Tradicionalmente la
planta telefónica es dimensionada de acuerdo a la intensidad de tráfico de la hora de mayor ocupación.
Grado de servicio
El término grado de servicio define la proporción de las llamadas que se permite fallar durante la hora
de mayor ocupación debido a la limitación, por razones económicas, del equipo de conmutación de las
plantas. En una oficina central con varias etapas de conmutación, existen grados de servio para cada
uno de dos que van desde 1 pérdida en 100 llamadas hasta 1 en 1,000. El grado de servicio total es
aproximadamente igual a la suma de los grados de servicio parciales.
Grado de servicio = (número de llamadas perdidas) / (número total de llamadas ofrecidas)
El tráfico en una red de comunicaciones Se refiere al acumulado de todas Las solicitudes de los
usuarios que la red está atendiendo. En lo que a la red se refiere, las solicitudes de servicio arriban
aleatoriamente y usualmente requieren tiempos de servicio impredecible. El primer paso del análisis de
tráfico es la caracterización de los arribos de tráfico y tiempos de servicio en un marco probabilístico.
A partir de lo cuál la red pueda ser evaluada en términos de cuánto tráfico transporta bajo cargas
normales o promedio y con que frecuencia el volumen de tráfico excede la capacidad de la red.
La impredecible naturaleza del trafico telefónico es el resultado de dos procesos aleatorios
subyacentes: El arribo de llamadas y los tiempos de retención. El arribo de un usuario particular se
3
4. considera por lo general que ocurre completamente al azar y que es totalmente independiente del
arribo de otros usuarios Así que el número de arribos durante un intervalo de tiempo particular es
indeterminado. En la mayoría de los casos los tiempos de retención también se distribuyen
aleatoriamente. En algunas aplicaciones este crecimiento de aleatoriedad se puede sustituir por
considerar tiempos de retención constantes. En cualquier caso la carga de tráfico presentada a una red
depende fundamentalmente tanto de la frecuencia de arribos como de los tiempos promedios de
retención de cada arribo.
DISTRIBUCIONES DE ARRIBO
La consideración fundamental del análisis de tráfico clásico es que el arribo de las llamadas es
independiente. Es decir, el arribo de una fuente no está relacionado al arribo de cualquier otra fuente.
Aunque esta consideración no sea aplicable en algunas situaciones, si lo es para la mayoría de los
casos.
En aquellos casos en que el arribo de llamadas tiende a estar correlacionado, aún se pueden obtener
resultados útiles efectuando un análisis de arribos aleatorio. La adopción de arribos “aleatorios" provee
una formulación matemática a problemas que de otra manera son matemáticamente insolubles.
Tiempos de interarribo (Distribución exponencial negativa)
Designando la tasa promedio de arribo de llamadas de un grupo grande de fuentes independientes
(líneas de subscriptor) como A. Y adoptando las siguientes consideraciones:
1.-Solo un arribo puede ocurrir en cualquier intervalo suficientemente pequeño.
2.-La probabilidad de un arribo en un intervalo suficientemente pequeño es directamente proporcional
a la longitud del intervalo (La probabilidad de un arribo es A donde Ax es La longitud del intervalo).
3.-La probabilidad de un ambo en un intervalo particular es independiente de lo que ha ocurrido en
otros intervalos.
se puede demostrar que La distribución de tiempos de interrarribo es
tm
P(> t = e )
(1)
La ecuación (1) define la probabilidad de que no ocurran arribos en un intervalo t seleccionado
aleatoriamente. Lo cual es idéntico a la probabilidad de que t segundos pasen de un arribo al siguiente.
Una implicación de la consideración de arribos independientes involucra al número de fuentes. no solo
sus patrones de Llamadas. Cuando la probabilidad de un arribo en cualquier intervalo suficientemente
pequeño es independiente de otros ambos, implica que el número de fuentes disponibles para generar
solicitudes es constante. Si un número de arribos ocurren inmediatamente antes de cualquier
subinterva1o en cuestión, algunas de las fuentes se han ocupado y no pueden generar solicitudes. El
efecto de fuentes ocupadas es reducir el tiempo promedio de interarribo. Así que los tiempos de
interarribo son algo mayores de lo que la ecuación utilizada indica. El único caso en que la tasa de
ambos es realmente independiente de la actividad de las fuentes es cuando existen un número infinito
de fuentes. Para casos prácticos, cuando la tasa de arribos es bastante constante para todo el rango de
actividad normal de las fuentes, se justifica adoptar que se trata con una fuente infinita.
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5. Arribos en un intervalo de tiempo (Distribución de arribos de Poisson)
La ecuación (1) solo provee de los medios para determinar la distribución de tiempos de interarribos,
pero no permite conocer cuántos arribos se puede esperar que ocurran en un algún intervalo de tiempo
arbitrarlo. Utilizando las mismas consideraciones anteriores, la probabilidad de arribos en un intervalo
t Se puede determinar como,
x
A
−A ∞
P=e ∑
x =n x! (2)
La ecuación (2) es la bien conocida ley de probabilidad de Poisson. Nótese que cuando x =0, la
probabilidad de no arribos en un intervalo t es Po (. como se obtuvo en la ecuación (1)).
De nuevo, la ecuación de Poisson considera que los arribos son independientes y que ocurren a una
taza promedio A sin relación con el número de arribos ocurridos en previos al interva1o en cuestión.
Por lo cual la distribución de probabilidad de Poisson se debe utilizar solo para ambos de un gran
numero de fuentes independientes.
La ecuación (2) define la probabilidad de tener exactamente x arribos en t segundos. Usualmente hay
más interés en determinar la probabilidad de x ó más arribos en t segundos:
Distribuciones de tiempo de retención
El segundo factor de la intensidad de tráfico es el promedio del tiempo de retención tm. En algunos
casos el promedio del tiempo de retención es todo lo que se necesita para conocer las probabilidades
de bloqueo, en otro casos es necesario conocer la distribución de probabilidad.
Tiempo de retención exponenciales
La distribución de tiempo de retención más comúnmente utilizada para conversaciones telefónicas
convencionales es la distribución de tiempos de retención exponencial.
t
−
P( > t ) = e tm
(3)
donde tm es el tiempo de retención promedio. La ecuación anterior especifica la probabilidad de que
un tiempo de retención sea mayor que un valor t.
La distribución exponencial posee la curiosa propiedad que la probabilidad de una terminación es
independiente del tiempo que ha transcurrido en la llamada. Es decir, no importa por que tanto tiempo
ha existido una llamada, la probabilidad de que dure otros segundos está definida en la ecuación (4).
En este sentido la distribución de tiempo exponencial representa el proceso más aleatorio posible. Ni
siquiera el conocer el tiempo que ha transcurrido de una llamada proporciona información de cuándo
la llamada terminara.
Combinar un proceso de arribo de Poisson con un proceso de retención exponencial es una tarea no
trivial.
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6. La ecuación (4) representa la probabilidad de que j circuitos estén ocupados en un instante particular,
considerando un proceso de arribo de Poisson y que todas las peticiones son atendidas inmediatamente
j
A
−A
P ( jt ) = P ( A) = e
j m j j! (4)
donde l= tasa de arribo
tm = tiempo de retención constante
A = intensidad de tráfico en erlangs
Formula de erlang de intensidad de tráfico
Para la proporción de llamadas perdidas en un grupo de disponibilidad total incluyendo n dispositivos
y arreglados de tal manera que cualquier llamada que no encuentra un dispositivo libre se pierde, el
matemático danés “A. K. Erlang” ha dado la siguiente expresión:
B = ( AN! /N! )
S ( An! /n! )
donde A es el flujo de tráfico ofrecido expresado en erlang.
Esta fórmula es frecuentemente usada en la estimación del número de dispositivos dependientes de
tráfico requeridos en plantas telefónicas. No sólo es usada para grupos de disponibilidad total sino
también, en gran medida, como base para la estimación de las condiciones de tráfico en grupos con
disponibilidad restringida. La relación entre el número de dispositivos n, el flujo de tráfico A y la
cantidad E1, n (A), como se expresó arriba, involucra algún trabajo de cálculos numéricos y,
consecuentemente, se necesitan tablas.
SERVICIO DE ESTUDIOS DE TRÁFICO TELEFÓNICO
Los estudios de tráfico telefónico son el punto de partida para mejorar el rendimiento de una central.
Mediante un censo de los datos de tarificación, se podrá planificar la gestión de los recursos de
telecomunicaciones de una empresa, proporcionando la información que se necesita y asesorando en la
elección de equipos, operadores, servicios, etc.
Por otra parte, los estudios de tráfico telefónico ayudan en la detección de averías e irregularidades,
niveles de ocupación y posible saturación de líneas. Los estudios realizados se ajustarán a las
necesidades y al tipo de información que se desea obtener.
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7. TRÀFICO TELEFÒNICO
Circuitos
Tráfico telefónico saliente
telefónicos
TCCA Minutos
M M
(%) por Minutos por abonado Internacionales
Minutos Minutos
1990- habitante 1995 (k) 1995
1990 1995
95 1995
Arabia
413,2 537,3 5,4 30,0 312,5 6,0
Saudita
Argentina 79,4 151,3 13,8 4,4 27,4 5,3
Brasil 165,0 286,4 11,7 1,8 23,7 7,9
Checa
83,1 182,9 17,1 17,7 74,8 6,2
(Rep.)
Chile 46,3 136,0 24,1 9,5 72,2 2,0
Corea
182,4 557,3 25,0 12,4 30,0 8,1
(Rep.)
Grecia 213,3 463,1 16,8 44,2 89,7 9,6
Guadalupe ,,, 15,0 ,,, 37,0 108,3 ,,,
Hungría 121,8 247,5 15,2 24,2 130,7 6,7
México 415,0 945,0 17,9 10,3 107,4 ,,,
Puerto Rico ,,, 823,7 ,,, 228,8 688,8 ,,,
Sudafricana
156,0 305,0 14,4 7,4 77,8 8,0
(rep.)
Trinidad y
35,0 58,6 10,9 44,9 279,8 1,3
Tabago
Uruguay 24,6 51,6 16,0 16,2 83,0 1,6
Renta
media 2 276,2 5 550,6 15,1 80,1 84,1
superior
Tráfico telefónico saliente es el tráfico telefónico total medido en minutos, originado en el país
especificado y con destino fuera del país. Los minutos por abonado se calculan dividiendo los minutos
internacionales salientes por el número de líneas principales. Los minutos por habitante se calculan
dividiendo los minutos de tráfico internacional saliente por el número de habitantes del país. Los
circuitos telefónicos internacionales indican el número de enlaces (equivalentes de canales vocales)
con otros países para el establecimiento de las comunicaciones telefónicas.
LUCRO CESANTE.
El denominado Lucro Cesante valora únicamente la no prestación del servicio, en el caso del servicio
telefónico básico, y no el correspondiente al coste de la transmisión de datos, ni el debido a la no
disponibilidad de los circuitos especiales, ni las penalizaciones que se aplica, por no prestación del
servicio a las Empresas con servicios fijos contratados.
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8. Cuando se rompe un cable de enlace entre centrales se producen una serie de daños, que se pueden
clasificar en tres grupos:
* Daños físicos. Son los que originan deterioro de los materiales, obligando a realizar una obra para
sustituir los materiales defectuosos y poner la red en servicio.
* Daños Comerciales. Son los ocurridos debido a la no prestación de los servicios que se suministran
los que, a su vez, se pueden subdividir en tres apartados.
a) Tráfico telefónico básico (conversaciones de abonados)
b) Tráfico de Datos (Telegráficos)
c) Tráficos especiales (Microfónicos, enlaces entre emisoras de radio, Alarmas,...)
* Penalizaciones, por incumplimiento de contratos de suministro de servicios.
Como se ha indicado, se denomina al valor comercial del tráfico telefónico básico que no se ha podido
cursar, como consecuencia de rotura de un cable de unión entre centrales telefónicas.
Para su cálculo, es necesario realizar una serie de estudios y valoraciones, tanto más complejos, como
importante en tráfico sea el cable afectado.
Inicialmente es necesario proceder a la obtención de los datos de tráfico, y mediante un procedimiento
matemático proceder a estimar el tráfico que, en funcionamiento, podría haber cursado.
Para la obtención de estos datos es necesario recurrir a los registros de tráfico cursado que se recogen
en las centrales telefónicas.
Todas ellas disponen de un procedimiento de recogida automática de datos, que permiten determinar
los estados de todos sus sistemas, y entre los cuales, se encuentran registrados los correspondientes al
tráfico que cursan las mismas. Estos datos son, normalmente, utilizados por las compañías telefónicas,
para poder definir sus redes con un conocimiento completo del tráfico que van soportando sus
centrales y circuitos y así poder diseñar sus redes para obtener un alto grado de optimización de las
mismas.
Actualmente existen en la red telefónica de muchos países dos tipos de centrales, que en función de su
tecnología se clasifican como analógicas o digitales. La antigüedad de las centrales analógicas esta
dando lugar a su sustitución por centrales de tecnología digital, existiendo, aún, un número importante
de las analógicas.
Esta diferencia tecnológica tiene su importancia ya que el sistema de recogida de datos varía de una a
otra.
En las analógicas existen unas unidades electrónicas exploradoras, que no forman parte del equipo de
conmutación pero si están ligados a sus órganos, que miden el tráfico cursado en cada enlace
almacenando estos datos a una unidad de memoria.
En las digitales, son sus propios circuitos electrónicos los que se encargan de ir supervisando todos los
parámetros de la central, entre los que se encuentran los de tráfico, almacenándolos en una memoria
incorporada al mismo equipo.
Estas memorias, se encuentran ubicadas en las propias centrales, desde las cuales, por líneas punto a
punto o por líneas X25, son leídas por los centros de cálculo. En estos centros de cálculo se procesan
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9. todas las medidas efectuadas en las centrales, obteniéndose los datos de tráfico, los valores para
estadísticas, el funcionamiento de las centrales y todos los parámetros propios de las redes.
Estos datos se almacenan en una base de datos centralizada en las capitales de las ciudades del mundo,
duplicada por razones de seguridad en ordenador robotizado con unidades de cinta magnética. Desde
cualquier punto de la red de área local se puede tener acceso, mediante los ordenadores conectados a
ella, a los obtenidos de todas las centrales telefónicas.
Accediendo a la base de datos se pueden obtener datos del tráfico cursado en días similares al de la
rotura, bien por día de la semana, bien por fecha del mes, etc. pudiendo disponer así de unos valores de
tráfico básicos y necesarios para el cálculo completo del lucro cesante.
Es necesario realizar una cuantificación del tráfico no atendido, utilizando los datos anteriormente
obtenidos mediante una valoración, basada en el procedimiento matemático que se describe a
continuación.
Inicialmente se comprueba en las bases de datos la intensidad de tráfico, en el mes más próximo
posible, que cursa la sección de cable dañado, en situación normal.
Para determinar el tráfico que se hubiese cursado de no haberse producido la rotura se procede a
aplicar las siguientes correcciones:
* Establecer la relación entre el mes en que se produjo la avería y el mes en que se realizó el cómputo,
si es el mismo mes será la unidad.
* Establecer la corrección en función del día de la semana de la avería.
* Establecer el coeficiente corrector en función de la hora.
El tráfico que se hubiese producido de no tener avería, sería el producto resultante de aplicar al tráfico
medido las correcciones anteriores.
El tráfico que rechaza el sistema y que no puede atenderse, es el tráfico medido (con las correcciones
estadísticas adecuadas) menos el que pueden atender los circuitos no averiados (si en el cable dañado
quedan circuitos no averiados que pueden seguir cursando tráfico) y menos el que se pueda cursar por
otras líneas alternativas (cuando existan y así esté establecido).
Una vez determinado el tráfico total perdido en cada ruta y conociendo el tiempo que ha durado la
avería, podemos obtener el tiempo total de servicio que no ha podido ser atendido en cada ruta del
cable roto.
Es preciso introducir un cuarto coeficiente para reducir el tiempo calculado, puesto que el propio
sistema precisa de parte del tiempo para sus enlaces y señalizaciones, y este tiempo no se debe tasar
como tráfico de usuario.
Se realiza así la corrección entre tiempo ocupado por los abonados y el que precisa el sistema para
realizar sus conexiones.
Una vez obtenido el tráfico (atribuible al abonado) que no ha podido ser atendido, es preciso calcular
el equivalente en pasos de contador, para obtener el importe que no se ha podido facturar.
La facturación telefónica, como es sabido consta de dos partes, la primera consiste en una serie de
pasos al establecimiento de la comunicación y la segunda un paso cada determinado tiempo de
conversación.
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10. Puesto que se dispone del tiempo total de comunicación, si se divide por el tiempo medio de las
comunicaciones, se obtiene el número de conversaciones diferentes que podían haber sido
establecidas, y por tanto la cantidad de pasos iniciales que se hubiesen facturado de no haber tenido la
avería.
La valoración final se obtiene de multiplicar el número total de pasos anteriormente calculados, por la
tarifa del paso en vigor aplicable el día de la rotura.
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