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![11ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICA
10 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
Introducción
Actualmente, los operadores de telecomunicaciones a nivel
mundial se esfuerzan en la implementación de la Banda An-
cha, tanto sobre sus redes fijas como móviles para garanti-
zar el acceso a Internet a altas velocidades. Este escenario es
aprovechado por proveedores de servicio sobre Internet para
la penetración y competencia con los servicios ofertados en
los diferentes países por los operadores locales. (Figura 1)
Tal y como se muestra en
la figura 1, utilizando los
recursos desplegados de la
Banda Ancha, los OTT lo-
gran ofertar a los usuarios
finales varios servicios,
muchos de ellos brindados
actualmente por el operador
virtual, pero bajo diferentes
modelos de negocio muy
competitivos, incluso algu-
nos de ellos gratis.
Entre estos servicios pode-
mos destacar los de men-
sajería instantánea, músi-
ca, video e incluso hasta telefonía IP, muchos de ellos en
ocasiones integrados hasta en los servicios de redes sociales
como Facebook (Figura 2). El incremento sostenido de la
cantidad de usuarios sobre estos ha puesto en decadencia
importantes servicios ofertados actualmente por los opera-
dores locales como son los de SMS y el servicio tradicional
de telefonía, tanto sobre las redes fijas como las móviles.
Figura 1. Servicios ofertados por los OTT a partir del despliegue
de la Banda Ancha de los operadores locales. Fuente: [1].
TENDENCIA DE
MIGRACIÓN DE LOS
SERVICIOS DE
TELECOMUNICACIONES
HACIA INTERNET*
Por: MSc. Ing. Luís Enrique Conde del Oso, Jefe de Departamento Estructura de la Red,
Dirección de Planeamiento Estratégico (DCDT), ETECSA.
luis.conde@etecsa.cu
RESUMEN
En este trabajo se analiza las tendencias actuales y la preferencia de los usuarios hacia los servicios ofertados por los
OTT sobre Internet, el rápido crecimiento de sus usuarios sobre cada uno de sus servicios fundamentalmente los
asociados a la televisión sobre Internet y la actual competencia con los servicios ofertados por los Operadores de
telecomunicaciones locales.
Finalmente, se analiza la introducción de métricas para la evaluación de la QoE (Calidad sobre la Experiencia) en estos
nuevos escenarios de los OTT, partiendo de las experiencias ya consolidadas en los despliegues de IPTV a nivel mundial
bajo los criterios emanados por la UIT-T en su grupo de trabajo WT-26.
Palabras clave: IPTV, OTT, Broadcast TV, VoD
ABSTRACT
In this paper, the current tendencies and preference of users towards services provided by the OTTs over Internet, the
rapid growing of users in relation to each service and the present competence with the services provided by local telecom-
munications operator are analyzed; likewise, the impact of transmission resources on local telecommunications operators
due to OTT service provision is evaluated.
Finally, the introduction of metrics for assessing QoE (Quality over Experience) on these new OTT scenarios, starting from
experiences already consolidated on worldwide IPTV deployment according to the UIT-T working group WT-26 criteria.
Key words: IPTV, OTT, Broadcast TV, VoD
TÉCNICA
* El siguiente artículo es una versión ampliada del curso pre evento impartido el 10 de marzo de 2016, como parte del VII Simposio Interna-
cional de Telecomunicaciones en el contexto de la XVI Convención y Feria Internacional Informática Habana 2016.](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-6-320.jpg)
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TÉCNICATÉCNICA
Figura 4. Migración de la publicidad hacia Internet. Fuente: [1], [2].
Figura 5. Diferencias entre el OTT-TV y el IPTV. Fuente: [1], [2].
BTV VoD
VoD VoD
IPTV
Inteligencia en la Plataforma de IPTV
En cualquier sitio, sobre cualquier red y desde cualquier terminal
Inteligencia en el cliente
UDP - RTP - RTSP
WEB TV y OTT HTTP
Apple
Adobe System
HLS (HTTP Live Stream)
MPEG-DASH (Dynamic AdaptativeHTTP)▪ HTTP Live Streaming
▪ HTTP Dynamic Streaming
▪ MPEG-DASH
▪ Smooth Streaming
Convergencia Fijo-Móvil
otro operador posea un IMS con una plataforma RCS,
que aunque se dice que no son propietarias es algo que
habría que probar.
Adiferencia, los servicios ofertados por los OTT sí tienen un
alcance global, con un costo de implementación muy bajo y
solo requieren la descarga de la aplicación correspondiente
y la presencia de la Banda Ancha en ambos lados, del pro-
veedor OTT y del usuario final.
Las estadísticas mundiales de los servicios en el año 2010
arrojan que el video ocupó más de 60% de tráfico de la red
de un operador de telecomunicaciones y se pronostica su
incremento en los próximos años. Para el año 2016 se re-
querirá incrementar más de 1000 veces las capacidades de
transmisión de la red, pero que además este tráfico se centró
en tan solo 10% de los programas de video, lo que demues-
tra una alta repetitividad en estos contenidos.
La Banda Ancha brinda un importante medio de promoción
para los contenidos televisivos internacionales, donde los
Smartphone, Tablet y Laptop junto a las aplicaciones de los
OTT desempeñan un importante rol en la comunicación.
Ello ha traído como consecuencia un movimiento de los es-
pacios de publicidad local y un impacto económico negativo
en las televisoras públicas.
Las televisoras a nivel mun-
dial actualmente sufren el
impacto de los OTT. Estas
se sustentaban financie-
ramente de los anuncios
publicitarios, aspecto que
ha migrado hacia Inter-
net conjuntamente con las
aplicaciones de los OTT,
(Figura 4), lo que las ha
obligado a analizar su actual
modelo de negocio. De esta
forma, muchas de ellas se
convierten en TV-OTT con
streaming de video sobre
Internet con alcance interna-
cional que incluye la publi-
cidad local e internacional.
Sin embargo, los servicios
tradicionales de TV tienen
aún un importante rol, pues
recientes estudios demues-
tran que determinados espa-
cios, como los deportivos en
vivo, que son transmitidos
en broadcast tienen una alta
importancia. No obstante, no
puede obviarse el incremen-
to sostenido de los servicios
de VoD, preferidos por los
usuarios, como el de Netflix, donde 52% de la población
de EE.UU lo utiliza semanalmente y 27% de esta lo utiliza
diariamente, además las estadísticas demuestran que 71% de
estos usuarios ven la televisión a través de su Smartphone.
Diferencias entre OTT-TV e IPTV
Los servicios ofrecidos por los OTT-TV y el de IPTV se
sustentan sobre el streaming de video, el cual consiste en
una tecnología que facilita la visualización y la audición de
un archivo mientras se está descargando, a través de la cons-
trucción de un buffer por parte de la aplicación cliente.
Una vez que la aplicación cliente se ha conectado al servi-
dor, el buffer del cliente se va llenando de la información
descargada y se va reproduciendo en el ordenador, Smar-
tphone o Tablet.
Sin embargo, aunque en los servicios de IPTV general-
mente se utiliza el protocolo UDP ―User Datagram Pro-
tocol―, el de OTT-TV se realiza en HTTP, lo cual hace
que este último pueda ser visualizado en cualquier dispo-
sitivo, en cualquier sitio y sobre cualquier red, tres reglas
de gran impacto actualmente y que son cumplimentadas
por los servicios de OTT-TV.
Figura 2. Servicios ofertados por los OTT sobre la Banda Ancha. Fuente: [1], [2].
Figura 3. Migración hacia un IMS virtual con RCS. Fuente: [1], [2].
Por otro lado, los operadores de telecomunicaciones con
una gran cantidad de usuarios, como es el caso de China,
apuestan por otra alternativa en este tipo de competencia
con la aparición del IMS en la nube y mediante plataformas
de RCS ―Rich Communication Service― (Figura 3).
Con una solución integrada de las redes fijas y móviles
con el IMS y su virtualización sobre un centro de datos,
proporcionan importantes cambios en el desarrollo de
las telecomunicaciones hacia un mundo de TI. De esta
manera, se ofrece flexibilidades a los servicios nunca
antes logradas, con un importantísimo ahorro en CAPEX,
OPEX y con un significativo impacto también sobre el
medio ambiente.
Sin embargo, es importante destacar que este tipo de so-
luciones son costosas y limitadas a su entorno geográfico
y para lograr alcances internacionales se requiere que el](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-7-320.jpg)
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TÉCNICATÉCNICA
Tabla 2. Ventajas del MPEG-DASH frente a otros protocolos de streaming adaptativos HTTP. Fuente: [1].
Figura 7. Principales proveedores de servicios
OTT a nivel mundial. Fuente: [1], [2].
EstasmejorasenelestándarMPEG-DASH(Figura6)hantraído
como resultado un crecimiento de los actuales proveedores de
servicios OTT (Figura 7), con una variada oferta de disímiles
servicios entre los que se destacan algunos como NETFLIX,
Whatsapp e Imo, los cuales pueden ser recibidos en terminales
Laptop, Tablet y Smartphones sobre redes WIFI, 3G y 4G.
En la tabla 2, se destacan las diferencias del estándar
MPEG-DASH frente a otros streaming adaptativos como
el Adobe HDS, HSS de Apple y el HSS de Microsoft.
Es de destacar que el estándar MPEG-DASH provee for-
matos que permiten un eficiente envío de streaming de alta
calidad sobre Internet y es considerado como un componen-
te en un servicio extremo a extremo ―end to end― y en su
diseño se contemplaron los siguientes aspectos:
Feature
Deployment on Ordinary HTTP Servers
Official International Standard (e.g., ISO/IEC MPEG)
Multiple Audio Channels (e.g., Languages.
Comments, etc.)
Flexible Content Protection with Common
Encryption (DRM)
Close Captions/Subtitles
Efficient Ad Insertion
Fast Channel Switching
Protocol Support´s multiple CDNs in parallel
HTML5 Support
Support in HbbTV (version 1.5)
HEVC Ready (UHD/4K)
Agnostic to Video Codecs
Agnostic to Audio Codecs
ISO Base Media File Format Segments
MPEG-2 TS Segments
Segments Format Extensions beyond MPEG
Support for multiplexed (Audio+Video) Content
Support for non-multiplexed (separate Audio, Video)
Content
Definition of Quality Metrics
Client Logging & Reporting
Client Failover
Remove and add Quality Levels during Streaming
Multiple Video Views
Efficient Trick Modes
Adobe HDS Apple HLS Microsoft Smooth MPEG-DASH
Figura 6. Evolución del estándar MPEG-DASH. Fuente: [1], [2].
Tabla 1. Comparación entre OTT-TV e IPTV. Fuente: [1], [2].
El hecho de utilizar el strea-
ming de los OTT-TV en
HTTP, facilita su paso por los
proxy con alcance mundial so-
bre todo en el contexto actual
en el cual los usuarios prefie-
ren el servicio de VoD ―Vi-
deo Bajo Demanda―, frente
al servicio BTV―Broadcast
TV―. (Figura 5)
Aunque una de las principales
dificultades, según se observa en
la tabla 1, es la fuerte dependen-
cia de la presencia de la banda
ancha del operador en donde el
usuario final está presente para
tener una adecuada QoE ―Ca-
lidad sobre la Experiencia―
del servicio brindado, lo cual
es garantizado en los servicios
de IPTV con redes dedicadas
por el operador con garantía de
QoS ―Calidad del Servicio―,
aunque sea solo dentro del do-
minio del operador de teleco-
municaciones, mientras que los
del OTT tienen alcance mundial
sobre Internet.
No obstante, el actual desarrollo
tecnológico ha permitido eli-
minar muchas de estas dife-
rencias, ejemplo de ello es que
los servicios actuales de TV
tradicionales solo superaban
en el año 2010 a la OTT-TV
sobre Internet en los aspectos
relacionados a la calidad, si-
tuación que ha mejorado des-
de esta fecha y el cual es un
tema de continuo perfecciona-
miento en la estandarización de
MPEG-DASH para la mejora
de la QoE, garantizándose los
siguientes aspectos:
• Tiempo de Inicio de presen-
tación del video (Bajo)
• Re buffering y congelación
(Cero)
• Calidad de conmutación
(Seg Bit rate) (Bajo)
• Bit rate medio (Alto)
• Bajo consumo energético](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-8-320.jpg)
![16 17ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
· Las oportunidades en estos modelos de negocio de los
OTT se basan en:
· Grandes despliegues y penetración de la Banda Ancha
realizada por los operadores de telecomunicaciones en
redes fijas y móviles
· Evolución tecnológica presente en los terminales de los usua-
rios y alianzas con la industria electrónica. (Figura 10)
· Amplia aceptación de los servicios OTT por su costo
· Grandes oportunidades de crecimiento a nivel global
· Mercado en expansión con nuevos servicios
Por otro lado, están presentes algunas debilidades y amena-
zas que deben ser consideradas.
Debilidades
· Servicio dependiente de proveedores externos y carrier
de contenidos
· Imposibilidad de garantizar QoS y su implicación en la QoE
Amenazas
· Entorno regulatorio en proceso de definición
· Sector abierto a nuevos competidores
· Posibilidad de ser una moda pasajera
· Operadores presionando por cambiar el modelo para
recibir ingresos por estos servicios
Introducción de las Content Delivery
Network, Redes CDN
Debido al alto impacto de tráfico que representan varios de
los servicios de los OTT, por ejemplo los de video, en las
redes de los operadores locales y su alto nivel de repetitivi-
dad, así como para mejorar la QoE de los usuarios, se hace
necesario acercar estos contenidos a los usuarios finales me-
diante la introducción en las redes de estos operadores de las
redes CDN ―Content Delivery Network―.
Una CDN es un conjunto de servidores que contienen copias
de una misma serie de contenidos (imágenes, vídeos, docu-
mentos) y que están ubicados en puntos diversos de una red
para poder servir sus contenidos de manera más eficiente.
Estos pueden ser del tipo Inline y Outband, aunque se pre-
fieren estos últimos.
Estas CDN tienen como objetivo:
· Disminuir los crecientes requerimientos de ancho de ban-
da en las redes de transmisión por la aparición de nuevos
servicios, fundamentalmente los de video
· Incrementar la QoE de los usuarios
· Decrecer las inversiones en las redes
· Aumentar la inteligencia en el terminal de usuario
· Permitir la oferta de servicios en cualquier sitio, sobre
cualquier red y desde cualquier terminal
Un elemento esencial en estas CDN son las plataformas de
iCaching, las cuales mejoran significativamente la QoE de
la navegación web y especialmente la visualización del vi-
deo.
LaplataformasdeiCachingestánconstituidasporvariosmódulos
entre los cuales están:
· DPI ―Deep Packet Inspection―
· GSLB ―GlobalServerLoadBalance―
Figura 10. Penetración de equipos tecnológicos 2012-2013. Fuente: [2], [4].
Figura 8. Modelos de negocio utilizados por los OTT. Fuente: [2], [4].
Figura 9. Modelo de negocio utilizado por NETFLIX. Fuente: [2], [4].
· Reúso de las tecnologías
existentes.
· Despliegues de HTTP-CDN
con infraestructuras WEB e
iCaching.
· Alta QoE con bajo retardo
de inicialización del video, no
rebuffering y controles del video
como stop, forward y rewind.
· Rápida conmutación de los
segmentos de diferentes bit
rate sin afectar la visualiza-
ción del usuario.
· Mover la inteligencia de la
red hacia el cliente, permitien-
do el control del cliente sobre
el video.
· Facilitar los despliegues
del servicio en Internet (live,
on demand y time shift), reu-
tilizando las infraestructuras
existentes.
Modelos de negocio
de los OTT y análisis
de sus fortalezas y
debilidades
Los OTT utilizan seis tipos de
modelos de negocio, algunos
de ellos combinados (Figuras
8 y 9), estos son:
· Introducción de publicidad
· Imagen de marca
· Subscripción
· Gratis con pagos por conte-
nidos Premium
· Transaccionales
· Combinados
Las principales fortalezas
identificadas en estos
modelos de negocio de los
OTT son:
· Presentación directa a los
usuarios de los servicios
· Baja inversión de recursos y
de espacios físicos
· Facilidad e independencia
para adaptar y modificar los
servicios ofrecidos
· Prestación de servicios
sin límites geográficos
Introducción de
publicidad
Imagen de marca
Suscripción
Gratis y existen
pagos por conteni-
dos premium
Transaccional
(pago por lo con-
sumido)
Combinados
(Transaccionales +
Suscripción)
Los ingresos provienen
principalmente de los
espacios que ofrecen a
marcas publicitarias.
Se ofrece un servicio
como entidad de marca,
sin remuneración explíci-
ta del mismo.
El usuario paga una cuo-
ta de suscripción por un
periodo de tiempo en el
que puede utilizar todas
las opciones del sistema.
El usuario puede utilizar
de forma gratuita una
serie de funcionalidades
y pagar puntualmente o
subscribirse por otras.
El usuario paga por los
contenidos que consume.
Existen combinaciones
de las anteriores donde
se puede pagar una
suscripción genérica y por
contenidos puntuales.
• KAKAOTALK
(Koreana)
• You Tube
• Facebook
• Blackberry
Messenger
• Facebook
Messenger
• *tve
• Whatsapp
• Netflix
• Yomvi
• Skype
• A3Player
(A3 Televisión)
• Spotify*
• Itunes
• Bazuca
(Latinoaméri-
ca)
• ArnetPlay
(Argentina)
• Filmin
Modelo Detalle Ejemplo
Price after free month ends on 10/30/15 USD7.99 USD8.99 USD11.99
HD available
Ultra HD (when available)
Screens you can watch on at the same time
Watch on your laptop. TV, phone and tablet
Unlimited movies and TV shows
Cancel anytime
Firt month free
Smartphone
Ordenador portátil
Ordenador fijo
Videoconsola
Disco duro portátil
Tablet
Disco duro multimedia
Mini-portátil
Proyector
AppleTV](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-9-320.jpg)
![18 19ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
Figura 12. Efecto visual de los principales factores que degradan
la QoE en el streaming de video de los OTT. Fuente: [9].
Figura 13. Valores a lograr para una adecuada QoE . Fuente: [4].
· SLB ―Server Load Balancing―
· Cache Server
· Management Server
El primer punto de introducción de una plataforma de iCa-
ching debe ser en el área internacional de un operador, o sea en
el NAP ―Network Access Point―, (Figuras 11 y 11a). Es ahí
donde se reducen considerablemente los anchos de banda re-
queridos en el segmento internacional y que traen importantes
ahorros económicos a un operador, para lo cual deben ser con-
siderados los siguientes aspectos a partir de las estadísticas:
· Promedio de ancho de banda consumido por video
· Sesiones simultáneas de video online
· Sitiosdealtoratedevideoyquiénessonlosprincipalesusuarios
· Estadísticas de tendencias por días, meses y años
· Evaluación de la optimización potencial con el empleo
del iCaching
Sin embargo, a partir de un crecimiento dado de los servi-
cios, especialmente los relacionados con el video, puede ser
necesario el despliegue de estas plataformas en la capa de
agregación y borde de un operador de telecomunicaciones,
sobre todo cuando existe un importante tráfico de video.
Cuando la carga de la red exceda 65% o la velocidad de
Internet disminuya 20%
comparada con su velo-
cidad original, es cuando
las CDN regionales deben
ser desplegadas, lográn-
dose ahorros de ancho de
banda que pueden alcan-
zar hasta 80%.
Validación de la
QoE en el servicio
de video de los OTT
Las principales métricas que evalúan una baja QoE en los
servicios de TV sobre OTT son:
· Largos retardos en la inicialización del video. (HLS 10 se-
gundos mientras que DASH 2 - 4 segundos) Frecuentes
Re-buffering. (Vaciado del Buffer)
· Baja calidad del video. (Bit rate promedio)
· Inadecuada sincronización entre el video y el audio
· Limitación de selección de lenguajes y subtítulos
· Los principales factores que degradan la QoE en el usuario
final y su efecto visual se muestran en la Figura 12.
Para lograr una adecuada QoE del usuario final se hace nece-
sario el despliegue de las CDN. Estas deben tener un módulo
Web Server compatible con el estándar MPEG-DASH utili-
zando códec optimizados como el H.264 o mejor aún H.265,
con el cual se logran importantes ahorros de ancho de banda
Re buffering
Pérdida de calidad
(Conmutación de bit rate)
Bloqueo
(Vaciado del Buffer)
Block dañados
en el streaming de video y una elevada QoE en el servicio de
navegación web ―Web Browsing―. (Figura 13)
Métricas más ajustadas para un servicio de streaming de
video como los ofertados por los OTT como NETFLIX
recomiendan considerar algunos indicadores con sus res-
pectivos valores.
Conclusiones
El actual esfuerzo que hacen los operadores de telecomu-
nicaciones en la implementación de la banda ancha en sus
países ha abierto una puerta competitiva a nuevos provee-
dores de servicios sobre Internet, los cuales aprovechan su
alcance geográfico ilimitado para competir con los servicios
de telecomunicaciones que ofertan estos operadores locales.
Sin dudas, un nuevo contexto competitivo con el cual hay
que convivir mediante alianzas que permitan a los opera-
dores obtener ganancias manteniendo su actual modelo de
Figura 11. Introducción de una plataforma iCaching en el NAP. Fuente: [3], [5].
Figura 11a. Plataformas de iCaching en el NAP y en la capa de borde. Fuente: [3],[5] y [6].](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-10-320.jpg)
![20 21ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
negocio pero adaptándolo con esta nueva visión del mercado
y creando las condiciones tecnológicas en sus redes que le
permitan ofrecer una adecuada QoE a sus usuarios.
Desde el punto de vista de monetización y de control de
los servicios todo operador debe ser capaz de determinar a
partir de sus características financieras particulares si le es
más conveniente crear alianzas con los OTT o si compite
con ellos mediante la implementación de core IMS con pla-
taformas de Rich Comunication Service (RCS), aunque es
bueno destacar que este análisis dependerá del número de
usuarios que el operador posea, pues su costo es elevado y
el alcance de los servicios estará enmarcado en el dominio
geográfico del operador y solo tendrá alcance internacional
con otros operadores con IMS
y plataformas RCS.
La introducción de las CDN con
plataformas de iCaching a nivel
del NAP tiene una importante
repercusión económica en el
pago de ancho de banda inter-
nacional para la oferta de estos
servicios, sin que el operador
pierda el control de los conteni-
dos a ofertar al usuario final.
El despliegue de estas redes
CDN se determinará en fun-
ción del análisis de las esta-
dísticas que brinda esta pla-
taforma de iCaching a nivel
del NAP. Esto determinará
Referencias bibliográficas
[1] Conde del Oso, Luis. Validación de la QoE en los OTT-TV. CITIC, Ecuador, 2015.
[2] Conde del Oso, L. “Propuesta para la Validación Objetiva de la calidad de video del Servicio de IPTV sobre la Red Objetivo de
ETECSA”. Tesis de Maestría, ISPJAE, 2010.
[3] Ericsson. Presentación Técnica Icaching. Documento Confidencial, 2015.
[4] Rosario G. y Conde del Oso, L. Manual de usuario de Freeprobe. Documento Interno Telecom Italia – ETECSA.
[5] Huawei. Presentación Técnica “Icaching”.Documento Confidencial, 2015.
[6] ZTE. Presentación Técnica “Icaching”. Documento Confidencial, 2015.
[7] Sandvine White. Paper Measurement Internet Video Quality, 2012.
[8] Telchemy. Understanding IP Video Quality Metrics. Acceso: Febrero 2009, Disponible en: http://www.telchemy.com/appnotes/Un-
derstanding%20IP%20Video%20Quality%20Metrics.pdf
[9] Winkler, Stefan. P.M Measurement Quality of Experience for Over the Top service, Avvasi Technical Press. 2011.
[10] Ixia. OTT video Testing, 2012.
Figura 14. Indicadores para una adecuada QoE de los servicios
de streaming de video de los OTT. Fuente: [8], [9] y [11].
cuándo es necesario su despliegue hacia la capa de borde
de la red de un operador como ETECSA, para lo que se
sugiere la evaluación de los parámetros de carga de red y
de la velocidad del acceso a Internet expresados anterior-
mente sobre el despliegue de las CDN y con ayuda de la
medición de las métricas e indicadores que definen una
buena QoE de los servicios ofertados como los mostrados
en la Figura 14.
Finalmente, debe destacarse que en la literatura técni-
ca se expresa que el Retorno de la Inversión (ROI) de
las plataformas de iCaching se obtiene entre los 12 a
18 meses de su instalación en la red de un operador de
telecomunicaciones.
(Artículo recibido en octubre de 2015 y aprobado en enero de 2016)](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-11-320.jpg)
![24 25ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
Figura 4. Solución IMS para Red de distribución TV top view. Fuente: Elaboración propia.
Figura 5. Conexiones del Sistema de IPTV con el core-IMS de ETECSA. Fuente: Elaboración propia.
no se estén realizando transmisiones de TV en algunos de
los canales, la red pueda reutilizar estos recursos (canales
de 34Mb/s) para otros tipos de servicios (ejemplo telefonía,
datos y móvil) y hacer un uso más eficiente del ancho de
banda, y disminuir los costos de OPEX y CAPEX dentro
de ETECSA.
Para implementar la solución de control del nuevo servicio
de TV se utiliza la tecnología IMS y no NGN tradicional,
pues, como se muestra en la figura 3, es precisamente el
estándar IMS el que permite que los operadores de teleco-
municaciones puedan introducir el paradigma de Internet al
interior de su red de comunicaciones [1], y permita resolver
los problemas actuales de TV, así como garantizar una com-
patibilidad total de convergencia de servicios (voz, datos,
móvil y TV) dentro de ETECSA en una única infraestructura
de red con un ahorro considerable en las inversiones futuras.
En la figura 4, se muestra un esquema general ―top view―
de nuestra solución, la misma permite hacer uso de las fun-
cionalidades de control del
IMS-ZTE instalado actual-
mente en la red de ETECSAy
las funcionalidades de conec-
tividad de la red IP/MPLS. Se
utilizan terminales IPTV con
codificación de video MPG-
4 a 1.5 Mb/s (SD) y 8 Mb/s
(HD) que interactúan con SIP
con el CSCF ―Call Session
Control Function― del core
IMS-ZTE como se muestra
en la figura 5. El AS-IPTV
actúa como un MCU ―Mul-
tipoint Conference―[2], re-
transmitiendo los mensajes
SIP de invitación a las sesio-
nes multicast a los distintos
usuarios de TV, se supone
además un segundo core-IMS
Huawei para mantener la red
heterogénea.
Figura 1. Servicio nacional de distribución de TV. Fuente: Elaboración propia.
Figura 2. Red de de distribución de TV sobre transporte SDH/DWDM en ETECSA.
Fuente: Elaboración propia.
Figura 3. Paradigma NGN vs IMS. Fuente: Elaboración propia.
de las distintas redes de trans-
porte existentes, ya sea fibra
óptica nacional o sistemas de
micro-ondas digitales, estable-
ciéndose para la operación de
la red dos modos de trabajo el
broadcast y el “reportaje”.
En cualquiera de los casos
para la transmisión de los ca-
nales de TV se hace uso de
enlaces TDM de 34Mb/s so-
bre la red de trasporte SDH
(nacional y provincial) donde
se tiene como soporte óptico
la red DWDM nacional.
De esta manera, tenemos que
para cada transmisor de TV
del país o para cada telecen-
tro regional (telecentros pro-
vinciales) hay que establecer
enlaces dedicados dentro de
la red SDH/DWDM en la es-
tructura de la red interna de
ETECSA (Figura 2). En oca-
siones las combinaciones de
enlaces para llevar los canales
de TV extremo a extremo en
la Red resultan extremada-
mente complicadas realizán-
dose interconexiones entre
enlaces SDH/DWDM y sis-
temas de microonda PDH y
SDH digitales que en la ma-
yoría de los casos requiere de
conmutaciones físicas en los
ODF y DDF de los sitios in-
volucrados y configuraciones
puntuales en la gestión de los
distintos equipamientos, lo
que eleva los costos operati-
vos y de mantenimiento de la
infraestructura.
Propuesta de solución del sistema
Para poder superar las deficiencias de la red de distribución
de TV existente, proponemos la implementación de la mis-
ma en una infraestructura de conmutación de paquetes IP/
MPLS con funcionalidad de control de servicio IMS. De
esta manera, los enlaces que se realicen para el servicio de
broadcast hacia los transmisores de televisión, así como los
reportajes de los telecentros provinciales (actualmente) y te-
lecentros municipales (en un futuro) no sean dedicados den-
tro de la red, como ocurre actualmente debido al uso de la
tecnología SDH/DWDM. Así, cuando en un momento dado](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-13-320.jpg)
![26 27ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
Referencias bibliográficas
[1] Camarillo, Gonzalo y García-Martín, Miguel. “The 3G IPMultimedia Subsystem”. Inglaterra, pp.34-50, 2006.
[2] Poikselk¨a, Miikka. The IMS IP Multimedia Concepts and Services. 3rd Edition, pp. 100-120, 2009.
[3] VanBosse, John G. Signaling in Telcom Networks. 2nd Edition, pp.89-100, Noviembre 2006.
[4] Held, Gilbert. Understanding IPTV. 2nd Edition, pp.130-150, 2013.
[5] Americas Telecom. Ultimate guide to IPTV. pp. 90-100, 2010.
Para la migración de la red proponemos cuatro fases (Figura 7).
En las tres primeras, se mantiene como redundante la red ac-
tual en el dominio TDM y en el domino paquete se inicia la
nueva red con una prueba piloto que se propone en la fase 1
entre el ICRT y dos Centros Trasmisores de TV en el oriente
del país. Así, se irán incluyendo clientes hasta que en la fase
4 tengamos una potente red de TV lo suficientemente proba-
da como para eliminar la vieja red del dominio TDM.
Como puede apreciarse, se ha dado una solución a la red
de distribución de TV de Cuba que posibilita su migra-
ción desde una estructura TDM, implementada funda-
mentalmente sobre SDH/DWDM, a una estructura en el
dominio de paquetes IP/MPLS soportada por el nuevo
core-IMS. Esta solución permite una efectiva conver-
gencia IMS de la red de distribución de televisión, lo
que implica un significativo ahorro en costos de OPEX
y CAPEX dentro de la Empresa. Recomendamos que se
analice la propuesta y se den los primeros pasos para
la implementación de la prueba piloto que se plantea en
la fase 1 de la solución.
(Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016)
Figura 6. Solución de acceso para la nueva Red de distribución de TV ETECSA. Fuente: Elaboración propia.
Figura 7. Fases para la migración de la red de TV de Cuba. Fuente: Elaboración propia.
Para la solución de acceso utilizamos la facilidad que nos
brinda IMS de ser Access Independent [3], según mostramos
en la figura 6. De esta manera, podemos hacer uso de prác-
ticamente cualquier medio de acceso disponible en los sitios
del cliente; si existe fibra (como en el ICRT) se pueden usar
soluciones FTTx (FTTH, FTTB, FTTC, etc.) y soluciones
GPON. En caso de que lo que exista sea cobre (telecentros
provinciales, etc.), se usarán soluciones xDSL (ADSL2,
VDSL). Está la posibilidad de usar sistemas de radio p2p
con tecnología IP; así como tecnología WiFi si el cliente se
encuentra en sitios distantes, ejemplo: centros transmisores
de TV ubicados en elevaciones rurales.](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-14-320.jpg)
![29ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICA
28 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
Introducción
Las SDN —Software Defined Network— continúan crecien-
do en escala, complejidad e importancia, por lo que resulta
necesario estudiar y evaluar el comportamiento de las aplica-
ciones, protocolos y servicios que se implementen para estas
redes. Los investigadores requieren de herramientas que les
faciliten estudiar el comportamiento de estas redes y trabajar
en su desarrollo. Las herramientas de simulación con soporte
para las SDN brindan un entorno virtual para pruebas que
reproducen el comportamiento de una red real y que permi-
ten evaluar el desempeño de estas redes y desarrollar nuevas
aplicaciones, protocolos, controladores y servicios.
Para evaluar los elementos de las SDN es necesario co-
nocer las métricas que brindan información relevante
del desempeño de la red, relacionadas con los mensajes
OpenFlow del protocolo, del controlador o de los swit-
ches. También es importante definir las principales prue-
bas que se pueden realizar en un escenario de simulación
para extraer dichas métricas.
En este artículo se detallarán las más importantes para las
SDN, se analizarán algunas herramientas que permiten
simular estas redes y se generalizarán algunas pruebas
de configuraciones y desempeño que se pueden realizar
en Mininet. Por último, se realizará la simulación de un
escenario empleando Mininet, con el objetivo de obtener
mediante las pruebas definidas, algunas de las métricas re-
levantes para las SDN.
Existen muchas métricas definidas para las redes tradiciona-
les que también son válidas para las SDN como es el caso
de la razón de pérdidas de paquetes, la latencia y variación
de la latencia y el tiempo de activación del servicio; aunque
también se han definido por la ONF métricas [1] que son
específicas para ese tipo de redes, relacionadas con los men-
sajes del protocolo OpenFlow, con el controlador OpenFlow
o con los switches OpenFlow, a continuación se detallan las
más importantes y otras incluidas por los autores.
Entre las métricas cuantitativas para el protocolo OpenFlow se
destacan: tiempo de respuesta del protocolo OpenFlow, tiem-
po de activación del protocolo y duración de una entrada. Al-
gunas de las métricas que se pueden obtener para cada contro-
lador OpenFlow son: disponibilidad, confiabilidad, capacidad,
EVALUACIÓN
DE DESEMPEÑO
Y CONFIGURACIONES DE
LAS SDN MEDIANTE LA
SIMULACIÓN
Por: Ing. Liz Gámez Picó; Dra. Caridad Anías Calderón; Ing. Susana Ballester Macías,
Profesores del Departamento de Telecomunicaciones y Telemática, ISPJAE;
Ing. Carlos M. Rodríguez Vergel, CNIC.
liz.gp@electrica.cujae.edu.cu; cacha@tesla.cujae.edu.cu;
sballesterm@electrica.cujae.edu.cu; carlos.vergel@cnic.edu.cu
RESUMEN
El desarrollo gradual de las SDN requiere de herramientas que permitan evaluar sus elemen-
tos, siendo Mininet la más recomendable. El objetivo de este trabajo es destacar las métricas
recientemente definidas por la ONF que se deben considerar para evaluar los elementos de
la arquitectura SDN, así como definir diferentes pruebas de configuración y desempeño que
se puedan realizar en Mininet para obtener dichas métricas. Como resultado de la investiga-
ción se realiza un ejemplo práctico de una simulación de una red de campus SDN, aplicando
las pruebas definidas.
Palabras clave: Redes Definidas por Software, Simulación, Mininet, Métricas, Pruebas
ABSTRACT
SDN gradual evolution requires tools for elements assessment, being Mininet strongly recom-
mended. This paper aims at highlighting the metrics recently defined by ONF1 that should be
taken into account for assessing elements of SDN architecture, as well as for defining different
configuration and performance tests that can be carried out in Mininet to obtain such metrics.
As a result of this research, a practical sample of SDN campus network simulation applying
defined tests is done.
Key words: Software-Defined Networks, simulation, Mininet, metrics, tests
TÉCNICA](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-15-320.jpg)
![30 31ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
Figura 1. Escenario de la simulación Fuente: Elaboración propia.
$: cbench -c <IP del controlador> -p
<puerto > -s <cantidad de switch> -M
<número de host> -m <duración de la
prueba en milisegundos> -l <cantidad de
pruebas > -t
Otras pruebas
Las métricas cuantitativas para el switch OpenFlow de-
finidas anteriormente se pueden obtener principalmente
con las opciones del comando dpctl. Es necesario destacar
que en los reportes técnicos del Grupo de trabajo para la
evaluación y verificación de la ONF [15] se destacan otros
aspectos que se pueden evaluar y mejorar en los switches
y controladores OpenFlow, los cuales podrían apoyar las
pruebas descritas anteriormente.
Simulación del prototipo de una red
de campus SDN
En este apartado se realizará la simulación de un caso
de uso de las SDN para evaluar el funcionamiento
básico de los elementos que conforman la arquitectura
SDN y en particular, el desempeño del controlador
OpenDaylight que actualmente es uno de los proyectos
de mayor impacto y desarrollo, integrado en un
escenario con switches tradicionales, Open Switch y
con la versión 1.3 del protocolo OpenFlow. Se trabajó
con una máquina virtual con imagen de Ubuntu 14.04
de 64 bits disponible en [11].
3) Rendimiento: Para cuantificar el rendimiento del controlador
dado por (3) se puede utilizar la herramienta Cbench, en
modo throughput.
Razón de establecimiento de flujos (i)=(Cantidad de res-
puestas OF (i))/(Duración de la prueba(i))
(3)
4) Eficiencia de las entradas instaladas en las tablas de flu-
jo: Para conocer la cantidad de paquetes que coincidieron
con alguna entrada en la tabla de flujos, se deben examinar
estas tablas mediante el comando:
$: dpctl dump-tables tcp:<IP del
controlador>:<puerto>.
El campo lookup de las tablas de flujo especifica la canti-
dad de paquetes que fueron recibidos en el plano de datos
y el campo match field, la cantidad de paquetes que coin-
cidieron con las entradas existentes en la tabla de flujos,
con estos datos se puede calcular la eficiencia como:
Eficiencia= (Paquetes que coincidieron con alguna entrada)/
(Paquetes que fueron recibidos)×100%
(4)
5) Escalabilidad (en función de la cantidad de nodos): Para
obtener la máxima cantidad de switches y hosts que el contro-
lador puede manejar se debe evaluar el impacto de aumentar la
cantidad de nodos en la red, para lo cual se puede utilizar la he-
rramienta Cbench en modo throughput ejecutando el comando:
exactitud, seguridad y rendimiento. También se puede incluir
la eficiencia de las entradas instaladas en las tablas de flujo que
es el porcentaje de las consultas a estas de los flujos que coin-
cidieron con alguna de las entradas y la escalabilidad que es el
número máximo de switches que un controlador puede mane-
jar sin que disminuya su rendimiento. [2]
Herramientas de simulación con soporte
para las SDN
Actualmente, algunas herramientas de simulación se han
creado y otras se han complementado para permitir la simu-
lación de las SDN, entre las cuales se pueden destacar [3]:
EstiNet, IxNetwork, ns-3, OMNeT++, OpenNet, fs-sdn y
Mininet [4]. Teniendo en cuenta un conjunto de criterios que
deben ser considerados en la herramienta que se utilice para
simular las SDN, como la versión OpenFlow que soporta, el
empleo de controladores, las métricas que permite obtener,
si es un software de código abierto, la documentación que
presenta para trabajar con las SDN y las herramientas con
las que puede integrarse, se concluye que Mininet es actual-
mente el mejor y más accesible simulador para el desarrollo
de experimentos y pruebas sobre las SDN.
Mininet es un emulador de código abierto desarrollado para
crear, personalizar e interactuar con prototipos SDN. Las
distribuciones de Mininet incluyen muchas aplicaciones de
ejemplo, scripts y un editor gráfico de red, denominado Mi-
niEdit, útil para la creación de topologías y otras configu-
raciones. El simulador Mininet puede ser integrado con un
gran número de herramientas de código abierto que permiten
complementar sus prestaciones, como es el caso de los anali-
zadores de protocolos, interfaces gráficas de usuario, y ben-
chmarks entre los que se destacan el Disector de Wireshark
de OpenFlow, ping, pingall y Cbench. [11]
Pruebas de configuraciones y desempeño
en Mininet
En la simulación de las SDN se pueden definir dos ca-
tegorías de pruebas: de configuraciones y de desempeño.
Las pruebas de configuraciones tienen el objetivo de com-
probar el correcto funcionamiento de las características
básicas de la SDN simulada como, por ejemplo, la conmu-
tación, el establecimiento de los flujos y la comunicación
entre el controlador y los switches. Las pruebas de desem-
peño permiten evaluar, entre otros, la escalabilidad, la uti-
lización de los recursos y la confiabilidad del escenario, y
deben estar basadas en las métricas cuantitativas definidas
por la ONF analizadas anteriormente. A continuación, se
generalizarán algunas de estas pruebas.
Pruebas de configuración
Las principales pruebas de configuración que se pueden lle-
var a cabo para evaluar y caracterizar el funcionamiento de
un escenario de SDN mediante su simulación en Mininet son:
1) Conectividad entre nodos: Ejecutando los comandos ping,
pingall, iperf, etc.
2) Verificación del intercambio de mensajes OpenFlow: Me-
diante la herramienta Wireshark aplicando el filtro para pa-
quetes OpenFlow.
3) Integración con dispositivos tradicionales.
Pruebas de desempeño
Métricas típicas aplicadas a las SDN
1) Razón de pérdidas de paquetes: Se puede utilizar el co-
mando ping, que muestra esta información, en función de la
cantidad de mensajes ICMP intercambiados.
2) Latencia y variación de la latencia: Se puede em-
plear el comando ping, que muestra una estadística con
los valores mínimo, promedio, máximo y la desviación
estándar del parámetro RTT durante el intercambio de
mensajes ICMP.
3) Throughput: Se puede utilizar la herramienta de línea de
comando Iperf.
Métricas cuantitativas para el protocolo
OpenFlow
1) Tiempo de respuesta del protocolo OpenFlow: Se definirá
como Tresp_OF y está dado por [12]:
Tresp_OF=2×Tprop+Ttx_(mensaje_OF)+Tprocesamien-
to+Ttx_(respuesta_OF)
(1)
2) Tiempo de activación del protocolo: El tiempo transcu-
rrido entre el envío de un mensaje OFPT_PACKET_IN y el
cambio en la entrada en la tabla de flujo, que también puede
ser considerado como el tiempo de establecimiento de un
flujo, se definirá como Tact_OF y está dado por [13]:
Tact_OF=2×Tprop+Ttx_(packet_in)+Tprocesamiento_con-
trolador+Ttx_(packet_out)+Tproc_sw
(2)
Se recomienda utilizar la herramienta Cbench en modo la-
tencia, para lo cual se debe activar alguna aplicación en el
controlador, y ejecutar Cbench desde otra sesión.
3) Duración de una entrada en la tabla de flujo: La duración
de una entrada en la tabla de flujo está determinada por los
campos idle_timeout y hard_timeout. El valor de estos cam-
pos para cada entrada en la tabla de flujo se obtiene ejecutan-
do la herramienta Dpctl.
Métricas cuantitativas para el controlador
OpenFlow
1) Disponibilidad: Se puede utilizar la herramienta top y
analizar el parámetro uptime.
2) Capacidad: Se puede utilizar el comando top, que muestra
la cantidad de memoria disponible, así como el porcentaje de
memoria y de CPU utilizada por el controlador.](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-16-320.jpg)
![32 33ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
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Networks”. 2012.
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[4] Lantz, Bob B. H. y McKeown, Nick. “A Network in a Laptop: Rapid Prototyping for Software-Defined Networks”. Hotnets ’10,
October 20–21, 2010.
[5] Wireshark. Acceso: Noviembre 2015. Disponible en: http://www.wireshark.org/
[6] Shalimov, D. Z. A.; Zimarina, D.; Pashkov, V. y Smeliansky, R. “Advanced study of SDN/OpenFlow controllers”. Central & Eastern
European Software Engineering Conference in Russia, noviembre 2013.
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[8] Azodolmolky, S. Software Defined Networking with OpenFlow, 2013.
[9] Vengainathan, B. “Benchmarking Methodology for OpenFlow SDN Controller Performance”. 2014.
[10] ONF. “Interoperability Event Technical Issues”. 2013.
[11] I.C.M.R.V. Ballester Macías, Susana; García Centeno, Alejandro; Casmartiño Bondarenko, Frank Camilo y Anías Calderón,
Caridad. Monografía: Redes Definidas por Software (SDN). ed. 2014.
(Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016)
Figura 2. Interfaz Web de OpenDaylight. Fuente: Elaboración propia.
Figura 3. Razón de establecimiento de flujos aumentando
la cantidad de hosts. Fuente: Elaboración propia.
Figura 4. Razón de establecimiento de flujos aumentando
la cantidad de switch. Fuente: Elaboración propia.
Para crear el escenario se utilizó el editor gráfico MiniE-
dit y se ejecutó una aplicación SDN en ODL que permite
trabajar con la interfaz Web del controlador e inicializar
funciones básicas de red como el descubrimiento de topo-
logía, estadísticas de los puertos y las tablas de flujo y la
gestión de los switches. (Figura 1)
En el escenario anterior se aplicaron las pruebas de confi-
guraciones y desempeño definidas anteriormente, las cuales
confirmaron el correcto comportamiento del escenario y del
controlador OpenDaylight. Los resultados obtenidos para
el rendimiento del controlador son los esperados bajo las
condiciones de la prueba. Las figuras 2, 3 y 4 muestran los
resultados de la razón de establecimiento de flujos aumen-
tando la cantidad de switches y la cantidad de host, lo que
permite llegar a conclusiones importantes de la escalabili-
dad y del rendimiento del controlador.
Conclusiones
Las SDN significan una revolución en el mundo de las redes.
El carácter aún novedoso de esta arquitectura exige profun-
dizar en el estudio detallado de este tema, principalmente
en su evaluación. La simulación de las SDN constituye un
método muy útil para esto pues permite evaluar el desempe-
ño y la funcionalidad de estas redes, para lo cual Mininet es
la herramienta de simulación recomendada. En función de
las pruebas que se realicen en cada simulación se podrá ex-
traer determinada información relevante del escenario. La
simulación de un escenario recreando un prototipo de una
red de campus SDN, empleando Mininet, permitió obtener
las métricas relevantes para las SDN y el desempeño del
controlador OpenDaylight. Los resultados obtenidos per-
mitieron analizar aspectos importantes como el rendimien-
to y la escalabilidad del controlador y se pudo comprobar
la importancia de la simulación para estudiar y evaluar el
comportamiento de una red SDN, por lo cual se consideran
cumplidos los objetivos propuestos.](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-17-320.jpg)
![35ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICA
34 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
Introducción
La industria de las telecomunicaciones está experimentan-
do una gran revolución y el catalizador de este cambio son
los nuevos modelos de negocio y las tecnologías de Inter-
net. El acceso ubicuo a servicios de voz, datos, video, mul-
timedia, juegos, entretenimiento, etc, basados en IP, está
conduciendo a la convergencia de industrias, servicios, re-
des y modelos de negocio.
La seguridad es un factor clave en las redes, por lo que es
uno de los requisitos básicos a cumplir para el buen funcio-
namiento de las mismas. Con el desarrollo de las Tecno-
logías de la Información y las Comunicaciones (TIC), los
teléfonos inteligentes ―smartphones―, la convergencia de
servicios, la seguridad de la red IMS afronta muchas ame-
nazas y retos. [3]
El motivo de esta investigación está encaminado a analizar
las arquitecturas IMS y SDN basada en el protocolo Open-
Flow; identificar las principales medidas para garantizar la
seguridad en IMS; así como identificar algunos beneficios
que desde el punto de vista de la seguridad pueden ser utili-
zados mediante la colaboración entre las dos arquitecturas.
Medidas para garantizar la seguridad en redes IMS
El subsistema multimedia IP (IMS) para defenderse uti-
liza políticas de seguridad rigurosas y así prevenir ata-
ques a la red. Con el objetivo de evitar agresiones a los
elementos de la red en IMS se utilizan los controladores
de borde de sesión (SBC). Los SBC ―Session Border
Controller― usualmente se despliegan en la frontera de
red IP para controlar las sesiones de audio, datos y video.
Estas arquitecturas también se utilizan para esconder la
topología de la red y para garantizar que las sesiones
VoIP solamente se realicen contra los controladores au-
torizados. Las principales medidas que deben ser adop-
tadas son las siguientes:
División por zonas de seguridad
Según los principios de división por zona de seguridad defi-
nidos en ITU E.408, la red IMS está dividida en las siguien-
tes áreas lógicas:
• Tipo entidad de red (NE)
• Objetivos de seguridad
• Políticas de seguridad
Las subredes o los dispositivos que comparten los reque-
rimientos de seguridad tienen estrechas relaciones de con-
fianza y por tanto requieren iguales o similares políticas de
control de acceso. Cada área lógica pertenecerá a una zona
segura o de confianza, no segura o desmilitarizada.
COLABORACIÓN DE
IMS Y SDN-OPENFLOW
Una arquitectura para mitigar problemas de
seguridad en redes futuras
Por: Ing. Yanko Antonio Marín Muro, Especialista de la Unidad de Control de la
Dirección Territorial de Sancti Spíritus (DTSS), ETECSA; DrC. Ing. Félix
Florentino Álvarez Paliza, Profesor Titular, Jefe de la disciplina de Sistemas de
Telecomunicaciones, ISPJAE; Ing. Abel A. López Carbonell, Especialista principal del
Departamento de Control de la División de Servicios Fijos (DVSF), ETECSA.
yanko.marin@etecsa.cu; fapaliza@uclv.edu.cu; abel.lopez@etecsa.cu
RESUMEN
IMS es una arquitectura basada en el protocolo SIP que sirve como una infraestructura para el control de llamadas,
sesiones y servicios en redes futuras. El Subsistema Multimedia IP (IMS) es una arquitectura de control para las redes
de próxima generación (NGN). Se espera que esta arquitectura de red proporcionará nuevos servicios multimedia
en entornos de redes convergentes. Las redes definidas por software (SDN) han surgido como un enfoque para fo-
mentar la innovación en la red a través de una mayor flexibilidad, capacidad de programación, gestión y rentabilidad.
En este trabajo se propone la colaboración de las arquitecturas IMS y SDN para mitigar problemas de seguridad en
redes futuras. Para ello se empleo una plataforma de código abierto como laboratorio de pruebas para la enseñanza,
el aprendizaje y la evaluación del desempeño de los principales elementos de esta arquitectura.
Palabras clave: IMS, IP Multimedia Subsystem, SDN, OpenFlow, Open IMS Core
ABSTRACT
IMS is a SIP protocol-based architecture deployed as an infrastructure for call, session and service management in futu-
re networks. IP Multimedia Subsystem (IMS) is a management architecture for next generation networks (NGN). It is
expected that this network architecture provides new multimedia services in scenarios of converged networks. Softwa-
re-defined networks (SDN) have emerged as an approach to promote network innovation comprising higher flexibility,
programming, management and profitability capacity.
This paper aims at proposing IMS and SDN architectures collaboration in order to mitigate security problems in future
networks. To do so, an open-source platform as a testing lab is deployed for teaching, learning and performance assess-
ment of the main elements of this architecture.
Key words: IMS, IP Multimedia Subsystem, SDN, OpenFlow Open IMS Core
TÉCNICA](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-18-320.jpg)
![36 37ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
Figura 2. Laboratorio de pruebas. Dominio ims-lab.cu. Fuente: Elaboración propia.
rentabilidad. En las SDN se separa la lógica de control de
los routers y switch de la conmutación de tramas y paque-
tes. Con esta separación los routers se convierten en dis-
positivos simples especializados en el reenvío de tramas y
paquetes. [4], [5]
La seguridad de la red es una parte notable de la seguri-
dad cibernética y está ganando atención constantemente.
Las prácticas tradicionales relacionadas con la seguridad de
red se implementan desplegando firewalls, SBC, servidores
proxy para proteger una red física. [6]
En este aspecto, SDN ofrece una plataforma conveniente
para centralizar, combinar y controlar las políticas y con-
figuraciones para asegurarse de que la implementación
cumple con la protección requerida. De esta manera de una
forma proactiva se evitan brechas de seguridad [7]. Por otra
parte, SDN proporciona mejores métodos para detectar
y defenderse de ataques de forma reactiva. Debido a que
SDN tiene la capacidad de recopilar estado de la red, se
pueden analizar los patrones de tráfico en busca de amena-
zas de seguridad potenciales. Los ataques, como ataques de
ráfaga de baja velocidad y distribuidos de denegación de
servicio (DDoS), se pueden detectar simplemente mediante
el análisis de patrones de tráfico. [5]
Al mismo tiempo, SDN proporciona un control programático
sobre los flujos de tráfico. En consecuencia, el tráfico de inte-
rés puede ser dirigido explícitamente a Sistemas Prevención
de Sistemas Intrusos (IPSs) para los sistemas de Inspección
Profunda de Paquetes (DPI). Si estos sistemas detectan ata-
ques, la SDN puede instalar reglas de reenvío de paquetes
a los dispositivos de conmutación para bloquear el tráfico
malicioso cuando esté entrando o propagando por la red. [8]
El control centralizado de SDN permite poner en cuarente-
na dinámica a los host atacantes y obligarlos a pasar por un
nuevo proceso de autenticación. Por último, SDN es más
capaz de proporcionar un control directo y preciso sobre las
redes, y le da la oportunidad de poner en práctica nuevas
estrategias de protección de la seguridad. [8]
Al analizar las potencialidades relativas a las aplicaciones
de calidad de servicios, balance de carga y seguridad de las
redes SDN que fueron abordadas muy brevemente, es evidente
que la arquitectura IMS debe colaborar con la arquitectura
SDN para que los elementos que las componen puedan en
tiempo real realimentarse como por ejemplo de situaciones
de seguridad en toda la red. Los dispositivos conmutadores de
paquetes de la red deben soportar Openflow que es el protocolo
estándar entre la capa de infraestructura y la de control. Bajo
Figura 1. FOKUS OPEN IMS CORE. Fuente: Open IMS FOKUS.
Segregación de los servicios
Para asegurar la transmisión de datos entre las zonas de
seguridad, en IMS se adopta el principio de segregar los
servicios. Con esta política de seguridad se garantiza que
un servicio no pueda afectar a otro. Estas políticas utili-
zan las tecnologías de redes de área local virtual (VLAN)
y redes privadas virtuales (VPN) para aislar los flujos de
datos de diferentes zonas. Mediante la segregación de los
servicios, la red IMS puede funcionar de una forma más
estable y segura.
Codificación IPSec
IMS utiliza una red portadora dedicada para la transmisión
IP y que generalmente es segura. Sin embargo, en algunos
escenarios pueden existir algunos riesgos y tal es el caso de
cuando se transmiten datos entre dos redes IMS. Para evitar
los riesgos de seguridad en este tipo de entornos, la tecnolo-
gía IPsec ―IP security― puede ser utilizada para codificar
la información sobre esta red.
Medidas de seguridad en el plano de control
En el plano de control se deben proteger la topología de la
red, cuentas, claves, información personal y autentificación
de los usuarios. En IMS la protección contra usuarios no
autorizados se garantiza con los mecanismos de autentifica-
ción. La protección contra la divulgación de la topología de
la red es una de las medidas de seguridad más importantes
que no pueden omitirse en el diseño de un sistema.
Campo de pruebas IMS
En este trabajo proponemos la implementación de un cam-
po de pruebas de IMS sobre el sistema operativo Debian 7
Wheezy que ayudará a los investigadores a crear su propio
núcleo IMS con el objetivo de estudiar los protocolos de
estas redes; así como evaluar el comportamiento de las mis-
mas ante los diferentes tipos de ataques que fueron presen-
tados anteriormente. Conocer la naturaleza de cada uno de
los ataques permitirá crear implementaciones de redes más
seguras en cualquier nivel de la red de telecomunicaciones.
Para ello utilizamos la plataforma Open IMS Core que es
una implementación de código abierto del núcleo de una
red IMS, y que consiste de un P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF,
y un HSS (Figura 1). Open Source IMS Core System es
un sistema multimedia IP para pruebas desarrollado por el
Instituto Fraunhofer Fokus y no está concebida para apli-
caciones comerciales. El subsistema creado por FOKUS
es un entorno ideal para desarrolladores que desean crear
aplicaciones y servicios basados en IMS. Los componentes
del CORE IMS de FOKUS están basados en el software de
código abierto SIP Express Router (SER). En esta etapa ini-
cial de la investigación fue instalado Open IMS Core en un
servidor Debian 7 Wheezy y se configuraron cada uno de
los nodos IMS para trabajar localmente el propio servidor.
En la segunda etapa de la investigación, se instalará cada
nodo en un servidor diferente para aumentar el rendimiento
del núcleo de IMS y disminuir el tiempo de respuesta de la
red. En la Figura 2, se puede observar el topológico de la
prueba de campo propuesta. Después de configurado el nú-
cleo de IMS se procederá a instalar un cliente IMS en las
PC1 y PC2. SP1 y SP2 serán dos teléfonos SIP MITEL 5212.
Los ordenadores WF1 y WF2 accederán a la red vía WiFi
y tendrán instalado clientes IMS. Los teléfonos inteligentes
555555 y 888888 accederán a la red vía WiFi utilizando la
aplicación IMSDROID.
En la tercera etapa de la investigación, se instalará el núcleo
de IMS en la plataforma de virtualización PROXMOX con
el objetivo de incrementar el rendimiento de la red. Para
lograr lo anterior se crean máquinas virtuales realizando
funciones específicas de P-CSCF, S-CSCF. Al incrementar
la cantidad de nodos del núcleo de la red se garantiza un
incremento de la capacidad de procesamiento de sesiones
así como la mejora de la fiabilidad del sistema ante el fallo
de algún nodo.
Colaboración de IMS y SDN-OpenFlow.
Una arquitectura para mitigar problemas
de seguridad en redes futuras
Las Redes Definidas por Software (SDN) ―Software De-
fined Network― se presentan como un nuevo paradigma
de red que tiene el objetivo de solucionar los problemas de
complejidad, escalabilidad y dependencia de proveedores
de las redes actuales. Las SDN han surgido como un enfo-
que para fomentar la innovación en la red a través de una
mayor flexibilidad, capacidad de programación, gestión y
HSS: 192.168.8.181
hss@ims-lab.cu
P-CSCF: 192. 168.8.182
pcscf@ims-lab.cu
I-CSCF: 192. 168.8.183
icscf@ims-lab.cu
S-CSCF: 192. 168.8.184
scscf@ims-lab.cu
LEYENDA
Señalización
Señalización + Datos
de Usuario](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-19-320.jpg)
![38 39ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
Conclusiones
Para implementar redes que satisfagan los requerimien-
tos de los usuarios de aquí en adelante, se hace necesario
un cambio en la concepción de las arquitecturas de te-
lecomunicaciones actuales. IMS llegó para cumplir con
el sueño de las redes completamente IP, convergencia
fijo-móvil e Internet, así como para resolver los proble-
mas de calidad de servicio y seguridad de las redes an-
teriores. Como toda arquitectura, IMS posee sus propias
amenazas de seguridad y es por eso que en esta inves-
tigación fueron abordadas las principales medidas que
deben ser tomadas.
También se propone la implementación de un banco de
prueba que ayudará a los investigadores a crear su propio
núcleo IMS con el objetivo de estudiar los protocolos de
estas redes; así como evaluar el comportamiento de las
mismas ante diferentes tipos de ataques. Finalmente, se
propone la colaboración de las arquitecturas IMS y SDN
para mitigar problemas de seguridad en redes futuras.
Referencias bibliográficas
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Reliab., Vol. 64, No. 3, pp. 1086-1097, 2015.
(Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016)
Figura 3. Colaboración de IMS, SDN basada en el protocolo OpenFlow. Fuente: Elaboración propia.
este escenario es necesario pensar en la integración de las dos
arquitecturas de forma tal que permita la creación de servicios
IMS novedosos mediante el intercambio de señalización entre
el control de IMS y aplicaciones de SDN. En redes donde el
servicio IMS no sea virtual se pueden sustituir los switch y
routerporequipamientosquesoportenelprotocoloOpenFlow.
De esta forma se puede realizar una migración de los servicios
IMS sin necesidad de cambiar el núcleo de la red.
Para el caso especial de la seguridad en IMS para mitigar
los ataques de denegación de servicio y paquetes mal for-
mados se propone la creación de una aplicación SDN espe-
cializada en este tipo de ataques (Figura 3). La aplicación
SDN podrá a partir de la información estadística que está
concebida en el propio protocolo OpenFlow chequear las
velocidades de señalización en múltiples puntos de la red,
aplicar reglas de denegación a usuarios maliciosos o trans-
ferir los datagramas a otras aplicaciones DPI antes de que
los mensajes SIP sean enviados al P-CSCF.
Para los ataques de lógica de servicio la aplicación SDN
puede emplear filtros para verificar que los mensajes SIP
cumplen con lo definido en los estándares de este protocolo.
Las aplicaciones SDN corren sobre servidores y platafor-
mas de virtualización que ante ataques y sobrecargas pue-
den auto ajustarse por ejemplo incrementando la cantidad
de memoria o de procesamiento sin necesidad de incremen-
tar hardware en el núcleo de la red IMS.
Criterios a tener en cuenta
en la arquitectura para mejorar
la seguridad de la red:
- Delegar las tareas a varios controladores SDN (en lugar de
un solo controlador)
- Separar en el controlador SDN las funciones de control de
las de monitoreo con el objetivo de evitar sobrecargas
- Desarrollar procedimientos a nivel de aplicación para dis-
tinguir entre ataques de alta y baja resolución
- Detectar ataques de alta resolución como el envenena-
miento ARP Cache (ARP Cache Poisoning), y ARP Spoo-
fing, que no pueden ser identificados sin tener acceso a to-
dos los paquetes entrantes de un dispositivo de red
- Detectar ataques de baja resolución como DoS, DDoS y
amplificación DNS, sin analizar 100% de los paquetes en-
trantes a un dispositivo
- Crear una API que permita la comunicación entre los ele-
mentos de control de la arquitectura IMS del 3GPP y las
aplicaciones de la arquitectura SDN para que exista colabo-
ración entre las dos arquitecturas
- Crear una API que permita la comunicación entre los
PRCF, PCEF de la arquitectura IMS y las aplicaciones en-
cargadas de garantizar la calidad del servicio (QoS) de la
arquitectura SDN
Business Applications
Network
Services
Network
Services
DPI + SEGURIDAD
APPLICATION
LAYER
CONTROL
LAYER
INFRESTRUCTURE
LAYER](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-20-320.jpg)
![41ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICA
40 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
Introducción
Las redes LTE son redes móviles consideradas de cuarta ge-
neración a partir de su release 10 (LTE-Advanced). Presen-
tan una mayor eficiencia espectral, mayores velocidades y
menor latencia que sus predecesoras 3G. La arquitectura de
radio LTE, conocida como EUTRAN ―Evolved Universal
Terrestrial Radio Access― es simple [1]. Está compuesta
por los UE ―User Equipment―, los eNB enhanced Node
B, las interfaces X2 entre los eNB y las interfaces S1 con los
nodos MME y S-GW del EPC ―Enhanced Packet Core―.
Los eNB son los encargados de manejar toda la interfaz de
radio del sistema. Ellos son los que realizan la asignación de
recursos de radio a los UE para que estos puedan transmi-
tir sus datos. Existen diversos mecanismos para realizar la
administración de los recursos de transmisión, guiados por
métricas diferentes. El operador debe escoger entre las exis-
tentes la que se adecue más a sus necesidades.
Las redes LTE tienen un factor de reutilización de frecuen-
cias 1, por lo que disminuir la interferencia es muy impor-
tante para mejorar el desempeño del sistema. Las técnicas
de reutilización fraccional de frecuencias son mecanismos
de coordinación de interferencias interceldas utilizadas para
minimizar las interferencias entre las transmisiones de las
celdas vecinas. No obstante, existen muchas variantes de
reutilización fraccional de frecuencias a disposición del
operador. La elección de la técnica óptima para mejorar el
desempeño de la red es un dilema a resolver por el operador.
En el presente trabajo se realizan simulaciones de parejas
de técnicas de asignación de recursos de radio y de coordi-
nación de interferencias interceldas para brindar recomen-
daciones acerca de cuáles de ellas proporcionan el mayor
throughput al sistema.
Por: Ing. Yenkell Lliteras Cebada, Especialista C en
Telemática, Centro de Gestión Regional Móvil, Dirección
Territorial Camagüey (DTCM), ETECSA; MSc. Carlos
Alberto Rodríguez López, Profesor Titular
Universidad Central de Las Villas.
yenkell.lliteras@etecsa.cu; crodrigz@uclv.edu.cu
RESUMEN
La elección de los mecanismos de asignación de recursos de radio y de coordinación de interferencia interceldas a utilizar
en las redes LTE tiene un gran impacto en la transmisión de datos del sistema. Existen múltiples combinaciones de estas
técnicas a utilizar por los operadores en sus redes con diferentes resultados. En el trabajo se simulan varias parejas de estos
mecanismos en un escenario para evaluar su desempeño. Finalmente se recomienda el uso de las parejas de mecanismos
que logran los mayores valores de throughput.
Palabras clave: Asignación de recursos de radio, Bloque de recursos, Coordinación de interferencias interceldas,
Reutilización fraccional de frecuencias
ABSTRACT
The choice of radio resources allocation and inter-cell interference coordination techniques to be used on LTE networks
has a great impact on system’s data transmission. There are several combinations of these techniques that operators
may use on the networks with different results. In this paper several pairs of techniques are simulated in a scenario for
assessing their performance. Finally, the use of pairs of techniques for achieving higher throughput rates is recommended.
Key words: radio resources allocation, resource block, inter-cell interference coordination, frequency fractional reuse
ASIGNACIÓN
DE RECURSOS DE RADIO
Y COORDINACIÓN
DE INTERFERENCIAS
INTERCELDAS
EN REDES LTE
TÉCNICA](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-21-320.jpg)
![42 43ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
común a todas las celdas y otra exterior para los UE del
borde. Los UE del centro pueden utilizar todas las sub-ban-
das, incluyendo las pertenecientes a los bordes de las demás
celdas, pero lo hacen transmitiendo a baja potencia. [5]
• Reutilización fraccional mejorada de frecuencias (EFFR):
divide la banda de frecuencias en sub-bandas que se encuen-
tran distribuidas entre las celdas vecinas [6]. Las sub-ban-
das de cada celda se dividen en una parte de reutilización
1 y otra parte de reutilización 3. La parte de reutilización 1
puede ser aprovechada por todas las celdas y la parte de re-
utilización 3 puede usarse nuevamente, pero solo por celdas
en un esquema 3x1.
Técnicas y Mecanismos
Las técnicas de asignación de recursos de radio distribuyen
los bloques de recursos (RB) disponibles para la transmi-
sión según determinadas métricas. Estas pueden basarse en
el estado del canal de comunicaciones en un instante dado,
en reglas matemáticas y en la calidad del servicio, entre
otros parámetros. [7]
• Mecanismo Round Robin (RR): divide los RB disponi-
bles entre la cantidad de pedidos de transmisión de los UE
conformando una cola circular [8]. Si la cantidad de RB es
suficiente como para servir a los UE que demandan recursos
se distribuyen entre estos equitativamente. Si los recursos
no fueran suficientes para brindar a cada uno de los UE la
posibilidad de transmitir en el TTI, se formará una cola en la
que los primeros en entrar serán los primeros en salir.
• Planificador Maximum Throughput en el dominio de la
frecuencia (FDMT): asigna el RB al UE que tenga las me-
jores condiciones de propagación según el indicador de ca-
lidad de canal (CQI) de la sub-banda enviado por el UE al
eNB [9]. En el dominio del tiempo (TDMT) le asigna al
UE que pueda alcanzar la mayor tasa de transmisión todos
los RB del TTI, calculados según el indicador de calidad de
canal global de toda la banda.
• Blind Equal Throughput: se enfoca en lograr que todos los
UE tengan el mismo throughput. En el dominio de la frecuen-
cia (FDBET) calcula el inverso del throughput acumulado
dentro de un rango de tiempo de todos los UE [10].Al UE que
tenga la mayor métrica y por ende el menor throughput acu-
mulado se le asignará un RB y se volverá a calcular la métrica
esta vez añadiendo la transmisión del RB otorgado.
• Mecanismo de Proportional Fair (PF): utiliza el throu-
ghput pasado del UE como un peso del throughput esperado
de forma tal que los usuarios que experimentaron un menor
throughput anteriormente sean servidos con prioridad. [11]
Simulación
Los mecanismos de asignación de recursos de radio y de re-
utilización de frecuencias descritos anteriormente son simu-
lados en el simulador de eventos discretos ns-3. El escenario
recreado consta de tres eNB separados a 1km de distancia
entre ellos. Cada eNB consta de una celda omnidireccional
y tiene alrededor de 16 UE distribuidos en forma de cuadrí-
cula con una separación en el eje x de 250 metros y en el eje
y de 200 metros. En la Tabla 1 se muestran los parámetros
de las simulaciones.
Tiempo simulación 100 segundos
Portadora EPS GBR_CONV_VIDEO
Ancho banda 25RB (5MHz)
Potencia eNB 30 dBm
Potencia UEs 10 dBm
Altura eNB 7 m
Altura UE 1,5 m
Figura de ruido eNB 5 dB
Figura de ruido UE 9 dB
Modelo de propagación Friis
Tabla 1. Características de las simulaciones.
Fuente: Elaboración propia.
Los resultados de las simulaciones fueron procesados usan-
do el software Matlab R2014a.
Simulando RR con todas las técnicas de reutilización frac-
cional de frecuencias, se observa que con HFR y FFR se
obtiene el mayor throughput, como se puede apreciar en la
figura 1, en la función de distribución acumulada (CDF) del
throughput alcanzado por los UE en la celda 1.
FFR es la técnica que brinda todos los RB al sistema para
su asignación, por lo que de ser posible la transmisión en
un ambiente con bajos niveles de ruido brinda la mayor
Figura 1. CDF de throughput de UEs en celda 1 con RR.
Fuente: Elaboración propia.
• Reutilización estricta de frecuencias (STFR): mezcla entre
FFR y HFR. El espectro se divide entre una sub-banda co-
mún para el centro de las celdas donde se aplicará FFR y una
cantidad de sub-bandas que se utilizarán en cada uno de los
bordes de las celdas y en las que se aplicará HFR. En total se
requiere dividir el espectro en N+1 sub-bandas. [3]
• Reutilización blanda de frecuencias (SFR): divide el ancho
de banda de la celda en N sub-bandas. En la variante 1 (SFR1)
cada celda utiliza una sub-banda para las transmisiones en
la zona del borde de la celda y el resto de las sub-bandas
para la zona central [4]. En la variante 2 de SFR (SFR2)
los usuarios del centro de la celda no tienen acceso a la
sub-banda externa.
• Reutilización blanda fraccional de frecuencias (SFFR):
divide el ancho de banda disponible en N+1 sub-bandas.
Las sub-bandas se dividen en una zona central, una media
Tipos de reutilización de frecuencia
• Reutilización fraccional de frecuencias: familia de técni-
cas de coordinación de interferencias interceldas utilizada en
redes LTE. Consiste en la división del espectro electromag-
nético en bandas de frecuencias que se asignan entre los eNB
vecinos de forma tal que no se interfieran las transmisiones.
Las bandas pueden dividir el eNB en diferentes áreas inte-
riores o exteriores [2], provocando que los UE más cercanos
al eNB transmitan en bandas distintas a las de los UE más
alejados del eNB.
• Reutilización total de frecuencias (FFR): transmite en
toda la banda de frecuencia por todos los eNB. La técnica
de reutilización dura de frecuencias (HFR) divide el es-
pectro en determinadas sub-bandas de frecuencia y cada
celda transmite solamente en la sub-banda de frecuencia
asignada a ella.](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-22-320.jpg)
![44 45ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
Conclusiones
En el trabajo se han realizado simulaciones de varias técnicas
de asignación de recursos de radio y de coordinación de in-
terferencias interceldas con el propósito de brindar recomen-
daciones a los operadores en el momento de utilizar la me-
(Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016)
Referencias bibliográficas
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jor pareja de mecanismos de forma tal que se logre el mayor
throughput en el sistema. Se recomienda el uso de HFR o FFR
en caso de utilizar FDMT, TDMT, RR y FDBET en la red. Si
se utiliza PF se recomienda el uso de EFFR o SFFR.
Como se puede apreciar en la figura 4, FDBET logra los
mayores valores de throughput con HFR y FFR.
En las simulaciones PF combinada con EFFR y SFFR lo-
gran los mayores valores de throughput (Figura 5).
La segmentación del espacio lograda por SFFR en tres zo-
nas dentro de la celda, a diferencia del resto de las técnicas
que lo hacen en una o dos zonas posibilita el aumento del
SINR y del throughput en la celda.
El diseño de EFFR permite escoger los mejores RB que se
pueden asignar entre todos los disponibles, de forma tal que
asigna los de mayor SINR de toda la banda, garantizando
alcanzar mejores esquemas de modulación y codificación,
aumentando el throughput.
Figura 5. CDF de throughput de UEs en celda 1 con PF. Fuente:
Elaboración propia.
cantidad de recursos para transmitir y por ende, en ese caso
posibilita obtener un throughput elevado.
En el caso de HFR limita la interferencia al segmentar total-
mente el ancho de banda del sistema, de forma que posibilita
alcanzar mayor SINR y mejores esquemas de modulación y
codificación, aumentando el throughput.
En el caso de FDMT se observa que con HFR y FFR se ob-
tiene el mayor throughput, como se puede apreciar en la fi-
gura 2, en la función de distribución acumulada (CDF) del
throughput alcanzado por los UE en la celda 1.
Con TDMT se puede observar en la figura 3 que HFR y FFR
obtienen el mayor throughput dentro de las técnicas de reuti-
lización de frecuencias.
Figura 2. CDF de throughput de UEs en celda 1 con FDMT.
Fuente: Elaboración propia.
Figura 3. CDF de throughput de UEs en celda 1 con TDMT.
Fuente: Elaboración propia.
Figura 4. CDF de throughput de UEs en celda 1 con FDBET.
Fuente: Elaboración propia.](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-23-320.jpg)
![47ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICA
46 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
LAC 33 (GSM)
& 333 (UMTS)
LAC 331 (GSM)
& 332 (UMTS)
Figura 1. Proceso de optimización. Premisas.
Fuente: Elaboración propia.
Introducción
La red móvil en Cuba ha priorizado los servicios de voz y,
además, la disponibilidad de la mayor capacidad posible
para los servicios de datos. En este sentido, se aprecia un
incremento importante de recursos EDGE y un despliegue
discreto, en el número de radio bases de tercera generación,
Nodos B.
La experiencia adquirida en la operación de redes de acceso
móviles (TDMA & GSM) aplica también ahora al nuevo es-
cenario GU donde interactúan GSM y UMTS.
El reto mayor es mantener los indicadores de calidad cuando
el escenario cambia constantemente en el número de usua-
rios y en los servicios ofrecidos. En este sentido, conviene
partir de dos premisas:
- la red móvil es un sistema que cambia constantemente.
- la optimización es una tarea siempre incompleta. (Figura 1)
La interacción de las diferentes áreas es de suma importan-
cia, por lo que una visión de proceso facilita el trabajo y po-
tencia el sistema.
Las acciones de optimización deben atender al compromiso
entre la capacidad del sistema y la cobertura del mismo [1],
[2]. Ambos aspectos redundan en satisfacción del cliente y
se potencian individualmente en detrimento del otro. Abor-
darlos simultáneamente puede elevar los costos de manera
importante. (Figura 1)
Optimización GU
La red móvil en el territorio de Ciego de Ávila ha experi-
mentado un importante y sostenido crecimiento en el núme-
ro de usuarios que no se ha acompañado en todo momento
con un crecimiento en los recursos de red, lo que ha origina-
do problemas de congestión.
Definir los escenarios de operación y las prioridades de
optimización fue objeto de este trabajo. En este punto es
conveniente tratar por separado, tanto como sea posible,
las redes de segunda y tercera generación. Es importante
destacar que si bien el principio de funcionamiento del sis-
tema es similar, existen significativas diferencias al interior
de cada arquitectura.
El análisis del desempeño a través de los indicadores de ca-
lidad (KPI) permite establecer las prioridades de trabajo. No
basta con cumplir determinados umbrales prestablecidos, los
desempeños más bajos siempre deben constituir objeto de
análisis y prioridades a la hora de optimizar. Otro aspecto
fundamental es el volumen de tráfico, el cual también esta-
blece prioridades, por el peso de cada desempeño individual
en el global del LAC —Location Area Code—.
OPERANDO UNA
RED GU. OPTIMIZACIÓN
Por: MSc. Ing. Maykel Molina Sotolongo, Especialista
C en Telemática, Departamento Servicios Móviles,
Dirección Territorial Ciego de Ávila (DTCA), ETECSA.
maykel.molina@cubacel.cu
RESUMEN
Este trabajo tiene como objetivo abordar un grupo de soluciones técnicas que permiten recuperar
los indicadores de calidad del servicio de la red móvil de ETECSA en Ciego de Ávila. Se documentan
aquellas, que a juicio del autor, resultan más novedosas y tienen un mayor impacto en la red. Se anali-
zan las recomendaciones de los proveedores en la implementación de cada funcionalidad y se ajustan
en cada caso a las especificidades del sistema. Además, se tiene como premisa que todo proceso de
este tipo está siempre incompleto dada la constante evolución del escenario, y elevar la percepción
de calidad del servicio de los usuarios es la principal motivación para acometer tareas en este sentido.
Palabras clave: Handover
ABSTRACT
This paper aims at dealing with a set of technical solutions that allow recovery of quality of service
indicators of the mobile network of ETECSA in Ciego de Ávila. According to the author´s point of
view, the latest technical solutions and having higher impacts on network are explained. Provider re-
commendations for implementing each functionality are analyzed, and system specifications in each
case are adjusted. Besides, we start from the premise that given the continuous development of the
scenario all process of this type is always incomplete and raising quality of service perception of users
is the main incentive for carrying out actions in this sense.
Key words: Handover
TÉCNICA
Proceso Costo](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-24-320.jpg)
![48 49ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
varios ajustes para lograr el funcionamiento deseado. La mayor
atenciónestuvodirigidaunavezmásalcontroldeloshandovers.
Aplicación del TRX priority
Otro caso significativo fue AMO9031, celda con volúmenes
significativos de tráfico y congestión, y decisiva en el desem-
peño global del LAC. En este caso se ejecutó una ampliación de
los recursos de radio hasta donde lo permitió el hardware nativo
del sector. Aunque la primera acción tuvo un impacto positivo
no resolvió del todo la congestión por lo que se procedió a es-
calar nuevamente los recursos de radio a partir de las reservas
del sistema de radiación de un sector adyacente (AMO9032), en
este punto se pasó a penalizar a partir de la prioridad del TRX
(AMO90325: TRX priority level 2). (Figura 5)
Datos/EDGE
Desde inicios de 2014, el tráfico de datos en la red móvil
creció de manera importante con la apertura del servicio de
correo Nauta, que superó ampliamente al tradicional servicio
de mensajería multimedia (MMS) en la solicitud de recursos.
En la red de acceso este servicio no prioritario colapsó en
muchos casos la disponibilidad de recursos, contribuyendo al
deterioro del desempeño a través de eventos de congestión.
Se procedió entonces a dimensionar nuevamente la interfaz
Abis de la totalidad de radio bases del territorio para el nuevo
escenario con una importante cobertura EDGE.
Figura 5. Ampliación AMO9031. Estrategia. Fuente: Elaboración propia.
Un canal de datos PDTCH es mapeado en una ranura de
tiempo en la interfaz Abis denominada IdleTS. En EDGE
cada PDTCH puede ocupar hasta 4 ranuras de tiempo en el
Abis, en dependencia del esquema de codificación MCS1-9,
ajustado por el sistema para la conexión. [4], [5], [6]
Este trabajo arrojó que un importante número de celdas del
LAC no contaban en su interfazAbis con el número suficiente
deIdleTSparabrindarlamayorrazóndetransferenciadedatos,
esta situación además incidía en la disponibilidad de recursos
al retardar la liberación de los mismos una vez alcanzados. Se
tuvo como criterio concebir el dimensionamiento para una
disponibilidad de 50% de los canales de tráfico. Finalmente, se
amplió el Abis en todas las celdas en cuestión y el nuevo flujo
se destinó íntegramente a datos.
BCCH extendido
Otra acción con repercusión positiva en los servicios de voz
y datos fue analizar los paging descartados en las celdas del
territorio, de esta forma se determinó en cuáles era conve-
niente extender el BCCH. La estrategia en este primer mo-
mento, dado el limitado desarrollo de los servicios de datos
fue contraria a la recomendación de los proveedores para
redes de voz y datos CS/PS [5] [6] y la ampliación se realizó
de manera combinada para ambos servicios. Esta situación
exige un monitoreo continuo para atender, en cuanto el esce-
nario lo requiera, de manera dedicada cada servicio.
Conclusiones
Se realiza un diagnóstico de la red de acceso móvil en el
territorio, el cual posibilita identificar un número de celdas
con problemas de desempeño. Estas celdas constituyen
prioridades a la hora de realizar un amplio trabajo de op-
timización que logra revertir la degradación de los indica-
dores de calidad de manera individual y global en el LAC,
seleccionando y aplicando en cada caso soluciones téc-
nicas óptimas que tienen en cuenta las recomendaciones
de los proveedores y que al mismo tiempo se ajustan a
un escenario real con características propias. Este traba-
jo presenta resultados parciales de un proceso complejo y
siempre incompleto.
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[5] Huawei. “BSC6900 GU Product Documentation”. Huawei Technologies, 2011.
[6] Huawei. “SGSN9810 Product Documentation”. Huawei Technologies, 2011.
(Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016)
Figura 2. Redefinición de los LAC del territorio.
Fuente: Elaboración propia.
Figura 4. Celdas concéntricas AFR9023. Fuente: Elaboración propia.
Figura 3. Implementación multicapas. Fuente: Elaboración propia.
El estudio realizado arrojó las celdas que constituyeron prio-
ridades a la hora de optimizar y por otro lado, dado el desa-
rrollo de la red, la necesidad de reconfigurarla para categori-
zar las celdas de acuerdo a su objetivo.
Área de localización
La expansión UMTS en el territorio ha estado sujeta a un
grupo de condicionamientos. En este sentido, se ha trabajado
para implementar el mejor escenario posible.
En un principio, la totalidad de las celdas GSM del territorio
estaban localizadas en el BSC de Camagüey y los nodos B
en el RNC de Jagüey. Este escenario, para la interoperabili-
dad GSM-UMTS, no es óptimo dado el alto tráfico de seña-
lización que genera para un importante número de elementos
de red (NE). La operación del sistema tampoco se beneficia
por la complejidad que presupone gestionar simultáneamen-
te diferentes NE. Se adoptó como solución parcial, atendien-
do al despliegue tecnológico alcanzado, una reubicación de
las celdas GSM de la cayería hacia el BSC de Jagüey.
En este punto, el trabajo se dirigió a lograr una redefinición
de los LAC que, basada en las especificidades del territorio,
optimizara la interoperabilidad de las tecnologías. (Figura 2)
Escenario multicapas
Los dos mayores núcleos urbanos del territorio, las ciudades
de Ciego de Ávila y Morón, aportan el mayor tráfico y por lo
tanto, las celdas que servician estas áreas son decisivas en el
desempeño global. Esta realidad ha condicionado, luego de un
despliegue inicial que pretendió cubrir la mayoría del territorio,
que las nuevas inversiones sean ejecutadas en estas ciudades.
El escenario actual, caracterizado por un importante núme-
ro de celdas, permitió introducir capas, celdas macro (som-
brillas) y microceldas en estos escenarios. Así se optimizó
el funcionamiento de la red y quedó la misma en mejores
condiciones para asumir ampliaciones futuras de sitios en
operación y la ejecución de nuevas inversiones. (Figura 3)
Se concibió el sistema para que optimizara el modo "ocupado"
de los terminales aunque la práctica confirmaría luego que el
modo "inactivo" puede también generar pobres desempeños.
Los parámetros de control de handovers son fundamentales
en el correcto funcionamiento del nuevo escenario [1]. Estos
deben ser reajustados a través de un proceso iterativo has-
ta lograr el funcionamiento deseado
que garantice la permanencia de los
subscriptores en las celdas macro,
reduciendo de manera considerable
estos eventos.
Celdas concéntricas: entre las prio-
ridades a optimizar definidas, desta-
ca AFR9023, una celda con un siste-
ma de radiación a gran altura y que
cubre múltiples comunidades rura-
les. Esta celda presentaba problemas
de congestión importantes.
Se seleccionó como solución inme-
diata, realizar una ampliación en la
celda basada en un nuevo sistema de
radiación y luego reconfigurar el si-
tio con celdas concéntricas.
Se destinaron los recursos de radio nativos (AFR90230&1) a
atender el tráfico marginal de la zona (Underlay) y se destinó el
nuevo sistema de radiación (AFR90232&3) al grueso del trá-
fico (Overlay) [3]. Los resultados fueron favorables al resolver
la congestión y recuperar los KPI de la celda. (Figura 4)
Aunque estas configuraciones respetaron los valores por defecto
y demás recomendaciones de los proveedores, se realizaron](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-25-320.jpg)
![51ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICA
50 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
Introducción
Un diseño óptimo y una antena integrada no solo permiten
una conexión confiable de los terminales de comunicaciones
personales inalámbricas independientemente de la orienta-
ción, sino que ayudan a prever un consumo excesivo de la
batería mejorando la eficiencia. Como la unidad normal-
mente opera en una región cercana al usuario, es necesario
entender y tener en cuenta la interacción mutua entre la ante-
na y el cuerpo humano. La implementación de la antena re-
presenta un proceso cíclico donde intervienen cuatro etapas
[1] y se detiene cuando el diseño alcanza los requerimientos
esperados. En el presente trabajo, solo se tendrá en cuenta la
etapa del diseño de antena y la evaluación de la interacción
de la antena y el usuario.
Estudios han revelado que más de 90% de los teléfonos
móviles en el mercado presentan dos tipologías de antena
fundamentales: antenas monopolos (estructuras abiertas) y
antenas PIFA —Planar Inverted F Antenna— (estructuras
cerradas) [2]. Estas comúnmente son internas a los dispositi-
vos. La mayoría de los fabricantes han adoptado confinar la
antena dentro del dispositivo, fundamentalmente por razo-
nes mecánicas y estéticas, así como por ser menos propensas
a dañarse. Estas son básicamente soluciones basadas en con-
figuraciones de antenas planas. Como es conveniente poseer
un dispositivo móvil que pueda operar en diversas bandas
de frecuencia, es común encontrar antenas PIFA que tengan
comportamiento multibanda. Existen diversas maneras de
lograr que esta trabaje en más de una banda de trabajo [3-7]
como la técnica de insertar ranuras en el parche radiador.
Con el objetivo de realizar evaluaciones del impacto de
la radiación de las antenas de dispositivos móviles en
los usuarios, se han desarrollado diversos modelos para
simular la composición del tejido humano. Sin embargo,
el equipamiento de prueba es costoso, por lo que resulta
conveniente realizar estas pruebas de manera simulada
empleando softwares.
Existen en la bibliografía internacional consultada diversos
artículos que evalúan el impacto de las antenas diseñadas
sobre distintos modelos, construyéndose uno de mano
[3], o empleando el CST MICROWAVE STUDIO (CST
MWS) mediante un SAM —Specific Anthropomorphic
Mannequin— [5], [6] para evaluar el SAR. Sin embargo,
a pesar del interés que se le ha dado al diseño de antenas
en la bibliografía nacional, no se encuentra abundante
información sobre el tema de la evaluación del SAR. Por lo
antes expuesto, se considera necesario realizar evaluaciones
al impacto del SAR a los dispositivos móviles que se puedan
diseñar o comprar para ser empleados en la sociedad.
Siguiendo esa necesidad, en el presente trabajo, se presenta
RESUMEN
Por la cercanía en que operan los dispositivos con respecto al usuario es necesario controlar la radiación
hacia este. Uno de los parámetros empleados para evaluar la radiación absorbida por el tejido biológico
del usuario es el parámetro SAR —Specific Absorption Rate— el cual se encuentra regulado por normas
internacionales y nacionales. Por este motivo en el presente trabajo se evalúa de manera simulada el im-
pacto de la radicación de una antena PIFA que opera en las bandas GSM 900 y 1800, en un modelo SAM
—Specific Anthropomorphic Mannequin— de cabeza y mano empleando el software CST MICROWAVE
STUDIO. Como resultados se obtiene la distribución de SAR para 1 g de tejido biológico en los modelos
analizados, y se evalúa el impacto de la colocación de los modelos de cabeza y usuario cerca del terminal.
ABSTRACT
Due to the proximity of equipment performance in relation to users, it is required radiation towards the latter.
One of the parameters used to assess radiation assimilated by the user´s biological tissue is the SAR parameter
—Specific Absorption Rate— regulated by international and national standards. For this reason, this paper
assesses, in a simulated manner, the PIFA antenna radiation impact operating in GSM 900 and 1800 bands, in
a SAM model —Specific Anthropomorphic Mannequin— head and hand using the software CST MICROWAVE
STUDIO. As a result, SAR distribution for 1 g of biological tissue in models analyzed is obtained; the impact of
head model allocation and user near equipment is assessed.
Key words: radiation, PIFA, antenna for mobile equipment, SAR assessment
Por: MSc. Domingo Pimienta del Valle; Dr. Raidel Lagar Pérez; Ing. Maura Padrón Cruz,
Universidad de Pinar del Río “Hermanos Saíz Montes de Oca”;
Ing. Lester M. Bustio Canals, Especialista de la Empresa Copextel de Pinar del Río.
domipimientav@gmail.com; lagar@upr.edu.cu;
mauratkm@gmail.com; lester@pr.copextel.com.cu
EVALUACIÓN DEL SAR
PROVOCADO POR UNA
ANTENA PIFA PARA
DISPOSITIVOS MÓVILES
Palabras clave: radiación, PIFA, antena para dispositivos móviles, evaluación del SAR
TÉCNICA](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-26-320.jpg)
![52 53ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
la frecuencia inferior, y reducciones al tamaño del parche
interior (reducción horizontal) para ajustar la frecuencia su-
perior, como se muestra en la figura 1c.
Los ajustes finos a la estructura se realizarán mediante re-
ducciones al borde exterior (reducción vertical) para ajustar
la frecuencia inferior, y reducciones al tamaño del parche
interior (reducción horizontal) para ajustar la frecuencia su-
perior, como se muestra en la figura 1c.
En la figura 2 se muestra el coeficiente de reflexión (pará-
metro S11
) y el patrón de radiación de la antena diseñada. Se
toma como valor límite de ancho de banda el valor de S11
=-6
dB para dispositivos móviles [1]. Los principales paráme-
tros obtenidos se muestran en la tabla 2.
Razón de Absorción Específica (SAR)
Los campos electromagnéticos provocados por las corrien-
tes en la superficie y bordes de la antena se propagan cuando
las manos y la cabeza del usuario están cercanas a la estruc-
tura. Esta exposición a la radiación, si no se regula, puede
causar daños a la salud del usuario. Para antenas de disposi-
tivos de manos, localizados cercanos al tejido humano, una
porción de la potencia radiada por la antena es absorbida por
el tejido. La razón de absorción específica (SAR) se defi-
ne como la derivada en el tiempo de la energía incremental
(dW) absorbida por una masa incremental (dm) contenida
en un elemento de volumen (dV) de una densidad de masa
del tejido dada (ρ).
Siendo σ la conductividad del tejido, E es la amplitud total
del campo eléctrico (valor cuadrático medio), y J es el vec-
tor de densidad de corriente.
El SAR es un parámetro importante cuando se discute los
riesgos de saludo asociados con la absorción de la potencia
electromagnética. Organizaciones nacionales e internacio-
nales brindan estándares para el SAR máximo permitido
(valor máximo de la ecuación (2) para un promedio de masa
dada) producto a las antenas en los dispositivos móviles. El
estándar ANSI/IEEE C95.3-2002 RF Safety Guideline [9]
sugiere que el SAR total debe ser menor que 0,08 W/Kg
como promedio para un cuerpo entero, y no se debe exceder
de un valor máximo espacial de 1,6 W/kg, como promedio
sobre 1 g de tejido cualquiera (definido como volumen de
tejido en forma de cubo), excepto para las manos, muñe-
cas, pies, y tobillos donde el pico espacial de SAR no debe
exceder los 4 W/kg, como promedio sobre 10 g de tejido
cualquiera (definido como un volumen de tejido en la forma
de un cubo). En Cuba, la Resolución Número 8 del 2015
del Ministerio de Comunicaciones [10] referencia el valor
máximo de 1,6 W/kg para la Tasa de Absorción Específica
(TAE, denominación cubana del SAR) como promedio so-
bre 1 g de tejido, sin ir más allá.
Parámetro Valores (GSM 900) Valores (GSM 1800)
Ancho de banda 889-963 MHz(74 MHz) 1744-1883 MHz(139 MHz)
Ganancia/ Directividad Máximas 1,23 dB /2,34 dBi 3,98 dB /4,23 dBi
Impedancia de entrada (920 MHz) 58 -j·2,2 Ω (a 920 MHz) 45 -j·10,2 Ω (a 1800 MHz)
Tabla 2. Principales parámetros de las antenas PIFA. Fuente: Elaboración propia.
Figura 2. a) Vista de la antena PIFA con los modelos de cabeza y mano, b) Comparación de S11
según las diferentes configuraciones
PIFA-cabeza-mano. Fuente: Elaboración propia.
a) b)
(2)
Parámetro Valor (mm) Parámetro Valor (mm) Parámetro Valor
L 16 G2
2 (altura del pin) 7,58 mm
L1
8
(constante dieléc-
trica del FR-4)
4,3
(tangente de pér-
didas del FR-4 )
0,025
W1
34,2 (altura de aire) 6 Pin de cortocircuito
0,6 x 1mm
2
W2
44 (altura de FR-4) 1,58 Altura vertical total 8,215 mm
W3
26,7
hpt (altura del plano
tierra metálico)
0,6 (grosor del parche) 0,035
G1
1,5
de manera simulada la evaluación del impacto de la radiación
de una antena PIFA doble banda en un modelo SAM de
cabeza y mano. Primeramente, se presenta una antena PIFA
diseñada para operar las frecuencias del estándar GSM 900 y
1800. Posteriormente, se define el parámetro SAR empleado
frecuentemente en la evaluación del impacto de la radiación
en el usuario. Por último, se presentan los resultados simulados
obtenidos con el software CST MWS.
Consideraciones para la simulación
Obtención del comportamiento multibanda de la PIFA
Para obtener la doble frecuencia de resonancia se sigue el princi-
pio de diseñar dos estructuras por separado que aporten las fre-
cuencias de resonancias independientemente (realizar el diseño
de una PIFA para la banda GSM 900 y otro para la de GSM
1800)yluegointegrarlas.Mediantemodificacionesasusdimen-
siones es posible reajustar las frecuencias de resonancias. [6]
Los parámetros geométricos finales de la antena se muestran
en la tabla 1. Para obtener la estructura final de la figura 1 que
se muestra se partió de unir las dimensiones de un parche
diseñado para la frecuencia GSM 1800 y el GSM 900
manteniendo las posiciones del pin de cortocircuito y la
alimentación.
Para la obtención de los valores iniciales de los parches se
empleó la siguiente ecuación [8]:
donde (1)
Tabla 1. Parámetros geométricos de la antena PIFA. Fuente: Elaboración propia.
Figura 1. Configuración para la PIFA. a) vista frontal, b) vista en perspectiva, c) reducciones a la estructura para un ajuste fino
de las frecuencias. Fuente: Elaboración propia.
(1)
Donde L y W representan las dimensiones del parche, h la
altura del pin de cortocircuito, λ la longitud de onda y εreff
es la constante dieléctrica efectiva entre el aire y el sustrato
FR-4. Entre los dos parches se deja una separación con los
valores de la tabla 1, y se les une mediante 1 mm de cobre.
La separación entre el borde donde se encuentra el pin de
cortocircuito y la alimentación es de 4 mm.
Los ajustes finos a la estructura se realizarán mediante re-
ducciones al borde exterior (reducción vertical) para ajustar
a) b) c)
hc
h
tanä
hs
haire
år](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-27-320.jpg)
![54 55ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
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[10] MINCOM. “Resolución No. 8/2015”. La Habana, 2015.
Conclusiones
La antena presentada opera satisfactoriamente en las ban-
das GSM900 y 1800, y es el resultado del diseño de dos
estructuras independientes que luego son integradas y sin-
tonizadas. Al evaluar la interacción antena-modelos con el
software CST MWS, se observa que la introducción de la
mano es la que más influye en el funcionamiento de la an-
tena, al provocar una disminución marcada en la frecuencia
de la banda GSM 900, sin embargo en la segunda banda la
contribución es moderada, esto se debe a la composición del
modelo. Este mismo estudio se puede realizar en dispositi-
vos de las futuras redes 3G y 4G.
El parámetro SAR máximo no es excedido para la interacción
cabeza-antena, mientras que el parámetro SAR total es cum-
plido para la interacción antena con cabeza y manos. Además,
del patrón de radiación de la estructura se observa que este se
encuentra direccionado en sentido opuesto al modelo de cabe-
za del usuario, esto resulta conveniente, ya que esta es la zona
más sensible y por tanto necesaria a proteger en el usuario.
Los modelos empleados se consideran buenos para una apro-
ximación inicial. Sin embargo, si se desea realizar una evalua-
ción más profunda de la interacción de la antena con el usuario
es necesario emplear modelos más realistas y los demás com-
ponentes de un dispositivo móvil.
(Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016)
Resultados de la evaluación del SAR
Para realizar la evaluación del SAR se emplearán los mode-
los de cabeza y mano dados por el software CST MWS, con
las propiedades de la tabla 3.
Las potencias radiadas por la antena en cada banda se seleccio-
nan a partir de valores prácticos del estándar GSM [7], donde
se emplea una potencia de 24 dBm (0,25 W) para la frecuencia
de la banda GSM 900 y una potencia de 21 dBm (0,125 W)
para las bandas de frecuencias superiores. Esto se debe a que
las potencias máximas en que pueden transmitir los móviles en
el sistema GSM son de 2W a 900 MHz y de 1 W a 1800 MHz.
Sin embargo, como se emplea TDMA, la potencia promedio
es mucho menor (aproximadamente la octava parte: 0,25 W y
0,125 W respectivamente). La configuración de los modelos
y la antena se representa en la figura 1, existiendo una separa-
ción entre la cabeza y la antena de 16 mm.
Se realizaron tres experimentos para evaluar la interacción
entre la antena y los modelos: antena-cabeza, antena-mano,
y antena con cabeza y mano. En la figura 2b se muestra el
parámetro S11
para los tres experimentos simulados. Los re-
sultados de su evaluación SAR son los mostrados en la tabla
4, y su distribución se muestra en la figura 3a. Además, en
la figura 3b se muestran los patrones de radiación para la
antena interactuando con la cabeza y la mano.
Tabla 4. Parámetros SAR para un volumen de 1g de masa. Fuente: Elaboración propia.
a) b) c) d)
Figura 3. Distribución del SAR (1g) a) para 920 MHz y b) para 1800 MHz, y Patrón de radiación (directividad)
c) para 920 MHz y d) para 1800 MHz. Fuente: Elaboración propia.
Parámetro
cabeza mano cabeza
920 MHz 1800 MHz
εr
σ(s/m) ρ (kg/m3
) εr
σ(s/m) ρ (kg/m3
)
SAM 41,46 0,0016 1000 40 0,0016 1000
mano 20 1 1000 20 1 1000
Tabla 3. Modelos de cabeza y mano empleados con el software CST MWS. Fuente: Elaboración propia.](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-28-320.jpg)
![58 59ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
Figura 2. Diagrama de bloques del sistema de IVR. Fuente: Elaboración propia.
- Realizar un "ping"
- Reiniciar un servidor
- Correr políticas
- Reiniciar un servicio
- Detener un servicio
- Escanear puertos en una PC o servidor mediante "nmap"
Cada una de estas acciones se puede ejecutar desde un teléfono
fijo o celular y recibir por esta vía la respuesta correspondiente.
Desde la PSTN se accede al servidor Asterisk, el cual, a tra-
vés de las IVRs interactúa con el llamante y recoge la in-
formación necesaria para ejecutar las AGIs asociadas a la
acción que se seleccione. En un primer momento se solicita
al usuario que introduzca los datos para la autenticación, los
cuales son comprobados en una base de datos para dar ac-
ceso o no al sistema administrativo. Esto proporciona una
primera capa de seguridad. A partir de la autenticación, el
llamante debe seleccionar sobre qué servidor de la red va a
actuar y cuál es la acción que se va a realizar. Una vez que
la información está completa, Asterisk ejecuta las AGIs ne-
cesarias, elabora la respuesta e informa al usuario mediante
mensajes de voz, empleando la conexión ya establecida.
Arquitectura del sistema IVR
Asterisk es un servidor virtual, usando la tecnología VMware
ESXi 5.1, cuenta con 30 GB de disco duro y 1GB de RAM.
El número total de extensiones SIP declaradas asciende a 16,
en correspondencia con los troncos analógicos de la Media-
trix 1124 que están conectados a la TDA 200.
Para proveer el acceso al servicio desde la red conmutada de
abonados, se utiliza la pizarra TDA 200, instalada en el área
del telepunto de Santa Clara, de la cual se usaron 16 troncos
analógicos para enlazar con la Mediatrix 1124, que a su vez
está conectada a la red IP y hace la conversión de cada una
de las entradas analógicas en extensiones SIP del servidor
Asterisk.
Sistema IVR implementado en la DTVC
El Sistema IVR (Figura 2) consta de tres módulos, el de au-
tenticación, el de ejecución y el de registro de eventos. El
primero de ellos se encarga de la obtención de los datos del
llamante para la comprobación de los mismos en la base de
datos del sistema, así como de la asignación de privilegios
para el futuro encaminamiento de la llamada.
El segundo módulo acomete la ejecución de AGIs, donde
se encuentran programadas cada una de las posibles accio-
nes administrativas o de supervisión sobre los servidores del
centro de datos. Otra de las funciones de este bloque es la
generación de informes en formato de audio a partir de las
repuestas obtenidas de las AGIs implicadas. La herramienta
que posibilita esto último es Festival, la cual se basa en la
traducción de texto a voz.
Figura 1. Conexión de Asterisk con la PSTN. Fuente: Elaboración propia.
Ofrece un menú de alternativas posibles, y la persona elige
la opción deseada mediante el teclado numérico del teléfo-
no, de manera tal que se puede determinar el motivo de la
llamada. [1]
Dentro de las aplicaciones más complejas de las IVR se in-
cluyen las encuestas de voz, consultas de saldo de cuenta,
restablecimiento de contraseña, chequeo del estado de los
vuelos, seguimiento de paquetes, entre otros. La idea clave es
la de automatizar una tarea rutinaria y repetitiva que de otro
modo requeriría del tiempo y el esfuerzo de un empleado.
Asterisk incluye una gran cantidad de funciones que lo con-
vierten en una potente plataforma IVR: la reproducción de
audio y grabación, acceso a los servicios web y base de da-
tos y el reconocimiento de voz opcional. Varias aplicaciones
IVR se pueden construir utilizando el lenguaje del plan de
marcación, o a través de la Interfaz de Pasarela Asterisk co-
nocida por sus siglas en inglés como AGI, la cual posibilita
realizar acciones sobre otros sistemas. [2]
Estas facilidades que brindan las IVR de Asterisk han sido
aprovechadas en la DTVC para crear una herramienta que
permite realizar acciones sobre los servidores del centro de
datos pertenecientes a la Empresa.
Interfaz de Pasarela de Asterisk (AGI)
La AGI es una interfaz de Asterisk que permite la comu-
nicación de forma directa con terceros sistemas, dado que
ejecuta un script a voluntad, tan pronto la aplicaciónAGI sea
invocada. Fue diseñada originalmente para servir de pasare-
la entre los distintos lenguajes de programación, y Asterisk
específicamente.
El funcionamiento de AGI es relativamente sencillo: prime-
ro se crea una pasarela, entre el canal en curso y un script.
Cuando la conexión se establece, lanza una serie de variables
al script ejecutado, que son accesibles desde el mismo. La
mayoría de estas variables están relacionadas con el canal.
El script puede ejecutar cualquier algoritmo, y entre sus se-
cuencias, puede ejecutar comandos específicos de AGI para
influenciar en el flujo de la llamada en curso, perdurando en
ejecución incluso después de finalizar la llamada.
Considerando que los comandos se pasan a Asterisk por la
salida estándar, igual que ocurre con las variables que en-
tran al script, quiere decir que son escalables prácticamente
a cualquier sistema o lenguaje de programación que pueda
establecer esta comunicación con Asterisk. [3]
La utilidad de las AGI radica en que permiten desarrollar
funcionalidades externas.
Específicamente, en la DTVC las AGIs se orientan hacia el
diagnóstico y evaluación de posibles fallas en la red de datos.
Permiten realizar un grupo de acciones sobre los servidores
que ayudan a gestionar y solucionar interrupciones. En la rea-
lización de este proyecto se programaronAGIs que permiten:](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-30-320.jpg)
![60 61ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
TÉCNICATÉCNICA
añadiendo módulos escritos en otros lenguajes de progra-
mación soportados por la interfaz de pasarela AGI. El sis-
tema IVR implementado en combinación con la interfaz de
pasarela de Asterisk, conforman el núcleo fundamental del
proyecto, y permiten obtener una herramienta de gestión
con acceso desde la red pública de abonados. El protoco-
lo SSH permite la ejecución segura de comandos remotos
desde la IVR de Asterisk sobre los servidores de la DTVC,
donde se emplea el mecanismo de llaves públicas y priva-
das para la comunicación por el canal encriptado. Festival
es un TSS que se integra con Asterisk y permite desarrollar
el sistema de respuesta hablado de la herramienta de gestión
remota, al ser capaz de traducir los datos obtenidos por los
comandos realizados a formato de audio. Las AGIs basadas
en intérpretes de comandos son las más populares, debido
al equilibrio que ofrecen en cuanto a velocidad de ejecución
y facilidad de programación. En particular, el lenguaje PHP
destaca por la simplicidad del código, además por la exis-
tencia de la clase PHPAGI, con múltiples funcionalidades
orientadas al trabajo con Asterisk.
Referencias bibliográficas
[1] Gomillion B. D. y David. Building Telephony Systems with Asterisk: 174. 2005.
[2] Leif Madsen, J. V. M. y Bryant, Russell. Asterisk: The Definitive Guide. 2011.
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(Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016)
El módulo de registros de eventos está orientado a la gene-
ración de logs, tanto en ficheros locales como en la base de
datos del sistema.
IVR 3000
La IVR 3000 implementa un lazo que mantiene al llamante
dentro del menú principal hasta que sea autenticado correc-
tamente y encaminado a la próxima IVR, o se agote el máxi-
mo número de intentos, caso en el cual se libera la llamada.
Al ingresar en el menú principal se escucha el mensaje de
bienvenida y se solicita al oyente su usuario y clave de ac-
ceso. Estos datos son comprobados en la base de datos del
sistema para realizar el proceso de autenticación. La AGI
"autenticar_usuario.php" es la encargada de esta función.
En ella está programada una consulta al servidor de base de
datos para chequear los valores introducidos. En caso de ser
válidos, se obtiene el permiso asociado y nombre del respon-
sable del usuario autenticado. Estos datos son compartidos
por las AGIs que se ejecutan posteriormente y por el plan de
discado, de manera que en cada momento se pueden cono-
cer los datos y el privilegio del usuario que está ejecutando
la acción. Los usuarios administradores son encaminados a
la IVR 3001, que permite el acceso a las AGIs administrati-
vas sobre los servidores de la red. Los usuarios supervisores
son dirigidos hacia la IVR 3002, para brindarles acceso a las
AGIs definidas para esta función.
IVR 3001 y 3002
Como se explicó anteriormente, IVR 3001 y 3002 son acce-
didas desde el menú principal del sistema en función de los
privilegios del usuario registrado. La estructura de ambas
es idéntica. La principal diferencia radica en las acciones
que se pueden ejecutar desde sus correspondientes menús.
Al arribar a cualquiera de ellas se ofrece un mensaje de bien-
venida y se notifican las opciones que brindan. El llamante
puede seleccionar mediante el teclado numérico del teléfono
la acción deseada, lo cual se traduce en la ejecución de una
AGI. Una vez concluido este proceso, se elabora el informe
con las respuestas obtenidas a partir del script ejecutado y se
notifica el mismo en formato de audio.
En el caso de la IVR de administración IVR-3001 se pue-
den realizar las siguientes acciones:
- Prueba de conectividad (PING)
- Escaneo de puertos
- Iniciar / detener un servicio en un servidor
- Encender / apagar un servidor virtual
- Ejecutar políticas de red sobre un servidor
En el caso de la IVR de supervisión IVR-3002 se pueden
realizar las siguientes acciones:
- Prueba de conectividad (PING)
- Escaneo de puertos
Conexión SSH entre Asterisk y los
servidores de la red corporativa
Hasta este punto queda claro cómo se obtiene el acceso des-
de la red pública de abonados al servidor Asterisk, donde
desempeña un rol primordial la TDA200 y la Mediatrix
1124. Sin embargo, para que el proceso termine en la ejecu-
ción de comandos en un servidor de la red, se hace impres-
cindible una conexión remota entre este último y Asterisk.
Para esta función se emplea el protocolo de administración
remota SSH.
Conexión SSH sin contraseña
SSH es un protocolo que permite realizar conexiones sin la
necesidad de la introducción manual de contraseñas. Esto es
gracias al uso de llaves públicas y privadas. En este proyecto
se explota esta característica del protocolo, debido a que el
servidor Asterisk necesita ejecutar comandos remotos sin la
intervención directa del usuario sobre la interfaz de línea de
comandos. Para garantizar que este mecanismo funcione, y
a la vez que sea seguro, se necesita generar un par de llaves
digitales destinadas al cifrado del canal de comunicación.
Para el uso de llaves públicas, en primer lugar debe configu-
rarse el servidor de SSH para que las acepte. Habitualmente
los archivos de configuración de "OpenSSH" se ubican en la
carpeta «/etc/ssh», en este caso, el archivo que interesa es /
etc/ssh/sshd_conFigura.
Posteriormente, se crea el par de llaves en el servidor As-
terisk mediante la aplicación ssh-keygen. Esta herramienta
puede generar llaves RSA para el protocolo SSH versión 1,
cuyo uso no es el más recomendable, y por otro lado, tam-
bién puede generar llaves RSAo DSApara el protocolo SSH
versión 2. La forma de especificar el tipo de llave a usar,
es a través del parámetro -t seguido de "rsa" o "dsa" según
corresponda. Por ejemplo, para crear una llave RSA se debe
poner:
ssh-keygen –t rsa
Después de haberlas creado, es necesario realizar la distri-
bución de la llave pública hacia todos los servidores con los
cuales Asterisk se va a comunicar. Esto se logra añadiéndola
a los contenedores correspondientes, normalmente ubicados
en el directorio personal del usuario en el fichero "ssh/autho-
rized_keys". Por otro lado, la llave privada debe mantenerse
secreta. Por defecto ssh-keygen establece los permisos del
archivo con esta llave para que solo el dueño pueda leerla y
modificarla. [4]
Conclusiones
Asterisk es una herramienta de software libre, disponible en
los repositorios de múltiples distribuciones Linux, lo que
reduce los costos de implementación y ofrece una mayor
flexibilidad de configuración. Asterisk permite implemen-
tar nuevas funcionalidades a través del plan de discado,](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-31-320.jpg)
![62 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. 63ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13
Introducción
En un mundo donde la competitividad entre individuos, empre-
sas y naciones se incrementa día tras día, la eficacia y eficien-
cia en el accionar cobran gran importancia. Las empresas en
la búsqueda de la competitividad global tienen la necesidad de
lograr productos y servicios al menor costo, con el mejor nivel
de calidad y con la capacidad de responder a la demanda tanto
en tiempo como en cantidad. En esa incesante búsqueda de una
óptima utilización de todos los recursos, recurren a diversas me-
todologías y sistemas. Las últimas y más modernas técnicas de
gestión en todos los casos hacen hincapié en la necesidad funda-
mental de lograr altos niveles de calidad, no tanto por la calidad
en sí y la satisfacción que ello implique para los consumidores,
sino también para lograr mayores niveles de productividad y
menores costes de producción, logrando de tal forma mayores
niveles de rentabilidad para la empresa. [2]
En la actualidad, la calidad no deja de ser sólo uno de los requi-
sitos esenciales del producto y de los servicios, sino que es un
factor estratégico clave del que dependen la mayor parte de las
organizaciones, no sólo para mantener su posición en el merca-
do sino incluso para asegurar su supervivencia.
En nuestra empresa tenemos un sistema de gestión basado en la
norma internacional NC-ISO 9000: 2008 válida para cualquier
empresa independientemente del servicio o producto que ofrez-
can. Sin embargo, la tendencia a nivel mundial de las grandes
empresas de telecomunicaciones es implementar un sistema de
gestión basado en la norma TL 9000; si revisamos las estadísti-
cas mundiales observaremos que existen más de 1700 certifica-
ciones con esta norma al finalizar el año 2014. (Figura 1)
Los datos sobre el número de empresas que en la actualidad
se orientan por los fundamentos, principios y la práctica de la
calidad son cada vez más reveladores. La filosofía de la calidad
se resume en una frase: “Realizar las cosas bien desde el primer
momento”, en la cual tienen un papel esencial las personas
implicadas, sin las que es imposible conseguir un alto nivel
de prestaciones en la producción de bienes y servicios. En un
sector en constante evolución, las técnicas y métodos de gestión
deben actualizarse para dar respuesta a las nuevas inquietudes
y necesidades. La creatividad es el mayor recurso existente y
debe ser convenientemente utilizado para generar nuevas y
poderosas herramientas e instrumentos de gestión. Ante las
influencias de la industria provenientes del resto del mundo, se
requieren nuevas ideas que no solo satisfagan las necesidades
del empresario y del consumidor, sino además que empiecen las
bases para el incremento competitivo de la empresa.
Norma TL 9000
La norma TL 9000 es un estándar internacional de Sistemas de
Gestión de la Calidad para la industria de las telecomunicacio-
nes; fue desarrollada por el QuEST Forum —Quality Excelence
for Suppliers of Telecomunication— en 1998, formado por or-
ganizaciones de estandarización y normalización, proveedores y
operadores de equipos, accesorios, software, hardware, instala-
ción, montaje y servicios.
El QuEST Forum, con el propósito de establecer un marco
adecuado donde analizar los requerimientos para lograr la
calidad, incluyó aspectos de costos, métricas, desempeño y
divulgación de las normas [1, 5]. Entre las causas que provo-
caron el surgimiento de la norma estuvo la falta de estandariza-
ción en el sector donde cada proveedor contaba con normas de
calidad independientes que a la larga aumentaban los costos,
desencadenando comparaciones inconsistentes entre la cadena
de suministro y redundantes auditorías. Por tanto, TL 9000 es
un conjunto de requerimientos y métricas para implementar
los Sistemas de Gestión de la Calidad en el sector de las tele-
comunicaciones, basado en los requisitos propios de la norma
internacional ISO 9001 y otros estándares de buenas prácticas;
es aplicable para todos los procesos de una empresa de teleco-
municaciones. [6]
Tipos de Métricas
Mediciones Comunes
• Cantidad de Informes de Problemas (NPR):
•Tiempo de respuesta de reparación de informe de problema (FRT)
• Capacidad de respuesta de reparación de informes de proble-
mas atrasados
Mediciones de Interrupción
• Impacto por interrupción en el servicio
• Impacto por Interrupción en elementos de la red
• Interrupción causada por servicios de soporte o mantenimiento
• Tiempo medio de restablecimiento
• Impacto Global en el Servicio
Mediciones de Hardware, Software y Servicio
Estas mediciones ayudan a evaluar el desempeño de las empre-
sas de telecomunicaciones al incorporar indicadores específicos
para el sector.
Las empresas registradas o certificadas con TL 9000 tienen la
obligación de entregar reportes de datos que obtienen a partir
de chequear el comportamiento de las métricas en sus organi-
zaciones. Estos datos enviados al repositorio seguro del QuEST
Forum proveen a la industria de estudios comparativos (ben-
chmarking) de alrededor de 110 categorías de productos. Estos
estudios permiten que de forma anónima las empresas sepan en
qué punto de la industria se encuentran al poder ubicar sus re-
sultados en los datos estadísticos del Mejor, el Peor y el valor
promedio de una métrica. Este constituye otro de los aportes
importantes del estándar. (Tabla 1)
Asia: 959 certificaciones
América: 617 certificaciones
Europa / África: 124 certificaciones
Certificaciones TL 9000 por Regiones Mundiales
Figura 1. Número de Registros Certificados.Fuente: [9].
FRECUENCIA
Por: Ing. Natallie Abreu González, Dirección Central de Capital
Humano (DCCH), Centro de Formación Ramal.
natallie.abreu@etecsa.cu
RESUMEN
TL 9000 es el Sistema de Gestión de la Calidad diseñado específicamente para la industria de las telecomunicaciones.
Se basa en la norma internacional ISO 9001 y fue desarrollado por el QuEST Fórum en respuesta a la necesidad de
contar con requerimientos y métricas específicos para el sector. El propósito de la norma TL 9000 es, por tanto, definir
los requerimientos de los Sistemas de Gestión de la Calidad en el sector de las telecomunicaciones para el diseño, el
desarrollo, la producción y los servicios, con vital énfasis en la definición de métricas específicas que ayudan a evaluar la
efectividad de implementar la calidad y los programas de mejora continua.
TL 9000 certifica a operadores y proveedores de servicios de telecomunicaciones con un lenguaje común que les permite
definir expectativas comunes de calidad. Además, brinda la posibilidad de acceder a estudios comparativos del mercado
para que las empresas evalúen su desempeño respecto a organizaciones similares. Con el empleo de TL 9000 las compa-
ñías están capacitadas para mejorar su eficiencia, implementar procesos de mejora y reducir las deficiencias. [1]
Palabras clave: Gestión de la calidad, Telecomunicaciones, TL 9000
ABSTRACT
TL 9000 is a norm of Quality Management Systems design from telecommunications industry and was developed for the
QuEST Forum based in the international standard ISO 9001. The norm appears in response at the necessity to count
with a specific set of requirements and measurements from the industry that bring quality in the design, develop, pro-
duction and in the continuous improvement program. TL 9000 certified suppliers and providers of telecommunications
services with a common language that permit define quality common expectative and bring the possibility to obtain
benchmarking to evaluate the performance between similar organizations. In this paper, beginning from an arduous work
of compilation information, it’s explain the characteristics and benefits of TL 9000 to improve the efficiency, implement
the improvement processes and reduce deficiencies on telecommunications’ sector.
Key words: Quality Management, Telecommunication, TL 9000
CALIDAD
EN EL SECTOR DE LAS
TELECOMUNICACIONES
ISO 9001 V/S TL 9000.
TENDENCIA ACTUAL
FRECUENCIA](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-32-320.jpg)
![64 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. 65ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13
A
ADSL
Asymmetric Digital
Subscriber Line
Línea de Abonado
Digital Asimétrico
API
Application
Programming Interface
Interfaz de Programación
de Aplicaciones
AGIs
Asterisk Gateway
Interface
Interfaz Pasarela de
Asterisk
ARP
Address Resolution
Protocol
Protocolo de Resolución
de Dirección
B
BCCH
Broadcast Control
Channel
Canal de Control de
Difusión
BTV
Broadcast TV
Servicio de IPTV en
modo multicast
BSC
Base Station Controller
Controlador de Estación
Base
C
CAPEX
Capital Expenditure
Costo de Inversiones
CDF
Cumulative Distribution
Function
Función de Distribución
Acumulada
CDN
Content Delivery
Network
Red de Entrega de
Contenidos
CLI
Command Line
Interface
Interfaz de Línea de
Comandos
CQI
Channel Quality
Indicator
Indicador de Calidad de
Canal
CS/PS
Circuit Switching/
Packet Switching
Conmutación de
Circuitos/Conmutación
de Paquetes
CSCF
Call Session Control
Function
Función de Control de
Sesión/Llamada
CST MWS
Computer Simulation
Technology Microwave
Studio
Microwave Studio
para Tecnología
de Simulación por
Computadora
D
DASH
Dynamic Adaptative
Stream HTTP
Streaming Adaptativo
Dinámico sobre HTTP
DDF
Digital Distribution
Frame
Marco de distribución
digital
DDoS
Distributed Denial of
Service
Distribuido de
Denegación de
Servicios
DoS
Denial of Service
Denegación de Servicios
DPI
Deep Packet Inspection
Sistemas de Inspección
profunda de Paquetes
DNS
Domain Name System
Sistema de Nombres de
Dominio
DWDM
Dense Wavelength
Division Multiplexing
Multiplexado Compacto
por División en
Longitudes de Onda
E
EDGE
Enhanced Data Rates
for GSM Evolution
Tasas de Datos
Mejoradas para la
Evolución de GSM
EFFR
Enhance Fractional
Frequency Reuse
Reutilización de
Frecuencia Fraccional
Mejorada
eNB
enhanced Node B
Nodo B mejorado
EPC
Enhanced Packet Core
Núcleo de Paquetes
Evolucionado
EUTRAN
Evolved Universal
Terrestrial Radio Access
Network
Red universal de acceso
de radio terrestre
Evolucionado
F
FDBET
Frecuency Domain
Blind Equal Throughput
Planificación equitativa
proporcional a ciegas
(BET) de Dominio de
Frecuencia
FDMT
Frecuency Domain
Maximun Throughput
Planificación de
rendimiento máximo de
Dominio de Frecuencia
FFR
Fractional Frequency
Reuse
Reutilización de
Frecuencia Fraccional
FTP
File Transfer Protocol
Protocolo de
Transferencia deArchivos
FTTx
Fiber to the x
Fibra hasta la x
FTTH
Fiber To The Home
Fibra hasta la casa
FTTB
Fiber to The Building or
Fiber to The Basement
Fibra hasta el edificio
FTTC
Fiber to The Cabinet or
Fiber to The Curb
Fibra hasta la acera
G
GSM
Global System for
Mobile communications
Sistema Global para
las comunicaciones
Móviles
GPON
Passive Optic Network
Red Óptica Pasiva con
Capacidad de Gigabit
GSLB
Global Server Load
Balance
Equilibro de Carga
Global de Servidores
H
HFR
Hard Frequency Reuse
Reutilización dura de
frecuencias
HLS
HTTP Live Stream
Transmisión en Tiempo
Real de Protocolo
de Transferencia de
Hipertexto (HTTP)
HSS
HTTP Smooth Stream
Transmisión por
secuencia suave
para Protocolo
de Transferencia
de Hipertexto (HTTP)
I
ICMP
Internet Control
Message Protocol
Protocolo de Mensajes
de Control de Internet
I-CSCF
Interrogating-Call
Session Control
ABREVIATURAS
Function
Función de Control de
Sesión de Llamada-
Interrogador
IP/MPLS
Internet Protocol/
Multiprotocol Label
Switching
Protocolo de Internet/
Multiprotocolo de
Conmutación de
Etiquetas
IPSs
Intrusion Prevention
System
Sistemas de Prevención
de Intrusos
IPTV
Internet Protocol
Television
Televisión por Protocolo
de Internet
IMS
IP Multimedia Subsystem
Subsistema Multimedia IP
IP
Internet Protocol
Protocolo de Internet
IPsec
IP security
Seguridad IP
IVR
Interactive Voice
Response
Respuesta de voz
interactiva
K
KPI
Key Performance
Indicator
Indicador clave de
desempeño
L
LAC
Location Area Code
Código de área de
localización
LTE
Long Term Evolution.
Evolución a Largo Plazo
M
MCU
Multipoint Conference
Unit.
Ventajas de la norma TL 9000 sobre la ISO
9001 en las empresas de telecomunicaciones
• Define requisitos del sistema para el diseño, el desarrollo, la
producción, la entrega, la instalación y el mantenimiento de pro-
ductos y servicios de telecomunicaciones.
• Elimina la necesidad de cumplir una gran cantidad de normas de
gestión de la calidad, lo cual reduce el costo de las negociaciones y
eventualmentegeneramejoresproductosyserviciosparalosclientes.
• Reduce los costos de las auditorías de calidad
• Brinda un sistema de medición que permite a las empresas
de telecomunicaciones realizar un seguimiento del desempeño
y mejorar los resultados.
• Posibilita intercambiar prácticas a nivel mundial con los dis-
tintos operadores.
• Se obtiene grandes beneficios (Tabla 1)
Conclusiones
TL 9000 avala con prestigio, fiabilidad y calidad a las empresas
que la aplican, por lo que se convertirá en un pre requisito para
hacer negocios entre empresas del sector a nivel mundial.
ETECSA está transitando por importantes cambios tecnológi-
cos, donde una amplia gama, de nuevos servicios requieren de
alta calidad en sus prestaciones. Adoptar el sistema de gestión
de la calidad TL 9000 constituye un recurso valiosísimo.
Ante las bondades que nos brinda la TL 9000; los especialistas
de calidad, como rectores de la actividad estamos llamados a
un cambio de mentalidad a migrar a la nueva versión de la ISO
9001:2015 implica cambios en la documentación del sistema;
momento idóneo para considerar una transición a la norma TL
9000 ya que esta asegurará la calidad de los servicios y pro-
ductos, así como el incremento competitivo de la empresa, al
contener métricas específicas para el sector.
Referencias Bibliográficas
[1] Ciancy, B. “Evaluating the Success of TL9000 and Quest Forum”. 2007.
[2] Lefcovich, M. “Gestión de Calidad para la Excelencia - GCE”. Disponible en: www.gestiopolis.com
[3] ONN. “Sistemas de gestión de la calidad fundamentos y vocabulario [ISO 9000:2005, (Traducción certificada), IDT]”. 2005.
[4] B. Group, “ISO 9001: quality”, revisited by Business Standards, available: www.bsigroup.com, 2009.
[5] Quest Forum, “Raising Standards. Bridging Technologies. Building Value”. Disponible en: www.questforum.org, 2009.
[6] Sandford, Liebesman et al. “TL 9000 Release 3.0: A Guide to Measuring Excellence in Telecommunications”. 2nd Edition, United
States of America ASQ Quality Press, 2002.
[7] Q. S. G. S. C. S. StandardSmark. “TL 9000 - quality management system for the telecommunications industry”. Disponible en: www.
qmi-saiglobal.com, 2009.
[8] Quest Forum. “Resumen Tl 9000”. Disponible en: http://tl9000. org/about/tl9000/overview_spanish.html, 2010.
[9] Stecco, R. “Jump Start TL 9000”, Internet Conference, 2011.
[10] Quest Forum. “TL 9000 Requeriments Handbook”, release 5.0. 11., 2008.
FRECUENCIA
(Artículo recibido en septiembre de 2015 y aprobado en diciembre de 2015)
EMPRESAS INCONVENIENTES
(Antes de la certifi-
cación)
BENEFICIOS
(Después de la certifi-
cación)
SAMSUNG -Procesos automati-
zados pero no deta-
llados en cuestión de
calidad.
-Menos acogida en
el área de teléfonos
celulares.
- Menores costos de
operación.
- Servicio más confiable.
- Prestigio ante sus
consumidores más
exigentes.
CONTEC - Mayores costos de
producción.
- Procesos largos y
poco planificados.
- Baja calidad en el
servicio.
-Eficiencia en atención al
cliente.
- Velocidad en resolución
de problemas.
- Mayor calidad
de servicio.
- Optimizacióndeldesem-
peño de la empresa.
INCREDITEK - Poca demanda de
trabajo.
- La compañía no
establecía la dirección
correcta en sus planes.
- Poca eficiencia.
- Más carga de trabajo y
mejor manejo de ella en
la empresa.
- Ahorro de tiempo y
dinero.
- Retorno de la inversión
antes de lo esperado.
SBC - Mala coordina-
ción para acordar
métricas.
-Tiemposderespuesta
grandes a problemas
de calidad.
- Mejores relaciones con
los proveedores.
- Mejor toma
de decisiones.
- Operaciónmáseficiente
y mejor calidad en sus
productos.
Tabla 1. Comparación entre empresas certificadas con la
norma TL 9000. Fuente: [9].](https://image.slidesharecdn.com/revistatonoetecsa-170104173249/85/Revista-tono-etecsa-33-320.jpg)
![68 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. 69ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13
Los autores interesados en publicar en la revista técnica Tono deberán
tener en cuenta los siguientes aspectos:
• La revista solo aceptará trabajos inéditos y originales.
• Los autores deben firmar una carta titulada Declaración de originali-
dad del trabajo escrito donde den fe que los contenidos del artículo son
producto de su directa contribución intelectual y los datos y referencias
a materiales publicados están debidamente identificados e incluidos en
las referencias bibliográficas.
• Los textos abordarán temáticas relacionadas con las telecomunicaciones y
la informática. Pueden presentarse, también, temas sobre gestión empresa-
rial dentro del sector con un sentido humano y práctico.
• Los trabajos han de mostrar resultados de proyectos de investigación,
desarrollo o aplicaciones tecnológicas.
• La tipología de artículos aceptada es: Artículo de investigación
científica y tecnológica: documento que presenta, detalladamente, los
resultados originales de proyectos terminados de investigación, desa-
rrollo o aplicaciones específicas.
• Cada artículo será sometido a la evaluación de los Consultores Técni-
cos quienes decidirán acerca de la pertinencia de su publicación.
• Los autores enviarán el original de los trabajos en formato electrónico
a la siguiente dirección de correo electrónico: tono@etecsa.cu
• El formato será el siguiente: Los artículos deben escribirse en el pro-
cesador de texto Microsoft Word para Windows; en la tipografía Times
New Roman; con un tamaño de letra 11; un interlineado de 1,5; en
hojas tamaño de papel carta; con margen superior, inferior, derecho e
izquierdo de 2 cm; de 28 a 30 líneas por página; extensión máxima de
10 cuartillas y mínima de 8.
Cada artículo debe contener los siguientes
elementos
Título: breve y que resuma la idea central del contenido.
Autor: título, cargo que ocupa o especialidad que desempeña. Institu-
ción a la que pertenece, correo electrónico y CV resumido.
Resumen: los trabajos incluirán un resumen breve —en un párrafo de
5 líneas— con el objetivo del trabajo, su alcance y los resultados, es
decir, sus ideas principales.
Palabras clave: se identificarán las palabras esenciales, con un máxi-
mo de 10, que ayuden a identificar los temas principales del artículo.
Siglas o acrónimos: con su significado en inglés o en español, o en
ambos idiomas si los tuviera.
Introducción: parte inicial del artículo donde se proporcionará una visión
breve y suficiente de su objetivo y del entorno técnico de partida; también, la
forma como está estructurado el resto del artículo; debe ser expositiva, redac-
tada con claridad, sencillez, precisión y originalidad.
Desarrollo: parte principal del artículo donde se presentará el susten-
to teórico de la investigación, el planteamiento profundo del tema, el
estado de la cuestión con su análisis y los resultados obtenidos; debe
estar organizado en una secuencia lógica de partes o secciones, con
subtítulos que den claridad y guíen al lector.
Figuras, gráficos, tablas, cuadros: se mostrarán dentro del cuerpo del
artículo y enumerados por orden de aparición; con un pie que recoja
en síntesis su contenido y colocado exactamente debajo de la figura, el
cuadro, gráfico, imagen o fotografía. Ha de incluirse la fuente de donde
fueron tomados o aclarar si fueron elaborados por los autores.
Las figuras, gráficos, tablas, cuadros e ilustraciones se enviarán en for-
mato de archivo vectorial modificable —Microsoft Excel, Corel Draw,
Photoshop—; y las fotografías, en archivos de formato .TIF o .JPG en
una resolución mayor a 300 dpi.
Ecuaciones: se enumerarán hacia el extremo derecho de la columna
que las contienen, en la misma línea y entre paréntesis. Han de estar
escritas de manera que puedan distinguirse claramente las mayúsculas
de las minúsculas. Los subíndices, superíndices, letras griegas u otros
símbolos se indicarán con precisión. En las expresiones o análisis ma-
temáticos, debe explicarse cualquier símbolo —y la unidad en que se
mide— no definido previamente en la nomenclatura.
La referencia a estos elementos se hará de la siguiente forma: en el
cuerpo del texto debe aparecer (Figura 1) o (Tabla 3) o (Ecuación 15).
Cuando la referencia comience en una oración, se presentará de este
modo: “La figura 1” o “La tabla 3” o “La ecuación 15”.
Conclusiones: deben resaltar los aportes más importantes, pueden
proponerse aplicaciones, y se evitará repetir innecesariamente lo dicho
en el resumen.
Referencias bibliográficas: se incluirán solo las referencias biblio-
gráficas utilizadas, de manera directa o indirecta, en la elaboración del
artículo. No se incluirá la bibliografía general consultada.
La citación se hará al final del texto citado, directa o indirec-
tamente, se colocará entre corchetes números consecutivos que
aluden a la referencia bibliográfica; deben listarse por orden de
aparición en el trabajo; los signos de puntuación de la frase donde
se aloja la referencia deben quedar fuera de los corchetes. Ejem-
plo: “Un generador solar: compuesto por un conjunto de paneles
fotovoltaicos (12, 24 ó 48 V) [8]”. “Las aplicaciones de WiMAX
en zonas rurales [8], [12]”. “Las aplicaciones de WiMAX en zo-
nas rurales [8-15]”.
La presentación de las referencias bibliográficas siempre irán al fi-
nal del artículo, entre corchetes y enumeradas consecutivamente de
acuerdo con el orden de aparición en el cuerpo del artículo. Ejemplos:
Artículos de Revistas
Formato impreso
Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). “Título del artículo”.
Nombre de la publicación en letra cursiva, número del volumen (vol.), nú-
mero de la revista (no.), número de páginas (pp.), mes y año de publicación.
[1] Schmidt, Ralph O. “Multiple Emitter Location and Signal Para-
me-ter Estimation”. IEEE Tran-sactions on Antennas and Propagation,
vol.34, no.3, pp.276-280, Marzo, 1986.
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![70 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A.
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identificados con su respectivo crédito e incluidos en las referencias bibliográficas al
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Por todo lo anterior declaro que todos los materiales presentados para posible publi-
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[2] Sánchez Tarragó, Nancy. “El movimiento de acceso abierto a la in-
formación y las políticas nacionales e institucionales de autoarchivo”.
Acimed, vol.16,no.3, pp. 23-30, septiembre, 2007. http://bvs.sld.cu/
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cursiva. Número de edición. Ciudad de edición o impresión: nombre
de la editorial, año de publicación, páginas.
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Resoluciones y leyes
Entidad o persona jurídica que emite el documento. Número de la ley y
denominación oficial si la tiene. Título de la publicación en que apare-
ce oficialmente. Lugar de publicación, Fecha (indicar día, mes y año).
Especificar dirección electrónica si fue consultada en línea y acceso
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Revista tono etecsa
Este documento presenta la revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba, S.A. Incluye una carta del editor que resume los temas tratados en la edición, como las ponencias presentadas en el VII Simposio Internacional de Telecomunicaciones sobre convergencia de redes y servicios. También incluye resúmenes de varios artículos técnicos sobre temas como migración de servicios a Internet, soluciones IMS, SDN y asignación de recursos en redes LTE. La revista proporciona actualizaciones sobre tendencias
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- 1. Tono, Revista Técnicade la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba, S.A. Portada Marcel Mazorra Las opiniones de los autores expresadas en los artículos reflejan sus puntos de vista, pero no necesariamente coinciden con los criterios del grupo editorial. Dirección general Dirección Edición y revisión Corrección Revisión especializada Revisión de datos Diseño gráfico Traducción Dirección Teléfono Correo electrónico Sitio-web CONTÁCTENOS Departamento de Información y Vigilancia Tecnológica de ETECSA Centro de Negocios Miramar, calle 3ra, e/ 76 y 78, Edificio Beijing, 4to Piso, oficina 404. Playa, Ciudad de La Habana, Cuba. C.P.: 11300 (537) 266-8453 tono@etecsa.cu www.tono.etecsa.cu CONSULTORES TÉCNICOS MSc. Mirta Julieta García García, ETECSA MSc. María del Pilar Caso álvarez, ETECSA MSc. Melissa Saltiel Delgado, ETECSA MSc. Alberto Javier García García, ETECSA MSc. José Andrés de Leon Galván, ETECSA MSc. Alejandro Calderín Castellanos, ETECSA MSc. Vilma Álvarez Sosa, ETECSA Ing. Orlando Paula Betancourt, ETECSA Ing. Kevin Castro Rodríguez, ETECSA DrC. José Antonio Baujin Pérez, UH RNPS: 0514 ISSN: 1813-5056 CONSEJO EDITORIAL Ing. Leonela Márquez Muguercia MSc. Grisel Ojeda Amador Lic. Alena Bastos Baños Lic. Rosely Reinoso Rodríguez Dra. Diria Machín Reyes Ing. Luis Manuel Díaz Naranjo Ing. Dennis Meriño Menadier DI. Marcel Mazorra Martínez Lic. Yaznay Almeida Grandales Revista Técnica Publicación Semestral 2016 Vol.13 No. 1 CARTA DEL EDITOR Estimados lectores, Del 14 al 18 de marzo del presente año, se ce- lebró en La Habana la XVI Convención y Feria Internacional Informática Habana 2016, donde tuvo lugar la VII edición del Simposio Interna- cional de Telecomunicaciones. Este importan- te evento sirvió de pretexto para consolidar un marco de intercambio académico y profesional a nivel internacional que permite la actualización de metodologías, criterios, tendencias, regulaciones, productos y servicios en temas relevantes asocia- dos a la convergencia de redes y servicios, redes de telecomunicaciones alámbricas e inalámbricas, sistemas de radiotransmisores y radioreceptores, estándares y normas técnicas de telecomunicacio- nes, así como la gestión de las telecomunicaciones y el código abierto. En este número, Tono propone un acercamiento a las ponencias presentadas a partir de la publicación de algunos de los trabajos más relevantes. De esta manera, comienza nuestra Revista con una entre- vista concedida por el Ing. Ariel Bolaño, Presidente del Comité Organizador del VII Simposio Interna- cional de Telecomunicaciones, en la que hace re- ferencia a temas muy actuales y de gran impacto en la informatización de la sociedad que tuvieron lugar en el evento. Seguidamente, presentamos un resumen del curso post evento impartido, en el marco de este Simposio, por el Ing. Paolo Grassi, especialista del Grupo Consultel y que resultó de gran interés para los especialistas y profesionales del entorno, al tratar aspectos tan actuales como es el impacto de la tecnología en los modelos actuales de negocio y servicios de los operadores. Por su parte, la sección Técnica continua con tra- bajos que abordan temas importantes en la actua- lidad como son la migración de los servicios de telecomunicaciones hacia Internet, la solución de convergencia IMS, las configuraciones de las SDN mediante simulación, la gestión desde Centro de Datos mediante sistemas IVR, la asignación de re- cursos de radio en redes LTE, entre otros temas. En esta edición, también contamos con las habi- tuales secciones de Frecuencia, Humor a Tono, Tonograma y Abreviaturas. Esperamos que este número ayude a nuestros lectores a ampliar, profundizar y actualizar sus co- nocimientos en estas temáticas. Como expresara Henry Ford, el verdadero progreso es el que pone la tecnología al alcance de todos.
- 2. 4 65 6867 10 22 S UM A R I O TÉCNICA ABREVIATURAS FRECUENCIA TONOGRAMAHUMOR A TONO ENTREVISTA A ING. ARIEL BOLAÑO VERGES Autor: Ing. Paolo Grassi IMPACTO DE LA TECNOLOGÍA EN EL MODELO DE NEGOCIO Y SERVICIOS DE LOS OPERADORES TENDENCIA DE MIGRACIÓN DE LOS SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES HACIA INTERNET Autor: MSc. Ing. Luís Enrique Conde del Oso SOLUCIÓN DE CONVERGENCIA IMS PARA LA RED DE TV DE CUBA Autor: MSc. Elbert Mesa Rodríguez EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO Y CONFIGURACIONES DE LAS SDN MEDIANTE LA SIMULACIÓN Autores: Ing. Liz Gámez Picó, DraC. Caridad Anías Calderón, Ing. Susana Ballester Macías e Ing. Carlos M. Rodríguez Vergel ENTREVISTA COLABORACIÓN DE IMS Y SDN-OPENFLOW ASIGNACIÓN DE RECURSOS DE RADIO Y COORDINACIÓN DE INTERFERENCIAS INTERCELDAS EN REDES LTE Autores: Ing. Yanko Antonio Marín Muro, DrC. Ing. Félix Florentino Álvarez Paliza e Ing. Abel A. López Carbonell Autores: Ing. Yenkell Lliteras Cebada y MSc. Carlos Alberto Rodríguez López OPERANDO UNA RED GU. OPTIMIZACIÓN EVALUACIÓN DEL SAR PROVOCADO POR UNA ANTENA PIFA PARA DISPOSITIVOS MÓVILES HERRAMIENTA PARA LA GESTIÓN REMOTA DEL CENTRO DE DATOS DTVC MEDIANTE UN SISTEMA IVR Autor: MSc. Ing. Maykel Molina Sotolongo Autores: Ing. Yunier Valdés Pérez e Ing. Lídice Rivero Ramírez Autores: MSc. Domingo Pimienta del Valle, Ing. Lester M. Bustio Canals, DrC. Raidel Lagar Pérez e Ing. Maura Padrón Cruz TECHNOLOGY IMPACT ON BUSSINESS MODEL AND OPERATOR SERVICES INTERVIEW WITH ENG. ARIEL BOLAÑO VERGES QUALITY IN THE TELECOMMUNICATION SECTOR. ISO 9001 V/S TL 9000. CURRENT TREND MIGRATION TENDENCY OF TELECOMMUNICATIONS SERVICES TOWARDS INTERNET CONVERGENCE IMS SOLUTION FOR THE CUBAN TV NETWORK PERFORMANCE ASSESSMENT AND SND CONFIGURATION BY SIMULATION IMS AND SDN-OPENFLOW COLLABORATION RADIO RESOURCES ALLOCATION AND INTER–CELL INTERFERENCE IN LTE NETWORKS GU NETWORK PERFORMANCE. OPTIMIZATION ASSESSMENT OF SAR RESULTING FROM PIFA ANTENNA FOR MOBILE EQUIPMENT TOOL FOR DTVC DATA CENTER REMOTE MANAGEMENT USING IVR SYSTEM Vol.13 enero / junio 2016 6 28 34 40 46 50 56 62 CALIDAD EN EL SECTOR DE LAS TELECOMUNICACIONES ISO 9001 V/S TL 9000.TENDENCIA ACTUAL Autor: Ing. Natallie Abreu González Falco David Zerquera
- 3. 4 Revista Técnicade la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. 5ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13 La participación de profesionales, ponentes, invitados y público afín en general, favo- reció el intercambio entre el sector académico representado por las principales univer- sidades y centros de investigación del sector en el país: ETECSA como operador de servicios, proveedores de tecnologías de telecomunicaciones como Ericsson, Huawei, Alcatel, ZTE; y empresas dedicadas al sector de las telecomunicaciones. Consideramos que fue un espacio que aportó en la actualización del estado del arte de las Tecnologías de la Información y las Telecomunicaciones, así como en la construcción de alianzas para el desarrollo de proyectos conjuntos entre las entidades nacionales. A su juicio, ¿cómo influyó este evento en el proceso de informatización de la sociedad como tarea de primer orden en el país? En este evento se presentó una actualización de los principales proyectos en los que tra- baja el país y el avance de los mismos. Debatimos sobre la conectividad de las entidades nacionales, la ampliación de las capacidades de infraestructura de telecomunicaciones, el incremento de los sitios públicos de acceso a Internet con tecnología WiFi y las salas de navegación, la creación y el posicionamiento de contenidos nacionales en las redes y la seguridad asociada a las TIC. Fue un espacio que sirvió para el estudio y la reflexión de los métodos y las formas en los que se debe llevar adelante la introducción de los avances tecnológicos en este sector en el contexto cubano actual. ¿Cuáles son las proyecciones de ETECSA en el entorno actual del desarrollo tecnológico en nuestro país? Las principales proyecciones de ETECSA en el entorno actual de Cuba se centran en la creación de capacidades de infraestructura tecnológica que permitan ampliar los servicios de telecomunicaciones y el acceso a Internet, priorizando los sectores de alto impacto en el desarrollo económico del país y la población. Entrevista concedida por el Ing. Ariel Bolaño Verges Presidente del Comité Organizador del VII Simposio Internacional de Telecomunicaciones El VII Simposio Internacional de Telecomunica- ciones, celebrado en el marco de la XVI Conven- ción y Feria Informática Habana 2016, resultó un espacio propicio para el encuentro e intercambio de experiencias de especialistas nacionales e interna- cionales con amplios conocimientos en el área de las telecomunicaciones. A propósito del Evento nos dirigimos al Ing. Ariel Bolaño Verges, Presidente del Comité Organizador del mismo. En esta edición, ¿de qué manera tributaron los tra- bajos presentados para un mayor intercambio de los temas medulares en el sector de las telecomu- nicaciones? En el VII Simposio Internacional de Telecomunica- ciones se presentaron un total de 93 trabajos, de los cuales 61 fueron aprobados por el Comité Científico para su presentación en paneles, mesas redondas, posters, etc. Además, se realizaron cuatro conferencias magistrales, así como sesiones pre congreso y post congreso que abordaron las temáticas principales en las que se centró el enfoque técnico del evento, las cuales son: • Convergencia de redes, servicios y aplicaciones para voz, datos y video • Redes de telecomunicaciones alámbricas e inalámbricas • Sistemas de radiotransmisores y/o radioreceptores • Estándares y normas técnicas de telecomunicaciones • La Gestión de las telecomunicaciones y el código abierto • Formación y entrenamiento en telecomunicaciones ENTREVISTA
- 4. 7ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 6 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Los agentes del cambio generado en los últimos años en la industria no han sido los operadores de telecomunicaciones, sino nuevos actores de la cadena de valor de la misma, que han revolucionado los modelos de negocio anteriores en tema de telecomunicaciones. Los operadores son los damnificados de esta revolución y todavía están buscando respuestas para sobrevivir en un mundo que es totalmente diferente. Estos nuevos actores son denominados OTT ―Over The Top― en cuanto usan las redes de los operadores. Muchos son colosos de las bolsas mundiales y conocidos en todo el mundo como Facebook, Google, Whatsapp o Skype. En ver- dad, todo pasó rápidamente y este cambio está arrinconando cada vez más a los operadores tradicionales. Las Telcos se encuentran hoy en una disyuntiva: la obliga- ción de seguir bajando sus tarifas debido a la fuerte compe- tencia del sector y la necesidad de seguir invirtiendo en las redes por el fuerte tráfico generado por los OTT. Los OTT son criticados por los operadores porque no ne- cesitan asumir las elevadas inversiones que requieren estos (infraestructura, espectro, etc.) y no están sujetos al mismo nivel regulatorio (servicio mayorista, servicio universal, nú- meros de emergencia, terminación de llamadas, etc.). La capacidad inversora depende del retorno económico y para ello es necesario un mercado equilibrado que no existe hoy en día. Los operadores tienen que asumir reducciones de márgenes para hacer la banda ancha extensible a la po- blación y, en cambio, los proveedores de servicios y conte- nidos se están beneficiando de esta proliferación de la banda ancha, con un crecimiento del comercio online, publicidad online, etc. Además, las cargas fiscales que soportan los operadores de telecomunicaciones son muy superiores a las de otros sec- tores estratégicos, entre impuestos, licencias, tasa de ocupa- ción de espectro, tasa para mantener las televisiones públi- cas, etc. En cambio, los OTT suelen concentrar su mano de obra y sus cargas fiscales en aquellos países donde es más atractivo. Realmente, no es una buena situación y la rentabilidad del negocio de las Telcos va bajando y ya ha pasado de los his- tóricos EBIDTA de 40 puntos a menos de la mitad. Introducción * El siguiente artículo es un resumen del curso post evento impartido el 18 de marzo de 2016, como parte del VII Simposio Internacional de Telecomunicaciones en el contexto de la XVI Convención y Feria Internacional Informática Habana 2016. Por: Ing. Paolo Grassi, Especialista Grupo Consultel. paolo.grassi@mail-bip.com.ar RESUMEN El objetivo del artículo es ilustrar la actual situación crítica de los operadores de telecomunica- ciones a nivel mundial y exponer los modelos de negocio y servicios sin profundizar en aspectos estrictamente técnicos, relacionados a sistemas o plataformas y analizando cómo los últimos avances tecnológicos en la industria de las telecomunicaciones han motorizado un cambio his- tórico en la forma de comunicar rompiendo los viejos paradigmas. Palabras clave: operadores de telecomunicaciones, modelos de negocio y servicios IMPACTO DE LA TECNOLOGÍA EN EL MODELO DE NEGOCIO Y SERVICIOS DE LOS OPERADORES* ABSTRACT This paper objective is to reflect the critical current situation of telecommunications operators carriers and to present business and service models without going into detail about merely techni- cal aspects related to systems or platforms by analyzing how the latest technological advances in the telecommunications industry have resulted in a historical change as to communication ways. Key words: telecommunications operators, business and service model TÉCNICA
- 5. 8 9ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA En definitiva, mi visión es que las Telcos perdieron su opor- tunidad y no van a tener más la posibilidad de expandir sus negocios en forma significativa en la parte alta de la cadena de valor de la industria (contenidos para servicios), ese lugar ya está ocupado con éxito por los OTT. ¿Qué hacer entonces? Esta pregunta no tiene una respues- ta cierta y consolidada, pero es cierto que hay un conjunto de acciones que pueden ayudar al operador a sobrevivir con dignidad. Afortunadamente, el mismo driver de la innovación tecno- lógica (mundo IP) que ha sido la base de desarrollo de los OTT, permite a los operadores integrar sus operaciones de red llegando a la convergencia, simplificando sus operacio- nes y reduciendo a largo plazo su estructura de gastos. Realmente, las TLC son una industria technology driven donde el factor habilitante de cualquier tipo de cambio es siempre estrictamente tecnológico, lo que evidencia la im- portancia de la innovación y demuestra que este factor ha sido el talón de Aquiles de los operadores. La mayoría de los operadores están pasando de redes a con- mutación de paquete a redes basadas en IP, trasformando las competencias necesarias para administrar sus redes que se- rán siempre más basadas en los profesionales de tecnología de la información. Esta nueva arquitectura tecnológica que requiere siempre más competencia informática hace posible la implementa- ción de un nuevo modelo de negocio de una Telco denomi- nado one company, y la integración de las operaciones fijas y móviles. Esta convergencia de la red, que en definitiva es la fábrica de los servicios, tiene un fuerte impacto en la organización al favorecer la integración comercial (canales, atención al cliente) con el resultado de simplificar también la relación con el cliente. En definitiva, el futuro de las Telcos pasa siempre más para especializarse en el transporte, donde los contenidos de va- lor agregado son generados por otros actores, posicionándo- las en la parte medio baja de la cadena de valor. Si el rol es transportar entonces tengo que hacerlo con efi- ciencia y generando utilidades. Seguramente, la historia se podría haber escrito de forma diferente si los managers de las Telcos hubieran tenido un poco más de visión estratégica. No puedo olvidar una charla que tuve hace muchos años cuando todo estaba empezando con un compañero que tra- bajaba conmigo. Skype estaba empezando a difundirse y él me dijo: Paolo, ¿los operadores duermen? ¿No se dan cuen- ta de lo que está pasando? ¡Tienen los años contados! Yo le contesté: creo que es cuestión de tiempo y empezarán a comprar estas nuevas sociedades porque es cierto que dur- mieron pero tienen un gran poder económico y esto harán. ¡Qué error! Realmente había sobrevalorado la visión de las Telcos. Estos errores se pagan caros. (Artículo recibido en enero de 2016 y aprobado en marzo de 2016) Por un lado, los operadores quieren, como no podría ser de otra forma, que si resulta que los OTT venden los mismos servicios que ellos, ambos actores deben estar sometidos a la misma regulación. En cambio, los OTT argumentan que las prestaciones de sus servicios no son las mismas que los servicios de los opera- dores, y que solo usan las redes de ellos. Casi la totalidad de los operadores han pedido una y otra vez que los OTT estén sometidos a la misma regulación que ellos cuando presten los mismos servicios o realicen la misma actividad, típico ejemplo: Whatsapp, Skype, Viber, entre otros. Por el momento el tema sigue abierto, ningún regulador se ha expresado claramente y los OTT siguen desarrollando exitosamente sus negocios. Hay que subrayar que los únicos responsables de esta si- tuación son las Telcos mismas ya que eran los actores do- minantes de la industria de las comunicaciones y no tuvie- ron ninguna capacidad de innovación y tampoco se dieron cuenta de lo que estaba pasando cuando empezaron a nacer estos nuevos entrantes que terminaron transformándose en los colosos actuales, tampoco tuvieron la visión estratégica de intentar comprarlos cuando todavía era posible. Sin duda, la innovación juega un papel importante en este marco, pues mientras los nuevos jugadores como Apple, Google, Facebook o Yahoo se encuentran dentro de las 50 compañías más innovadoras, ningún operador de telecomu- nicaciones aparece dentro de la lista de estas 50 compañías, lo cual muestra por qué los nuevos entrantes están capita- lizando la mayor parte del crecimiento del sector, mientras que los jugadores tradicionales no han podido monetizar las nuevas tendencias del mercado. En este sentido, vale destacar que en la industria de las te- lecomunicaciones a nivel mundial, los ingresos de servicios tradicionales como la voz fija y móvil han empezado a mos- trar una caída constante que no ha podido ser compensada por el aumento de servicios de datos y contenidos de los operadores tradicionales. Aunque los datos o banda ancha han sido un motor de crecimiento para estos jugadores, son los OTT los que más se han beneficiado y crecido en los últimos años por la introducción de nuevas tecnologías. Lo más grave es que los OTT han desarrollado nuevos modelos de negocio que contemplan servicios gratuitos que son el co- razón del negocio de los operadores de telecomunicaciones, reduciendo con esto los ingresos de estos últimos. Así llegamos a la situación actual con Whatsapp que tiene 500 millones de clientes y empezó a comercializar VOIP; con Google que tiene un fuerte sistema operativo Android para celulares y se está incorporando cada vez más en las te- lecomunicaciones; con Skype que es la telefónica más gran- de del mundo con 550 millones de clientes y por último, con Netflix que con 50 millones de usuarios es una grande entre las TV mundiales. Claramente hay mucho más, estos son solo los casos más conocidos, pero es evidente que en este momento no le que- da mucho margen de acción a los operadores. La pregunta es, qué pueden hacer las Telcos frente a esta si- tuación de mercado, cómo pueden responder a esta invasión de sus redes que no le genera mucho negocio sino solo gas- tos y cómo pueden reestructurarse para ser más competitivas y sobrevivir. En los últimos años, las Telcos han probado implementar varias alternativas estratégicas para responder a los OTT: • Bloquear los servicios • Cobrar por el uso de la red • Asociarse • Desarrollar sus servicios OTT Algunas fueron prohibidas por los reguladores, otras no re- sultaron particularmente exitosas, la alternativa que mayor- mente ha fracasado es la de desarrollar sus propios servicios, porque en el marketing lo que sale segundo al mercado pocas veces logra un éxito, y además porque ningún operador tiene una economía de escala global para competir con un OTT. Después de todos estos intentos, podemos decir que la ten- dencia que actualmente se va consolidando es la asociación. Es igualmente una alternativa controvertida porque frente a un aumento positivo de ingresos entrega el capital más pre- ciado a los OTT: los clientes. Ing. Paolo Grassi
- 6. 11ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 10 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Introducción Actualmente, los operadores de telecomunicaciones a nivel mundial se esfuerzan en la implementación de la Banda An- cha, tanto sobre sus redes fijas como móviles para garanti- zar el acceso a Internet a altas velocidades. Este escenario es aprovechado por proveedores de servicio sobre Internet para la penetración y competencia con los servicios ofertados en los diferentes países por los operadores locales. (Figura 1) Tal y como se muestra en la figura 1, utilizando los recursos desplegados de la Banda Ancha, los OTT lo- gran ofertar a los usuarios finales varios servicios, muchos de ellos brindados actualmente por el operador virtual, pero bajo diferentes modelos de negocio muy competitivos, incluso algu- nos de ellos gratis. Entre estos servicios pode- mos destacar los de men- sajería instantánea, músi- ca, video e incluso hasta telefonía IP, muchos de ellos en ocasiones integrados hasta en los servicios de redes sociales como Facebook (Figura 2). El incremento sostenido de la cantidad de usuarios sobre estos ha puesto en decadencia importantes servicios ofertados actualmente por los opera- dores locales como son los de SMS y el servicio tradicional de telefonía, tanto sobre las redes fijas como las móviles. Figura 1. Servicios ofertados por los OTT a partir del despliegue de la Banda Ancha de los operadores locales. Fuente: [1]. TENDENCIA DE MIGRACIÓN DE LOS SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES HACIA INTERNET* Por: MSc. Ing. Luís Enrique Conde del Oso, Jefe de Departamento Estructura de la Red, Dirección de Planeamiento Estratégico (DCDT), ETECSA. luis.conde@etecsa.cu RESUMEN En este trabajo se analiza las tendencias actuales y la preferencia de los usuarios hacia los servicios ofertados por los OTT sobre Internet, el rápido crecimiento de sus usuarios sobre cada uno de sus servicios fundamentalmente los asociados a la televisión sobre Internet y la actual competencia con los servicios ofertados por los Operadores de telecomunicaciones locales. Finalmente, se analiza la introducción de métricas para la evaluación de la QoE (Calidad sobre la Experiencia) en estos nuevos escenarios de los OTT, partiendo de las experiencias ya consolidadas en los despliegues de IPTV a nivel mundial bajo los criterios emanados por la UIT-T en su grupo de trabajo WT-26. Palabras clave: IPTV, OTT, Broadcast TV, VoD ABSTRACT In this paper, the current tendencies and preference of users towards services provided by the OTTs over Internet, the rapid growing of users in relation to each service and the present competence with the services provided by local telecom- munications operator are analyzed; likewise, the impact of transmission resources on local telecommunications operators due to OTT service provision is evaluated. Finally, the introduction of metrics for assessing QoE (Quality over Experience) on these new OTT scenarios, starting from experiences already consolidated on worldwide IPTV deployment according to the UIT-T working group WT-26 criteria. Key words: IPTV, OTT, Broadcast TV, VoD TÉCNICA * El siguiente artículo es una versión ampliada del curso pre evento impartido el 10 de marzo de 2016, como parte del VII Simposio Interna- cional de Telecomunicaciones en el contexto de la XVI Convención y Feria Internacional Informática Habana 2016.
- 7. 12 13ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Figura 4. Migración de la publicidad hacia Internet. Fuente: [1], [2]. Figura 5. Diferencias entre el OTT-TV y el IPTV. Fuente: [1], [2]. BTV VoD VoD VoD IPTV Inteligencia en la Plataforma de IPTV En cualquier sitio, sobre cualquier red y desde cualquier terminal Inteligencia en el cliente UDP - RTP - RTSP WEB TV y OTT HTTP Apple Adobe System HLS (HTTP Live Stream) MPEG-DASH (Dynamic AdaptativeHTTP)▪ HTTP Live Streaming ▪ HTTP Dynamic Streaming ▪ MPEG-DASH ▪ Smooth Streaming Convergencia Fijo-Móvil otro operador posea un IMS con una plataforma RCS, que aunque se dice que no son propietarias es algo que habría que probar. Adiferencia, los servicios ofertados por los OTT sí tienen un alcance global, con un costo de implementación muy bajo y solo requieren la descarga de la aplicación correspondiente y la presencia de la Banda Ancha en ambos lados, del pro- veedor OTT y del usuario final. Las estadísticas mundiales de los servicios en el año 2010 arrojan que el video ocupó más de 60% de tráfico de la red de un operador de telecomunicaciones y se pronostica su incremento en los próximos años. Para el año 2016 se re- querirá incrementar más de 1000 veces las capacidades de transmisión de la red, pero que además este tráfico se centró en tan solo 10% de los programas de video, lo que demues- tra una alta repetitividad en estos contenidos. La Banda Ancha brinda un importante medio de promoción para los contenidos televisivos internacionales, donde los Smartphone, Tablet y Laptop junto a las aplicaciones de los OTT desempeñan un importante rol en la comunicación. Ello ha traído como consecuencia un movimiento de los es- pacios de publicidad local y un impacto económico negativo en las televisoras públicas. Las televisoras a nivel mun- dial actualmente sufren el impacto de los OTT. Estas se sustentaban financie- ramente de los anuncios publicitarios, aspecto que ha migrado hacia Inter- net conjuntamente con las aplicaciones de los OTT, (Figura 4), lo que las ha obligado a analizar su actual modelo de negocio. De esta forma, muchas de ellas se convierten en TV-OTT con streaming de video sobre Internet con alcance interna- cional que incluye la publi- cidad local e internacional. Sin embargo, los servicios tradicionales de TV tienen aún un importante rol, pues recientes estudios demues- tran que determinados espa- cios, como los deportivos en vivo, que son transmitidos en broadcast tienen una alta importancia. No obstante, no puede obviarse el incremen- to sostenido de los servicios de VoD, preferidos por los usuarios, como el de Netflix, donde 52% de la población de EE.UU lo utiliza semanalmente y 27% de esta lo utiliza diariamente, además las estadísticas demuestran que 71% de estos usuarios ven la televisión a través de su Smartphone. Diferencias entre OTT-TV e IPTV Los servicios ofrecidos por los OTT-TV y el de IPTV se sustentan sobre el streaming de video, el cual consiste en una tecnología que facilita la visualización y la audición de un archivo mientras se está descargando, a través de la cons- trucción de un buffer por parte de la aplicación cliente. Una vez que la aplicación cliente se ha conectado al servi- dor, el buffer del cliente se va llenando de la información descargada y se va reproduciendo en el ordenador, Smar- tphone o Tablet. Sin embargo, aunque en los servicios de IPTV general- mente se utiliza el protocolo UDP ―User Datagram Pro- tocol―, el de OTT-TV se realiza en HTTP, lo cual hace que este último pueda ser visualizado en cualquier dispo- sitivo, en cualquier sitio y sobre cualquier red, tres reglas de gran impacto actualmente y que son cumplimentadas por los servicios de OTT-TV. Figura 2. Servicios ofertados por los OTT sobre la Banda Ancha. Fuente: [1], [2]. Figura 3. Migración hacia un IMS virtual con RCS. Fuente: [1], [2]. Por otro lado, los operadores de telecomunicaciones con una gran cantidad de usuarios, como es el caso de China, apuestan por otra alternativa en este tipo de competencia con la aparición del IMS en la nube y mediante plataformas de RCS ―Rich Communication Service― (Figura 3). Con una solución integrada de las redes fijas y móviles con el IMS y su virtualización sobre un centro de datos, proporcionan importantes cambios en el desarrollo de las telecomunicaciones hacia un mundo de TI. De esta manera, se ofrece flexibilidades a los servicios nunca antes logradas, con un importantísimo ahorro en CAPEX, OPEX y con un significativo impacto también sobre el medio ambiente. Sin embargo, es importante destacar que este tipo de so- luciones son costosas y limitadas a su entorno geográfico y para lograr alcances internacionales se requiere que el
- 8. 14 15ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Tabla 2. Ventajas del MPEG-DASH frente a otros protocolos de streaming adaptativos HTTP. Fuente: [1]. Figura 7. Principales proveedores de servicios OTT a nivel mundial. Fuente: [1], [2]. EstasmejorasenelestándarMPEG-DASH(Figura6)hantraído como resultado un crecimiento de los actuales proveedores de servicios OTT (Figura 7), con una variada oferta de disímiles servicios entre los que se destacan algunos como NETFLIX, Whatsapp e Imo, los cuales pueden ser recibidos en terminales Laptop, Tablet y Smartphones sobre redes WIFI, 3G y 4G. En la tabla 2, se destacan las diferencias del estándar MPEG-DASH frente a otros streaming adaptativos como el Adobe HDS, HSS de Apple y el HSS de Microsoft. Es de destacar que el estándar MPEG-DASH provee for- matos que permiten un eficiente envío de streaming de alta calidad sobre Internet y es considerado como un componen- te en un servicio extremo a extremo ―end to end― y en su diseño se contemplaron los siguientes aspectos: Feature Deployment on Ordinary HTTP Servers Official International Standard (e.g., ISO/IEC MPEG) Multiple Audio Channels (e.g., Languages. Comments, etc.) Flexible Content Protection with Common Encryption (DRM) Close Captions/Subtitles Efficient Ad Insertion Fast Channel Switching Protocol Support´s multiple CDNs in parallel HTML5 Support Support in HbbTV (version 1.5) HEVC Ready (UHD/4K) Agnostic to Video Codecs Agnostic to Audio Codecs ISO Base Media File Format Segments MPEG-2 TS Segments Segments Format Extensions beyond MPEG Support for multiplexed (Audio+Video) Content Support for non-multiplexed (separate Audio, Video) Content Definition of Quality Metrics Client Logging & Reporting Client Failover Remove and add Quality Levels during Streaming Multiple Video Views Efficient Trick Modes Adobe HDS Apple HLS Microsoft Smooth MPEG-DASH Figura 6. Evolución del estándar MPEG-DASH. Fuente: [1], [2]. Tabla 1. Comparación entre OTT-TV e IPTV. Fuente: [1], [2]. El hecho de utilizar el strea- ming de los OTT-TV en HTTP, facilita su paso por los proxy con alcance mundial so- bre todo en el contexto actual en el cual los usuarios prefie- ren el servicio de VoD ―Vi- deo Bajo Demanda―, frente al servicio BTV―Broadcast TV―. (Figura 5) Aunque una de las principales dificultades, según se observa en la tabla 1, es la fuerte dependen- cia de la presencia de la banda ancha del operador en donde el usuario final está presente para tener una adecuada QoE ―Ca- lidad sobre la Experiencia― del servicio brindado, lo cual es garantizado en los servicios de IPTV con redes dedicadas por el operador con garantía de QoS ―Calidad del Servicio―, aunque sea solo dentro del do- minio del operador de teleco- municaciones, mientras que los del OTT tienen alcance mundial sobre Internet. No obstante, el actual desarrollo tecnológico ha permitido eli- minar muchas de estas dife- rencias, ejemplo de ello es que los servicios actuales de TV tradicionales solo superaban en el año 2010 a la OTT-TV sobre Internet en los aspectos relacionados a la calidad, si- tuación que ha mejorado des- de esta fecha y el cual es un tema de continuo perfecciona- miento en la estandarización de MPEG-DASH para la mejora de la QoE, garantizándose los siguientes aspectos: • Tiempo de Inicio de presen- tación del video (Bajo) • Re buffering y congelación (Cero) • Calidad de conmutación (Seg Bit rate) (Bajo) • Bit rate medio (Alto) • Bajo consumo energético
- 9. 16 17ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA · Las oportunidades en estos modelos de negocio de los OTT se basan en: · Grandes despliegues y penetración de la Banda Ancha realizada por los operadores de telecomunicaciones en redes fijas y móviles · Evolución tecnológica presente en los terminales de los usua- rios y alianzas con la industria electrónica. (Figura 10) · Amplia aceptación de los servicios OTT por su costo · Grandes oportunidades de crecimiento a nivel global · Mercado en expansión con nuevos servicios Por otro lado, están presentes algunas debilidades y amena- zas que deben ser consideradas. Debilidades · Servicio dependiente de proveedores externos y carrier de contenidos · Imposibilidad de garantizar QoS y su implicación en la QoE Amenazas · Entorno regulatorio en proceso de definición · Sector abierto a nuevos competidores · Posibilidad de ser una moda pasajera · Operadores presionando por cambiar el modelo para recibir ingresos por estos servicios Introducción de las Content Delivery Network, Redes CDN Debido al alto impacto de tráfico que representan varios de los servicios de los OTT, por ejemplo los de video, en las redes de los operadores locales y su alto nivel de repetitivi- dad, así como para mejorar la QoE de los usuarios, se hace necesario acercar estos contenidos a los usuarios finales me- diante la introducción en las redes de estos operadores de las redes CDN ―Content Delivery Network―. Una CDN es un conjunto de servidores que contienen copias de una misma serie de contenidos (imágenes, vídeos, docu- mentos) y que están ubicados en puntos diversos de una red para poder servir sus contenidos de manera más eficiente. Estos pueden ser del tipo Inline y Outband, aunque se pre- fieren estos últimos. Estas CDN tienen como objetivo: · Disminuir los crecientes requerimientos de ancho de ban- da en las redes de transmisión por la aparición de nuevos servicios, fundamentalmente los de video · Incrementar la QoE de los usuarios · Decrecer las inversiones en las redes · Aumentar la inteligencia en el terminal de usuario · Permitir la oferta de servicios en cualquier sitio, sobre cualquier red y desde cualquier terminal Un elemento esencial en estas CDN son las plataformas de iCaching, las cuales mejoran significativamente la QoE de la navegación web y especialmente la visualización del vi- deo. LaplataformasdeiCachingestánconstituidasporvariosmódulos entre los cuales están: · DPI ―Deep Packet Inspection― · GSLB ―GlobalServerLoadBalance― Figura 10. Penetración de equipos tecnológicos 2012-2013. Fuente: [2], [4]. Figura 8. Modelos de negocio utilizados por los OTT. Fuente: [2], [4]. Figura 9. Modelo de negocio utilizado por NETFLIX. Fuente: [2], [4]. · Reúso de las tecnologías existentes. · Despliegues de HTTP-CDN con infraestructuras WEB e iCaching. · Alta QoE con bajo retardo de inicialización del video, no rebuffering y controles del video como stop, forward y rewind. · Rápida conmutación de los segmentos de diferentes bit rate sin afectar la visualiza- ción del usuario. · Mover la inteligencia de la red hacia el cliente, permitien- do el control del cliente sobre el video. · Facilitar los despliegues del servicio en Internet (live, on demand y time shift), reu- tilizando las infraestructuras existentes. Modelos de negocio de los OTT y análisis de sus fortalezas y debilidades Los OTT utilizan seis tipos de modelos de negocio, algunos de ellos combinados (Figuras 8 y 9), estos son: · Introducción de publicidad · Imagen de marca · Subscripción · Gratis con pagos por conte- nidos Premium · Transaccionales · Combinados Las principales fortalezas identificadas en estos modelos de negocio de los OTT son: · Presentación directa a los usuarios de los servicios · Baja inversión de recursos y de espacios físicos · Facilidad e independencia para adaptar y modificar los servicios ofrecidos · Prestación de servicios sin límites geográficos Introducción de publicidad Imagen de marca Suscripción Gratis y existen pagos por conteni- dos premium Transaccional (pago por lo con- sumido) Combinados (Transaccionales + Suscripción) Los ingresos provienen principalmente de los espacios que ofrecen a marcas publicitarias. Se ofrece un servicio como entidad de marca, sin remuneración explíci- ta del mismo. El usuario paga una cuo- ta de suscripción por un periodo de tiempo en el que puede utilizar todas las opciones del sistema. El usuario puede utilizar de forma gratuita una serie de funcionalidades y pagar puntualmente o subscribirse por otras. El usuario paga por los contenidos que consume. Existen combinaciones de las anteriores donde se puede pagar una suscripción genérica y por contenidos puntuales. • KAKAOTALK (Koreana) • You Tube • Facebook • Blackberry Messenger • Facebook Messenger • *tve • Whatsapp • Netflix • Yomvi • Skype • A3Player (A3 Televisión) • Spotify* • Itunes • Bazuca (Latinoaméri- ca) • ArnetPlay (Argentina) • Filmin Modelo Detalle Ejemplo Price after free month ends on 10/30/15 USD7.99 USD8.99 USD11.99 HD available Ultra HD (when available) Screens you can watch on at the same time Watch on your laptop. TV, phone and tablet Unlimited movies and TV shows Cancel anytime Firt month free Smartphone Ordenador portátil Ordenador fijo Videoconsola Disco duro portátil Tablet Disco duro multimedia Mini-portátil Proyector AppleTV
- 10. 18 19ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Figura 12. Efecto visual de los principales factores que degradan la QoE en el streaming de video de los OTT. Fuente: [9]. Figura 13. Valores a lograr para una adecuada QoE . Fuente: [4]. · SLB ―Server Load Balancing― · Cache Server · Management Server El primer punto de introducción de una plataforma de iCa- ching debe ser en el área internacional de un operador, o sea en el NAP ―Network Access Point―, (Figuras 11 y 11a). Es ahí donde se reducen considerablemente los anchos de banda re- queridos en el segmento internacional y que traen importantes ahorros económicos a un operador, para lo cual deben ser con- siderados los siguientes aspectos a partir de las estadísticas: · Promedio de ancho de banda consumido por video · Sesiones simultáneas de video online · Sitiosdealtoratedevideoyquiénessonlosprincipalesusuarios · Estadísticas de tendencias por días, meses y años · Evaluación de la optimización potencial con el empleo del iCaching Sin embargo, a partir de un crecimiento dado de los servi- cios, especialmente los relacionados con el video, puede ser necesario el despliegue de estas plataformas en la capa de agregación y borde de un operador de telecomunicaciones, sobre todo cuando existe un importante tráfico de video. Cuando la carga de la red exceda 65% o la velocidad de Internet disminuya 20% comparada con su velo- cidad original, es cuando las CDN regionales deben ser desplegadas, lográn- dose ahorros de ancho de banda que pueden alcan- zar hasta 80%. Validación de la QoE en el servicio de video de los OTT Las principales métricas que evalúan una baja QoE en los servicios de TV sobre OTT son: · Largos retardos en la inicialización del video. (HLS 10 se- gundos mientras que DASH 2 - 4 segundos) Frecuentes Re-buffering. (Vaciado del Buffer) · Baja calidad del video. (Bit rate promedio) · Inadecuada sincronización entre el video y el audio · Limitación de selección de lenguajes y subtítulos · Los principales factores que degradan la QoE en el usuario final y su efecto visual se muestran en la Figura 12. Para lograr una adecuada QoE del usuario final se hace nece- sario el despliegue de las CDN. Estas deben tener un módulo Web Server compatible con el estándar MPEG-DASH utili- zando códec optimizados como el H.264 o mejor aún H.265, con el cual se logran importantes ahorros de ancho de banda Re buffering Pérdida de calidad (Conmutación de bit rate) Bloqueo (Vaciado del Buffer) Block dañados en el streaming de video y una elevada QoE en el servicio de navegación web ―Web Browsing―. (Figura 13) Métricas más ajustadas para un servicio de streaming de video como los ofertados por los OTT como NETFLIX recomiendan considerar algunos indicadores con sus res- pectivos valores. Conclusiones El actual esfuerzo que hacen los operadores de telecomu- nicaciones en la implementación de la banda ancha en sus países ha abierto una puerta competitiva a nuevos provee- dores de servicios sobre Internet, los cuales aprovechan su alcance geográfico ilimitado para competir con los servicios de telecomunicaciones que ofertan estos operadores locales. Sin dudas, un nuevo contexto competitivo con el cual hay que convivir mediante alianzas que permitan a los opera- dores obtener ganancias manteniendo su actual modelo de Figura 11. Introducción de una plataforma iCaching en el NAP. Fuente: [3], [5]. Figura 11a. Plataformas de iCaching en el NAP y en la capa de borde. Fuente: [3],[5] y [6].
- 11. 20 21ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA negocio pero adaptándolo con esta nueva visión del mercado y creando las condiciones tecnológicas en sus redes que le permitan ofrecer una adecuada QoE a sus usuarios. Desde el punto de vista de monetización y de control de los servicios todo operador debe ser capaz de determinar a partir de sus características financieras particulares si le es más conveniente crear alianzas con los OTT o si compite con ellos mediante la implementación de core IMS con pla- taformas de Rich Comunication Service (RCS), aunque es bueno destacar que este análisis dependerá del número de usuarios que el operador posea, pues su costo es elevado y el alcance de los servicios estará enmarcado en el dominio geográfico del operador y solo tendrá alcance internacional con otros operadores con IMS y plataformas RCS. La introducción de las CDN con plataformas de iCaching a nivel del NAP tiene una importante repercusión económica en el pago de ancho de banda inter- nacional para la oferta de estos servicios, sin que el operador pierda el control de los conteni- dos a ofertar al usuario final. El despliegue de estas redes CDN se determinará en fun- ción del análisis de las esta- dísticas que brinda esta pla- taforma de iCaching a nivel del NAP. Esto determinará Referencias bibliográficas [1] Conde del Oso, Luis. Validación de la QoE en los OTT-TV. CITIC, Ecuador, 2015. [2] Conde del Oso, L. “Propuesta para la Validación Objetiva de la calidad de video del Servicio de IPTV sobre la Red Objetivo de ETECSA”. Tesis de Maestría, ISPJAE, 2010. [3] Ericsson. Presentación Técnica Icaching. Documento Confidencial, 2015. [4] Rosario G. y Conde del Oso, L. Manual de usuario de Freeprobe. Documento Interno Telecom Italia – ETECSA. [5] Huawei. Presentación Técnica “Icaching”.Documento Confidencial, 2015. [6] ZTE. Presentación Técnica “Icaching”. Documento Confidencial, 2015. [7] Sandvine White. Paper Measurement Internet Video Quality, 2012. [8] Telchemy. Understanding IP Video Quality Metrics. Acceso: Febrero 2009, Disponible en: http://www.telchemy.com/appnotes/Un- derstanding%20IP%20Video%20Quality%20Metrics.pdf [9] Winkler, Stefan. P.M Measurement Quality of Experience for Over the Top service, Avvasi Technical Press. 2011. [10] Ixia. OTT video Testing, 2012. Figura 14. Indicadores para una adecuada QoE de los servicios de streaming de video de los OTT. Fuente: [8], [9] y [11]. cuándo es necesario su despliegue hacia la capa de borde de la red de un operador como ETECSA, para lo que se sugiere la evaluación de los parámetros de carga de red y de la velocidad del acceso a Internet expresados anterior- mente sobre el despliegue de las CDN y con ayuda de la medición de las métricas e indicadores que definen una buena QoE de los servicios ofertados como los mostrados en la Figura 14. Finalmente, debe destacarse que en la literatura técni- ca se expresa que el Retorno de la Inversión (ROI) de las plataformas de iCaching se obtiene entre los 12 a 18 meses de su instalación en la red de un operador de telecomunicaciones. (Artículo recibido en octubre de 2015 y aprobado en enero de 2016)
- 12. 23ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 22 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Introducción ETECSA como operador nacional de telecomunicaciones de Cuba ha tomado la decisión estratégica de desplegar una arqui- tectura IMS en la red como parte del plan de unificación hacia una arquitectura de servicios horizontal, comenzada hace va- rios años con la migración de los servicios de telefonía, datos y móvil hacia una nueva estructura de red tipo paquetes conocida como NGN ―Next Generation Network―. Sin embargo, el servicio nacional de distribución de televisión que se ofrece a clientes como el ICRT y Radiocuba se encuentra en la actuali- dad completamente vertical y separado del resto del proceso de integración. El presente artículo resume los detalles de una posi- ble solución a esta problemática, donde se hace uso de la arqui- tectura IMS-ZTE implementada recientemente en ETECSA. Servicio de distribución de TV en ETECSA El servicio de distribución de TV que ofrece ETECSAa clien- tes como el ICRT y Radiocuba se basa fundamentalmente en el transporte de los distintos canales de TV nacional hacia los trasmisores de televisión ubicados a lo largo y ancho de todo el territorio nacional, donde posteriormente la empresa Ra- diocuba se encarga de su radiación hacia los usuarios finales. Asimismo, la red de TV dentro de ETECSA facilita el inter- cambio de programación entre el ICRT (Cabecera Central) con los distintos Telecentros ubicados en las provincias y más recientemente (futuro cercano) en los municipios (programa- ción regional), según se muestra en la figura 1. Para conformar la red de distribución de TV, ETECSA utiliza enlaces de transmisión (sin conmutación) sobre los soportes RESUMEN En este trabajo se brinda una síntesis de la solución presentada para el diseño y fun- cionamiento de una nueva red de distribución de TV dentro de ETECSA soportada completamente en el backbone IP/MPLS, en la que se usa la moderna tecnología IMS. Esta nueva concepción permitirá eliminar completamente la red de distribución de TV soportada con tecnología TDM, (SDH/DWDM) pasando de una red de servicios de TV vertical (actual), hacia la plataforma de servicios horizontal NGN-IMS donde la TV podrá converger con el resto de los servicios de voz, datos y móvil, y crear así las condiciones para una futura plataforma 4 Play que se podrá brindar a toda la población en un futuro próximo. Palabras clave: IMS, IPTV, Convergencia SOLUCIÓN DE CONVERGENCIA IMS PARA LA RED DE TV DE CUBA Por: MSc. Elbert Mesa Rodríguez, Especialista B en Telemática, Dirección de Proyectos, División de Proyectos y Ejecución de Obras (DVPE), ETECSA. elbert.mesa@etecsa.cu ABSTRACT In this paper, a summary of the solution for the design and performance of a new TV distribution network, totally supported in backbone IP/MPLS with IMS modern techno- logy within ETECSA is provided. This new conception will allow to eliminate totally the TV distribution network supported by TDM technology (SDH/DWDM) from a network of vertical TV services (at present) to a horizontal NGN-IMS platform of services, where TV could converge with the rest of voice, data and mobile services and, thus, to create the conditions for a future 4 Play platform available to all population in a coming future. Key words: IMS, IPTV, Convergence TÉCNICA
- 13. 24 25ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Figura 4. Solución IMS para Red de distribución TV top view. Fuente: Elaboración propia. Figura 5. Conexiones del Sistema de IPTV con el core-IMS de ETECSA. Fuente: Elaboración propia. no se estén realizando transmisiones de TV en algunos de los canales, la red pueda reutilizar estos recursos (canales de 34Mb/s) para otros tipos de servicios (ejemplo telefonía, datos y móvil) y hacer un uso más eficiente del ancho de banda, y disminuir los costos de OPEX y CAPEX dentro de ETECSA. Para implementar la solución de control del nuevo servicio de TV se utiliza la tecnología IMS y no NGN tradicional, pues, como se muestra en la figura 3, es precisamente el estándar IMS el que permite que los operadores de teleco- municaciones puedan introducir el paradigma de Internet al interior de su red de comunicaciones [1], y permita resolver los problemas actuales de TV, así como garantizar una com- patibilidad total de convergencia de servicios (voz, datos, móvil y TV) dentro de ETECSA en una única infraestructura de red con un ahorro considerable en las inversiones futuras. En la figura 4, se muestra un esquema general ―top view― de nuestra solución, la misma permite hacer uso de las fun- cionalidades de control del IMS-ZTE instalado actual- mente en la red de ETECSAy las funcionalidades de conec- tividad de la red IP/MPLS. Se utilizan terminales IPTV con codificación de video MPG- 4 a 1.5 Mb/s (SD) y 8 Mb/s (HD) que interactúan con SIP con el CSCF ―Call Session Control Function― del core IMS-ZTE como se muestra en la figura 5. El AS-IPTV actúa como un MCU ―Mul- tipoint Conference―[2], re- transmitiendo los mensajes SIP de invitación a las sesio- nes multicast a los distintos usuarios de TV, se supone además un segundo core-IMS Huawei para mantener la red heterogénea. Figura 1. Servicio nacional de distribución de TV. Fuente: Elaboración propia. Figura 2. Red de de distribución de TV sobre transporte SDH/DWDM en ETECSA. Fuente: Elaboración propia. Figura 3. Paradigma NGN vs IMS. Fuente: Elaboración propia. de las distintas redes de trans- porte existentes, ya sea fibra óptica nacional o sistemas de micro-ondas digitales, estable- ciéndose para la operación de la red dos modos de trabajo el broadcast y el “reportaje”. En cualquiera de los casos para la transmisión de los ca- nales de TV se hace uso de enlaces TDM de 34Mb/s so- bre la red de trasporte SDH (nacional y provincial) donde se tiene como soporte óptico la red DWDM nacional. De esta manera, tenemos que para cada transmisor de TV del país o para cada telecen- tro regional (telecentros pro- vinciales) hay que establecer enlaces dedicados dentro de la red SDH/DWDM en la es- tructura de la red interna de ETECSA (Figura 2). En oca- siones las combinaciones de enlaces para llevar los canales de TV extremo a extremo en la Red resultan extremada- mente complicadas realizán- dose interconexiones entre enlaces SDH/DWDM y sis- temas de microonda PDH y SDH digitales que en la ma- yoría de los casos requiere de conmutaciones físicas en los ODF y DDF de los sitios in- volucrados y configuraciones puntuales en la gestión de los distintos equipamientos, lo que eleva los costos operati- vos y de mantenimiento de la infraestructura. Propuesta de solución del sistema Para poder superar las deficiencias de la red de distribución de TV existente, proponemos la implementación de la mis- ma en una infraestructura de conmutación de paquetes IP/ MPLS con funcionalidad de control de servicio IMS. De esta manera, los enlaces que se realicen para el servicio de broadcast hacia los transmisores de televisión, así como los reportajes de los telecentros provinciales (actualmente) y te- lecentros municipales (en un futuro) no sean dedicados den- tro de la red, como ocurre actualmente debido al uso de la tecnología SDH/DWDM. Así, cuando en un momento dado
- 14. 26 27ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Referencias bibliográficas [1] Camarillo, Gonzalo y García-Martín, Miguel. “The 3G IPMultimedia Subsystem”. Inglaterra, pp.34-50, 2006. [2] Poikselk¨a, Miikka. The IMS IP Multimedia Concepts and Services. 3rd Edition, pp. 100-120, 2009. [3] VanBosse, John G. Signaling in Telcom Networks. 2nd Edition, pp.89-100, Noviembre 2006. [4] Held, Gilbert. Understanding IPTV. 2nd Edition, pp.130-150, 2013. [5] Americas Telecom. Ultimate guide to IPTV. pp. 90-100, 2010. Para la migración de la red proponemos cuatro fases (Figura 7). En las tres primeras, se mantiene como redundante la red ac- tual en el dominio TDM y en el domino paquete se inicia la nueva red con una prueba piloto que se propone en la fase 1 entre el ICRT y dos Centros Trasmisores de TV en el oriente del país. Así, se irán incluyendo clientes hasta que en la fase 4 tengamos una potente red de TV lo suficientemente proba- da como para eliminar la vieja red del dominio TDM. Como puede apreciarse, se ha dado una solución a la red de distribución de TV de Cuba que posibilita su migra- ción desde una estructura TDM, implementada funda- mentalmente sobre SDH/DWDM, a una estructura en el dominio de paquetes IP/MPLS soportada por el nuevo core-IMS. Esta solución permite una efectiva conver- gencia IMS de la red de distribución de televisión, lo que implica un significativo ahorro en costos de OPEX y CAPEX dentro de la Empresa. Recomendamos que se analice la propuesta y se den los primeros pasos para la implementación de la prueba piloto que se plantea en la fase 1 de la solución. (Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016) Figura 6. Solución de acceso para la nueva Red de distribución de TV ETECSA. Fuente: Elaboración propia. Figura 7. Fases para la migración de la red de TV de Cuba. Fuente: Elaboración propia. Para la solución de acceso utilizamos la facilidad que nos brinda IMS de ser Access Independent [3], según mostramos en la figura 6. De esta manera, podemos hacer uso de prác- ticamente cualquier medio de acceso disponible en los sitios del cliente; si existe fibra (como en el ICRT) se pueden usar soluciones FTTx (FTTH, FTTB, FTTC, etc.) y soluciones GPON. En caso de que lo que exista sea cobre (telecentros provinciales, etc.), se usarán soluciones xDSL (ADSL2, VDSL). Está la posibilidad de usar sistemas de radio p2p con tecnología IP; así como tecnología WiFi si el cliente se encuentra en sitios distantes, ejemplo: centros transmisores de TV ubicados en elevaciones rurales.
- 15. 29ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 28 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Introducción Las SDN —Software Defined Network— continúan crecien- do en escala, complejidad e importancia, por lo que resulta necesario estudiar y evaluar el comportamiento de las aplica- ciones, protocolos y servicios que se implementen para estas redes. Los investigadores requieren de herramientas que les faciliten estudiar el comportamiento de estas redes y trabajar en su desarrollo. Las herramientas de simulación con soporte para las SDN brindan un entorno virtual para pruebas que reproducen el comportamiento de una red real y que permi- ten evaluar el desempeño de estas redes y desarrollar nuevas aplicaciones, protocolos, controladores y servicios. Para evaluar los elementos de las SDN es necesario co- nocer las métricas que brindan información relevante del desempeño de la red, relacionadas con los mensajes OpenFlow del protocolo, del controlador o de los swit- ches. También es importante definir las principales prue- bas que se pueden realizar en un escenario de simulación para extraer dichas métricas. En este artículo se detallarán las más importantes para las SDN, se analizarán algunas herramientas que permiten simular estas redes y se generalizarán algunas pruebas de configuraciones y desempeño que se pueden realizar en Mininet. Por último, se realizará la simulación de un escenario empleando Mininet, con el objetivo de obtener mediante las pruebas definidas, algunas de las métricas re- levantes para las SDN. Existen muchas métricas definidas para las redes tradiciona- les que también son válidas para las SDN como es el caso de la razón de pérdidas de paquetes, la latencia y variación de la latencia y el tiempo de activación del servicio; aunque también se han definido por la ONF métricas [1] que son específicas para ese tipo de redes, relacionadas con los men- sajes del protocolo OpenFlow, con el controlador OpenFlow o con los switches OpenFlow, a continuación se detallan las más importantes y otras incluidas por los autores. Entre las métricas cuantitativas para el protocolo OpenFlow se destacan: tiempo de respuesta del protocolo OpenFlow, tiem- po de activación del protocolo y duración de una entrada. Al- gunas de las métricas que se pueden obtener para cada contro- lador OpenFlow son: disponibilidad, confiabilidad, capacidad, EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO Y CONFIGURACIONES DE LAS SDN MEDIANTE LA SIMULACIÓN Por: Ing. Liz Gámez Picó; Dra. Caridad Anías Calderón; Ing. Susana Ballester Macías, Profesores del Departamento de Telecomunicaciones y Telemática, ISPJAE; Ing. Carlos M. Rodríguez Vergel, CNIC. liz.gp@electrica.cujae.edu.cu; cacha@tesla.cujae.edu.cu; sballesterm@electrica.cujae.edu.cu; carlos.vergel@cnic.edu.cu RESUMEN El desarrollo gradual de las SDN requiere de herramientas que permitan evaluar sus elemen- tos, siendo Mininet la más recomendable. El objetivo de este trabajo es destacar las métricas recientemente definidas por la ONF que se deben considerar para evaluar los elementos de la arquitectura SDN, así como definir diferentes pruebas de configuración y desempeño que se puedan realizar en Mininet para obtener dichas métricas. Como resultado de la investiga- ción se realiza un ejemplo práctico de una simulación de una red de campus SDN, aplicando las pruebas definidas. Palabras clave: Redes Definidas por Software, Simulación, Mininet, Métricas, Pruebas ABSTRACT SDN gradual evolution requires tools for elements assessment, being Mininet strongly recom- mended. This paper aims at highlighting the metrics recently defined by ONF1 that should be taken into account for assessing elements of SDN architecture, as well as for defining different configuration and performance tests that can be carried out in Mininet to obtain such metrics. As a result of this research, a practical sample of SDN campus network simulation applying defined tests is done. Key words: Software-Defined Networks, simulation, Mininet, metrics, tests TÉCNICA
- 16. 30 31ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Figura 1. Escenario de la simulación Fuente: Elaboración propia. $: cbench -c <IP del controlador> -p <puerto > -s <cantidad de switch> -M <número de host> -m <duración de la prueba en milisegundos> -l <cantidad de pruebas > -t Otras pruebas Las métricas cuantitativas para el switch OpenFlow de- finidas anteriormente se pueden obtener principalmente con las opciones del comando dpctl. Es necesario destacar que en los reportes técnicos del Grupo de trabajo para la evaluación y verificación de la ONF [15] se destacan otros aspectos que se pueden evaluar y mejorar en los switches y controladores OpenFlow, los cuales podrían apoyar las pruebas descritas anteriormente. Simulación del prototipo de una red de campus SDN En este apartado se realizará la simulación de un caso de uso de las SDN para evaluar el funcionamiento básico de los elementos que conforman la arquitectura SDN y en particular, el desempeño del controlador OpenDaylight que actualmente es uno de los proyectos de mayor impacto y desarrollo, integrado en un escenario con switches tradicionales, Open Switch y con la versión 1.3 del protocolo OpenFlow. Se trabajó con una máquina virtual con imagen de Ubuntu 14.04 de 64 bits disponible en [11]. 3) Rendimiento: Para cuantificar el rendimiento del controlador dado por (3) se puede utilizar la herramienta Cbench, en modo throughput. Razón de establecimiento de flujos (i)=(Cantidad de res- puestas OF (i))/(Duración de la prueba(i)) (3) 4) Eficiencia de las entradas instaladas en las tablas de flu- jo: Para conocer la cantidad de paquetes que coincidieron con alguna entrada en la tabla de flujos, se deben examinar estas tablas mediante el comando: $: dpctl dump-tables tcp:<IP del controlador>:<puerto>. El campo lookup de las tablas de flujo especifica la canti- dad de paquetes que fueron recibidos en el plano de datos y el campo match field, la cantidad de paquetes que coin- cidieron con las entradas existentes en la tabla de flujos, con estos datos se puede calcular la eficiencia como: Eficiencia= (Paquetes que coincidieron con alguna entrada)/ (Paquetes que fueron recibidos)×100% (4) 5) Escalabilidad (en función de la cantidad de nodos): Para obtener la máxima cantidad de switches y hosts que el contro- lador puede manejar se debe evaluar el impacto de aumentar la cantidad de nodos en la red, para lo cual se puede utilizar la he- rramienta Cbench en modo throughput ejecutando el comando: exactitud, seguridad y rendimiento. También se puede incluir la eficiencia de las entradas instaladas en las tablas de flujo que es el porcentaje de las consultas a estas de los flujos que coin- cidieron con alguna de las entradas y la escalabilidad que es el número máximo de switches que un controlador puede mane- jar sin que disminuya su rendimiento. [2] Herramientas de simulación con soporte para las SDN Actualmente, algunas herramientas de simulación se han creado y otras se han complementado para permitir la simu- lación de las SDN, entre las cuales se pueden destacar [3]: EstiNet, IxNetwork, ns-3, OMNeT++, OpenNet, fs-sdn y Mininet [4]. Teniendo en cuenta un conjunto de criterios que deben ser considerados en la herramienta que se utilice para simular las SDN, como la versión OpenFlow que soporta, el empleo de controladores, las métricas que permite obtener, si es un software de código abierto, la documentación que presenta para trabajar con las SDN y las herramientas con las que puede integrarse, se concluye que Mininet es actual- mente el mejor y más accesible simulador para el desarrollo de experimentos y pruebas sobre las SDN. Mininet es un emulador de código abierto desarrollado para crear, personalizar e interactuar con prototipos SDN. Las distribuciones de Mininet incluyen muchas aplicaciones de ejemplo, scripts y un editor gráfico de red, denominado Mi- niEdit, útil para la creación de topologías y otras configu- raciones. El simulador Mininet puede ser integrado con un gran número de herramientas de código abierto que permiten complementar sus prestaciones, como es el caso de los anali- zadores de protocolos, interfaces gráficas de usuario, y ben- chmarks entre los que se destacan el Disector de Wireshark de OpenFlow, ping, pingall y Cbench. [11] Pruebas de configuraciones y desempeño en Mininet En la simulación de las SDN se pueden definir dos ca- tegorías de pruebas: de configuraciones y de desempeño. Las pruebas de configuraciones tienen el objetivo de com- probar el correcto funcionamiento de las características básicas de la SDN simulada como, por ejemplo, la conmu- tación, el establecimiento de los flujos y la comunicación entre el controlador y los switches. Las pruebas de desem- peño permiten evaluar, entre otros, la escalabilidad, la uti- lización de los recursos y la confiabilidad del escenario, y deben estar basadas en las métricas cuantitativas definidas por la ONF analizadas anteriormente. A continuación, se generalizarán algunas de estas pruebas. Pruebas de configuración Las principales pruebas de configuración que se pueden lle- var a cabo para evaluar y caracterizar el funcionamiento de un escenario de SDN mediante su simulación en Mininet son: 1) Conectividad entre nodos: Ejecutando los comandos ping, pingall, iperf, etc. 2) Verificación del intercambio de mensajes OpenFlow: Me- diante la herramienta Wireshark aplicando el filtro para pa- quetes OpenFlow. 3) Integración con dispositivos tradicionales. Pruebas de desempeño Métricas típicas aplicadas a las SDN 1) Razón de pérdidas de paquetes: Se puede utilizar el co- mando ping, que muestra esta información, en función de la cantidad de mensajes ICMP intercambiados. 2) Latencia y variación de la latencia: Se puede em- plear el comando ping, que muestra una estadística con los valores mínimo, promedio, máximo y la desviación estándar del parámetro RTT durante el intercambio de mensajes ICMP. 3) Throughput: Se puede utilizar la herramienta de línea de comando Iperf. Métricas cuantitativas para el protocolo OpenFlow 1) Tiempo de respuesta del protocolo OpenFlow: Se definirá como Tresp_OF y está dado por [12]: Tresp_OF=2×Tprop+Ttx_(mensaje_OF)+Tprocesamien- to+Ttx_(respuesta_OF) (1) 2) Tiempo de activación del protocolo: El tiempo transcu- rrido entre el envío de un mensaje OFPT_PACKET_IN y el cambio en la entrada en la tabla de flujo, que también puede ser considerado como el tiempo de establecimiento de un flujo, se definirá como Tact_OF y está dado por [13]: Tact_OF=2×Tprop+Ttx_(packet_in)+Tprocesamiento_con- trolador+Ttx_(packet_out)+Tproc_sw (2) Se recomienda utilizar la herramienta Cbench en modo la- tencia, para lo cual se debe activar alguna aplicación en el controlador, y ejecutar Cbench desde otra sesión. 3) Duración de una entrada en la tabla de flujo: La duración de una entrada en la tabla de flujo está determinada por los campos idle_timeout y hard_timeout. El valor de estos cam- pos para cada entrada en la tabla de flujo se obtiene ejecutan- do la herramienta Dpctl. Métricas cuantitativas para el controlador OpenFlow 1) Disponibilidad: Se puede utilizar la herramienta top y analizar el parámetro uptime. 2) Capacidad: Se puede utilizar el comando top, que muestra la cantidad de memoria disponible, así como el porcentaje de memoria y de CPU utilizada por el controlador.
- 17. 32 33ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Referencias bibliográficas: [1] ONF. “Migration Tools and Metrics”. 2014. [2] S. G. Amin Tootoonchian, Yashar Ganjali y Martin Casado, Sherwood Rob. “On Controller Performance in Software-Defined Networks”. 2012. [3]E.B.Y.MohammedBasheerAl-Somaidai.“SurveyofsoftwarecomponentstoemulateOpenFlowprotocolasanSDNimplementation”. American Journal of Software Engineering and Applications, December 16, 2014. [4] Lantz, Bob B. H. y McKeown, Nick. “A Network in a Laptop: Rapid Prototyping for Software-Defined Networks”. Hotnets ’10, October 20–21, 2010. [5] Wireshark. Acceso: Noviembre 2015. Disponible en: http://www.wireshark.org/ [6] Shalimov, D. Z. A.; Zimarina, D.; Pashkov, V. y Smeliansky, R. “Advanced study of SDN/OpenFlow controllers”. Central & Eastern European Software Engineering Conference in Russia, noviembre 2013. [7] Sunnen, D. “Performance Evaluation of OpenFlow Switches”. Information Technology and Electrical Engineering, 2011. [8] Azodolmolky, S. Software Defined Networking with OpenFlow, 2013. [9] Vengainathan, B. “Benchmarking Methodology for OpenFlow SDN Controller Performance”. 2014. [10] ONF. “Interoperability Event Technical Issues”. 2013. [11] I.C.M.R.V. Ballester Macías, Susana; García Centeno, Alejandro; Casmartiño Bondarenko, Frank Camilo y Anías Calderón, Caridad. Monografía: Redes Definidas por Software (SDN). ed. 2014. (Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016) Figura 2. Interfaz Web de OpenDaylight. Fuente: Elaboración propia. Figura 3. Razón de establecimiento de flujos aumentando la cantidad de hosts. Fuente: Elaboración propia. Figura 4. Razón de establecimiento de flujos aumentando la cantidad de switch. Fuente: Elaboración propia. Para crear el escenario se utilizó el editor gráfico MiniE- dit y se ejecutó una aplicación SDN en ODL que permite trabajar con la interfaz Web del controlador e inicializar funciones básicas de red como el descubrimiento de topo- logía, estadísticas de los puertos y las tablas de flujo y la gestión de los switches. (Figura 1) En el escenario anterior se aplicaron las pruebas de confi- guraciones y desempeño definidas anteriormente, las cuales confirmaron el correcto comportamiento del escenario y del controlador OpenDaylight. Los resultados obtenidos para el rendimiento del controlador son los esperados bajo las condiciones de la prueba. Las figuras 2, 3 y 4 muestran los resultados de la razón de establecimiento de flujos aumen- tando la cantidad de switches y la cantidad de host, lo que permite llegar a conclusiones importantes de la escalabili- dad y del rendimiento del controlador. Conclusiones Las SDN significan una revolución en el mundo de las redes. El carácter aún novedoso de esta arquitectura exige profun- dizar en el estudio detallado de este tema, principalmente en su evaluación. La simulación de las SDN constituye un método muy útil para esto pues permite evaluar el desempe- ño y la funcionalidad de estas redes, para lo cual Mininet es la herramienta de simulación recomendada. En función de las pruebas que se realicen en cada simulación se podrá ex- traer determinada información relevante del escenario. La simulación de un escenario recreando un prototipo de una red de campus SDN, empleando Mininet, permitió obtener las métricas relevantes para las SDN y el desempeño del controlador OpenDaylight. Los resultados obtenidos per- mitieron analizar aspectos importantes como el rendimien- to y la escalabilidad del controlador y se pudo comprobar la importancia de la simulación para estudiar y evaluar el comportamiento de una red SDN, por lo cual se consideran cumplidos los objetivos propuestos.
- 18. 35ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 34 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Introducción La industria de las telecomunicaciones está experimentan- do una gran revolución y el catalizador de este cambio son los nuevos modelos de negocio y las tecnologías de Inter- net. El acceso ubicuo a servicios de voz, datos, video, mul- timedia, juegos, entretenimiento, etc, basados en IP, está conduciendo a la convergencia de industrias, servicios, re- des y modelos de negocio. La seguridad es un factor clave en las redes, por lo que es uno de los requisitos básicos a cumplir para el buen funcio- namiento de las mismas. Con el desarrollo de las Tecno- logías de la Información y las Comunicaciones (TIC), los teléfonos inteligentes ―smartphones―, la convergencia de servicios, la seguridad de la red IMS afronta muchas ame- nazas y retos. [3] El motivo de esta investigación está encaminado a analizar las arquitecturas IMS y SDN basada en el protocolo Open- Flow; identificar las principales medidas para garantizar la seguridad en IMS; así como identificar algunos beneficios que desde el punto de vista de la seguridad pueden ser utili- zados mediante la colaboración entre las dos arquitecturas. Medidas para garantizar la seguridad en redes IMS El subsistema multimedia IP (IMS) para defenderse uti- liza políticas de seguridad rigurosas y así prevenir ata- ques a la red. Con el objetivo de evitar agresiones a los elementos de la red en IMS se utilizan los controladores de borde de sesión (SBC). Los SBC ―Session Border Controller― usualmente se despliegan en la frontera de red IP para controlar las sesiones de audio, datos y video. Estas arquitecturas también se utilizan para esconder la topología de la red y para garantizar que las sesiones VoIP solamente se realicen contra los controladores au- torizados. Las principales medidas que deben ser adop- tadas son las siguientes: División por zonas de seguridad Según los principios de división por zona de seguridad defi- nidos en ITU E.408, la red IMS está dividida en las siguien- tes áreas lógicas: • Tipo entidad de red (NE) • Objetivos de seguridad • Políticas de seguridad Las subredes o los dispositivos que comparten los reque- rimientos de seguridad tienen estrechas relaciones de con- fianza y por tanto requieren iguales o similares políticas de control de acceso. Cada área lógica pertenecerá a una zona segura o de confianza, no segura o desmilitarizada. COLABORACIÓN DE IMS Y SDN-OPENFLOW Una arquitectura para mitigar problemas de seguridad en redes futuras Por: Ing. Yanko Antonio Marín Muro, Especialista de la Unidad de Control de la Dirección Territorial de Sancti Spíritus (DTSS), ETECSA; DrC. Ing. Félix Florentino Álvarez Paliza, Profesor Titular, Jefe de la disciplina de Sistemas de Telecomunicaciones, ISPJAE; Ing. Abel A. López Carbonell, Especialista principal del Departamento de Control de la División de Servicios Fijos (DVSF), ETECSA. yanko.marin@etecsa.cu; fapaliza@uclv.edu.cu; abel.lopez@etecsa.cu RESUMEN IMS es una arquitectura basada en el protocolo SIP que sirve como una infraestructura para el control de llamadas, sesiones y servicios en redes futuras. El Subsistema Multimedia IP (IMS) es una arquitectura de control para las redes de próxima generación (NGN). Se espera que esta arquitectura de red proporcionará nuevos servicios multimedia en entornos de redes convergentes. Las redes definidas por software (SDN) han surgido como un enfoque para fo- mentar la innovación en la red a través de una mayor flexibilidad, capacidad de programación, gestión y rentabilidad. En este trabajo se propone la colaboración de las arquitecturas IMS y SDN para mitigar problemas de seguridad en redes futuras. Para ello se empleo una plataforma de código abierto como laboratorio de pruebas para la enseñanza, el aprendizaje y la evaluación del desempeño de los principales elementos de esta arquitectura. Palabras clave: IMS, IP Multimedia Subsystem, SDN, OpenFlow, Open IMS Core ABSTRACT IMS is a SIP protocol-based architecture deployed as an infrastructure for call, session and service management in futu- re networks. IP Multimedia Subsystem (IMS) is a management architecture for next generation networks (NGN). It is expected that this network architecture provides new multimedia services in scenarios of converged networks. Softwa- re-defined networks (SDN) have emerged as an approach to promote network innovation comprising higher flexibility, programming, management and profitability capacity. This paper aims at proposing IMS and SDN architectures collaboration in order to mitigate security problems in future networks. To do so, an open-source platform as a testing lab is deployed for teaching, learning and performance assess- ment of the main elements of this architecture. Key words: IMS, IP Multimedia Subsystem, SDN, OpenFlow Open IMS Core TÉCNICA
- 19. 36 37ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Figura 2. Laboratorio de pruebas. Dominio ims-lab.cu. Fuente: Elaboración propia. rentabilidad. En las SDN se separa la lógica de control de los routers y switch de la conmutación de tramas y paque- tes. Con esta separación los routers se convierten en dis- positivos simples especializados en el reenvío de tramas y paquetes. [4], [5] La seguridad de la red es una parte notable de la seguri- dad cibernética y está ganando atención constantemente. Las prácticas tradicionales relacionadas con la seguridad de red se implementan desplegando firewalls, SBC, servidores proxy para proteger una red física. [6] En este aspecto, SDN ofrece una plataforma conveniente para centralizar, combinar y controlar las políticas y con- figuraciones para asegurarse de que la implementación cumple con la protección requerida. De esta manera de una forma proactiva se evitan brechas de seguridad [7]. Por otra parte, SDN proporciona mejores métodos para detectar y defenderse de ataques de forma reactiva. Debido a que SDN tiene la capacidad de recopilar estado de la red, se pueden analizar los patrones de tráfico en busca de amena- zas de seguridad potenciales. Los ataques, como ataques de ráfaga de baja velocidad y distribuidos de denegación de servicio (DDoS), se pueden detectar simplemente mediante el análisis de patrones de tráfico. [5] Al mismo tiempo, SDN proporciona un control programático sobre los flujos de tráfico. En consecuencia, el tráfico de inte- rés puede ser dirigido explícitamente a Sistemas Prevención de Sistemas Intrusos (IPSs) para los sistemas de Inspección Profunda de Paquetes (DPI). Si estos sistemas detectan ata- ques, la SDN puede instalar reglas de reenvío de paquetes a los dispositivos de conmutación para bloquear el tráfico malicioso cuando esté entrando o propagando por la red. [8] El control centralizado de SDN permite poner en cuarente- na dinámica a los host atacantes y obligarlos a pasar por un nuevo proceso de autenticación. Por último, SDN es más capaz de proporcionar un control directo y preciso sobre las redes, y le da la oportunidad de poner en práctica nuevas estrategias de protección de la seguridad. [8] Al analizar las potencialidades relativas a las aplicaciones de calidad de servicios, balance de carga y seguridad de las redes SDN que fueron abordadas muy brevemente, es evidente que la arquitectura IMS debe colaborar con la arquitectura SDN para que los elementos que las componen puedan en tiempo real realimentarse como por ejemplo de situaciones de seguridad en toda la red. Los dispositivos conmutadores de paquetes de la red deben soportar Openflow que es el protocolo estándar entre la capa de infraestructura y la de control. Bajo Figura 1. FOKUS OPEN IMS CORE. Fuente: Open IMS FOKUS. Segregación de los servicios Para asegurar la transmisión de datos entre las zonas de seguridad, en IMS se adopta el principio de segregar los servicios. Con esta política de seguridad se garantiza que un servicio no pueda afectar a otro. Estas políticas utili- zan las tecnologías de redes de área local virtual (VLAN) y redes privadas virtuales (VPN) para aislar los flujos de datos de diferentes zonas. Mediante la segregación de los servicios, la red IMS puede funcionar de una forma más estable y segura. Codificación IPSec IMS utiliza una red portadora dedicada para la transmisión IP y que generalmente es segura. Sin embargo, en algunos escenarios pueden existir algunos riesgos y tal es el caso de cuando se transmiten datos entre dos redes IMS. Para evitar los riesgos de seguridad en este tipo de entornos, la tecnolo- gía IPsec ―IP security― puede ser utilizada para codificar la información sobre esta red. Medidas de seguridad en el plano de control En el plano de control se deben proteger la topología de la red, cuentas, claves, información personal y autentificación de los usuarios. En IMS la protección contra usuarios no autorizados se garantiza con los mecanismos de autentifica- ción. La protección contra la divulgación de la topología de la red es una de las medidas de seguridad más importantes que no pueden omitirse en el diseño de un sistema. Campo de pruebas IMS En este trabajo proponemos la implementación de un cam- po de pruebas de IMS sobre el sistema operativo Debian 7 Wheezy que ayudará a los investigadores a crear su propio núcleo IMS con el objetivo de estudiar los protocolos de estas redes; así como evaluar el comportamiento de las mis- mas ante los diferentes tipos de ataques que fueron presen- tados anteriormente. Conocer la naturaleza de cada uno de los ataques permitirá crear implementaciones de redes más seguras en cualquier nivel de la red de telecomunicaciones. Para ello utilizamos la plataforma Open IMS Core que es una implementación de código abierto del núcleo de una red IMS, y que consiste de un P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, y un HSS (Figura 1). Open Source IMS Core System es un sistema multimedia IP para pruebas desarrollado por el Instituto Fraunhofer Fokus y no está concebida para apli- caciones comerciales. El subsistema creado por FOKUS es un entorno ideal para desarrolladores que desean crear aplicaciones y servicios basados en IMS. Los componentes del CORE IMS de FOKUS están basados en el software de código abierto SIP Express Router (SER). En esta etapa ini- cial de la investigación fue instalado Open IMS Core en un servidor Debian 7 Wheezy y se configuraron cada uno de los nodos IMS para trabajar localmente el propio servidor. En la segunda etapa de la investigación, se instalará cada nodo en un servidor diferente para aumentar el rendimiento del núcleo de IMS y disminuir el tiempo de respuesta de la red. En la Figura 2, se puede observar el topológico de la prueba de campo propuesta. Después de configurado el nú- cleo de IMS se procederá a instalar un cliente IMS en las PC1 y PC2. SP1 y SP2 serán dos teléfonos SIP MITEL 5212. Los ordenadores WF1 y WF2 accederán a la red vía WiFi y tendrán instalado clientes IMS. Los teléfonos inteligentes 555555 y 888888 accederán a la red vía WiFi utilizando la aplicación IMSDROID. En la tercera etapa de la investigación, se instalará el núcleo de IMS en la plataforma de virtualización PROXMOX con el objetivo de incrementar el rendimiento de la red. Para lograr lo anterior se crean máquinas virtuales realizando funciones específicas de P-CSCF, S-CSCF. Al incrementar la cantidad de nodos del núcleo de la red se garantiza un incremento de la capacidad de procesamiento de sesiones así como la mejora de la fiabilidad del sistema ante el fallo de algún nodo. Colaboración de IMS y SDN-OpenFlow. Una arquitectura para mitigar problemas de seguridad en redes futuras Las Redes Definidas por Software (SDN) ―Software De- fined Network― se presentan como un nuevo paradigma de red que tiene el objetivo de solucionar los problemas de complejidad, escalabilidad y dependencia de proveedores de las redes actuales. Las SDN han surgido como un enfo- que para fomentar la innovación en la red a través de una mayor flexibilidad, capacidad de programación, gestión y HSS: 192.168.8.181 hss@ims-lab.cu P-CSCF: 192. 168.8.182 pcscf@ims-lab.cu I-CSCF: 192. 168.8.183 icscf@ims-lab.cu S-CSCF: 192. 168.8.184 scscf@ims-lab.cu LEYENDA Señalización Señalización + Datos de Usuario
- 20. 38 39ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Conclusiones Para implementar redes que satisfagan los requerimien- tos de los usuarios de aquí en adelante, se hace necesario un cambio en la concepción de las arquitecturas de te- lecomunicaciones actuales. IMS llegó para cumplir con el sueño de las redes completamente IP, convergencia fijo-móvil e Internet, así como para resolver los proble- mas de calidad de servicio y seguridad de las redes an- teriores. Como toda arquitectura, IMS posee sus propias amenazas de seguridad y es por eso que en esta inves- tigación fueron abordadas las principales medidas que deben ser tomadas. También se propone la implementación de un banco de prueba que ayudará a los investigadores a crear su propio núcleo IMS con el objetivo de estudiar los protocolos de estas redes; así como evaluar el comportamiento de las mismas ante diferentes tipos de ataques. Finalmente, se propone la colaboración de las arquitecturas IMS y SDN para mitigar problemas de seguridad en redes futuras. Referencias bibliográficas [1] Qadeer, M. A.; Khan, A. H.; Ansari, J. A. y Waheed, S. “IMS Network Architecture”. International Conference on Future Computer and Communication. ICFCC, pp. 329-333, 2009. [2] Boucadair, M. y Jacquenet, C. “Software-Defined Networking a Perspective from within a Service Provider Environment”. Acceso: Octubre 2015. Disponible en: https://tools.ietf.org/html/rfc7149 [3] Natouri, S. y Lac, C. “IMS threats taxonomy: Survey and proposal”. International Conference on Computing, Management and Tele- communications (ComManTel), pp. 315-320, 2013. [4] "Software-Defined Networking (SDN) Definition - Open Networking Foundation”. Acceso: Octubre 2015. Disponible en: https:// www.opennetworking.org/sdn-resources/sdn-definition [5] Xia, W.; Wen, Y.; Foh, C. H.; Niyato, D. y Xie, H. “A Survey on Software-Defined Networking”. IEEE Commun. Surv. Tutor. Vol. 17, No. 1, pp. 27-51, Firstquarter 2015. [6] Yan, Q.; Yu, R.; Gong, Q. y Li, J. “Software-Defined Networking (SDN) and Distributed Denial of Service (DDoS) Attacks in Cloud- Computing Environments: A Survey, Some Research Issues y Challenges”. IEEE Commun. Surv. Tutor. Vol.17, No. 99, p.1, 2015. [7] Nguyen, V.-G.; Do, T.-X. y Kim, Y. “SDN and virtualization-based LTE mobile network architectures: A comprehensive survey”. Wirel. Pers. Commun.. Vol. 86, No. 3, pp. 1401–1438, 2016. [8] Ali, S. T.; Sivaraman, V.; Radford, A. y Jha, S. “A Survey of Securing Networks Using Software Defined Networking”. IEEE Trans. Reliab., Vol. 64, No. 3, pp. 1086-1097, 2015. (Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016) Figura 3. Colaboración de IMS, SDN basada en el protocolo OpenFlow. Fuente: Elaboración propia. este escenario es necesario pensar en la integración de las dos arquitecturas de forma tal que permita la creación de servicios IMS novedosos mediante el intercambio de señalización entre el control de IMS y aplicaciones de SDN. En redes donde el servicio IMS no sea virtual se pueden sustituir los switch y routerporequipamientosquesoportenelprotocoloOpenFlow. De esta forma se puede realizar una migración de los servicios IMS sin necesidad de cambiar el núcleo de la red. Para el caso especial de la seguridad en IMS para mitigar los ataques de denegación de servicio y paquetes mal for- mados se propone la creación de una aplicación SDN espe- cializada en este tipo de ataques (Figura 3). La aplicación SDN podrá a partir de la información estadística que está concebida en el propio protocolo OpenFlow chequear las velocidades de señalización en múltiples puntos de la red, aplicar reglas de denegación a usuarios maliciosos o trans- ferir los datagramas a otras aplicaciones DPI antes de que los mensajes SIP sean enviados al P-CSCF. Para los ataques de lógica de servicio la aplicación SDN puede emplear filtros para verificar que los mensajes SIP cumplen con lo definido en los estándares de este protocolo. Las aplicaciones SDN corren sobre servidores y platafor- mas de virtualización que ante ataques y sobrecargas pue- den auto ajustarse por ejemplo incrementando la cantidad de memoria o de procesamiento sin necesidad de incremen- tar hardware en el núcleo de la red IMS. Criterios a tener en cuenta en la arquitectura para mejorar la seguridad de la red: - Delegar las tareas a varios controladores SDN (en lugar de un solo controlador) - Separar en el controlador SDN las funciones de control de las de monitoreo con el objetivo de evitar sobrecargas - Desarrollar procedimientos a nivel de aplicación para dis- tinguir entre ataques de alta y baja resolución - Detectar ataques de alta resolución como el envenena- miento ARP Cache (ARP Cache Poisoning), y ARP Spoo- fing, que no pueden ser identificados sin tener acceso a to- dos los paquetes entrantes de un dispositivo de red - Detectar ataques de baja resolución como DoS, DDoS y amplificación DNS, sin analizar 100% de los paquetes en- trantes a un dispositivo - Crear una API que permita la comunicación entre los ele- mentos de control de la arquitectura IMS del 3GPP y las aplicaciones de la arquitectura SDN para que exista colabo- ración entre las dos arquitecturas - Crear una API que permita la comunicación entre los PRCF, PCEF de la arquitectura IMS y las aplicaciones en- cargadas de garantizar la calidad del servicio (QoS) de la arquitectura SDN Business Applications Network Services Network Services DPI + SEGURIDAD APPLICATION LAYER CONTROL LAYER INFRESTRUCTURE LAYER
- 21. 41ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 40 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Introducción Las redes LTE son redes móviles consideradas de cuarta ge- neración a partir de su release 10 (LTE-Advanced). Presen- tan una mayor eficiencia espectral, mayores velocidades y menor latencia que sus predecesoras 3G. La arquitectura de radio LTE, conocida como EUTRAN ―Evolved Universal Terrestrial Radio Access― es simple [1]. Está compuesta por los UE ―User Equipment―, los eNB enhanced Node B, las interfaces X2 entre los eNB y las interfaces S1 con los nodos MME y S-GW del EPC ―Enhanced Packet Core―. Los eNB son los encargados de manejar toda la interfaz de radio del sistema. Ellos son los que realizan la asignación de recursos de radio a los UE para que estos puedan transmi- tir sus datos. Existen diversos mecanismos para realizar la administración de los recursos de transmisión, guiados por métricas diferentes. El operador debe escoger entre las exis- tentes la que se adecue más a sus necesidades. Las redes LTE tienen un factor de reutilización de frecuen- cias 1, por lo que disminuir la interferencia es muy impor- tante para mejorar el desempeño del sistema. Las técnicas de reutilización fraccional de frecuencias son mecanismos de coordinación de interferencias interceldas utilizadas para minimizar las interferencias entre las transmisiones de las celdas vecinas. No obstante, existen muchas variantes de reutilización fraccional de frecuencias a disposición del operador. La elección de la técnica óptima para mejorar el desempeño de la red es un dilema a resolver por el operador. En el presente trabajo se realizan simulaciones de parejas de técnicas de asignación de recursos de radio y de coordi- nación de interferencias interceldas para brindar recomen- daciones acerca de cuáles de ellas proporcionan el mayor throughput al sistema. Por: Ing. Yenkell Lliteras Cebada, Especialista C en Telemática, Centro de Gestión Regional Móvil, Dirección Territorial Camagüey (DTCM), ETECSA; MSc. Carlos Alberto Rodríguez López, Profesor Titular Universidad Central de Las Villas. yenkell.lliteras@etecsa.cu; crodrigz@uclv.edu.cu RESUMEN La elección de los mecanismos de asignación de recursos de radio y de coordinación de interferencia interceldas a utilizar en las redes LTE tiene un gran impacto en la transmisión de datos del sistema. Existen múltiples combinaciones de estas técnicas a utilizar por los operadores en sus redes con diferentes resultados. En el trabajo se simulan varias parejas de estos mecanismos en un escenario para evaluar su desempeño. Finalmente se recomienda el uso de las parejas de mecanismos que logran los mayores valores de throughput. Palabras clave: Asignación de recursos de radio, Bloque de recursos, Coordinación de interferencias interceldas, Reutilización fraccional de frecuencias ABSTRACT The choice of radio resources allocation and inter-cell interference coordination techniques to be used on LTE networks has a great impact on system’s data transmission. There are several combinations of these techniques that operators may use on the networks with different results. In this paper several pairs of techniques are simulated in a scenario for assessing their performance. Finally, the use of pairs of techniques for achieving higher throughput rates is recommended. Key words: radio resources allocation, resource block, inter-cell interference coordination, frequency fractional reuse ASIGNACIÓN DE RECURSOS DE RADIO Y COORDINACIÓN DE INTERFERENCIAS INTERCELDAS EN REDES LTE TÉCNICA
- 22. 42 43ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA común a todas las celdas y otra exterior para los UE del borde. Los UE del centro pueden utilizar todas las sub-ban- das, incluyendo las pertenecientes a los bordes de las demás celdas, pero lo hacen transmitiendo a baja potencia. [5] • Reutilización fraccional mejorada de frecuencias (EFFR): divide la banda de frecuencias en sub-bandas que se encuen- tran distribuidas entre las celdas vecinas [6]. Las sub-ban- das de cada celda se dividen en una parte de reutilización 1 y otra parte de reutilización 3. La parte de reutilización 1 puede ser aprovechada por todas las celdas y la parte de re- utilización 3 puede usarse nuevamente, pero solo por celdas en un esquema 3x1. Técnicas y Mecanismos Las técnicas de asignación de recursos de radio distribuyen los bloques de recursos (RB) disponibles para la transmi- sión según determinadas métricas. Estas pueden basarse en el estado del canal de comunicaciones en un instante dado, en reglas matemáticas y en la calidad del servicio, entre otros parámetros. [7] • Mecanismo Round Robin (RR): divide los RB disponi- bles entre la cantidad de pedidos de transmisión de los UE conformando una cola circular [8]. Si la cantidad de RB es suficiente como para servir a los UE que demandan recursos se distribuyen entre estos equitativamente. Si los recursos no fueran suficientes para brindar a cada uno de los UE la posibilidad de transmitir en el TTI, se formará una cola en la que los primeros en entrar serán los primeros en salir. • Planificador Maximum Throughput en el dominio de la frecuencia (FDMT): asigna el RB al UE que tenga las me- jores condiciones de propagación según el indicador de ca- lidad de canal (CQI) de la sub-banda enviado por el UE al eNB [9]. En el dominio del tiempo (TDMT) le asigna al UE que pueda alcanzar la mayor tasa de transmisión todos los RB del TTI, calculados según el indicador de calidad de canal global de toda la banda. • Blind Equal Throughput: se enfoca en lograr que todos los UE tengan el mismo throughput. En el dominio de la frecuen- cia (FDBET) calcula el inverso del throughput acumulado dentro de un rango de tiempo de todos los UE [10].Al UE que tenga la mayor métrica y por ende el menor throughput acu- mulado se le asignará un RB y se volverá a calcular la métrica esta vez añadiendo la transmisión del RB otorgado. • Mecanismo de Proportional Fair (PF): utiliza el throu- ghput pasado del UE como un peso del throughput esperado de forma tal que los usuarios que experimentaron un menor throughput anteriormente sean servidos con prioridad. [11] Simulación Los mecanismos de asignación de recursos de radio y de re- utilización de frecuencias descritos anteriormente son simu- lados en el simulador de eventos discretos ns-3. El escenario recreado consta de tres eNB separados a 1km de distancia entre ellos. Cada eNB consta de una celda omnidireccional y tiene alrededor de 16 UE distribuidos en forma de cuadrí- cula con una separación en el eje x de 250 metros y en el eje y de 200 metros. En la Tabla 1 se muestran los parámetros de las simulaciones. Tiempo simulación 100 segundos Portadora EPS GBR_CONV_VIDEO Ancho banda 25RB (5MHz) Potencia eNB 30 dBm Potencia UEs 10 dBm Altura eNB 7 m Altura UE 1,5 m Figura de ruido eNB 5 dB Figura de ruido UE 9 dB Modelo de propagación Friis Tabla 1. Características de las simulaciones. Fuente: Elaboración propia. Los resultados de las simulaciones fueron procesados usan- do el software Matlab R2014a. Simulando RR con todas las técnicas de reutilización frac- cional de frecuencias, se observa que con HFR y FFR se obtiene el mayor throughput, como se puede apreciar en la figura 1, en la función de distribución acumulada (CDF) del throughput alcanzado por los UE en la celda 1. FFR es la técnica que brinda todos los RB al sistema para su asignación, por lo que de ser posible la transmisión en un ambiente con bajos niveles de ruido brinda la mayor Figura 1. CDF de throughput de UEs en celda 1 con RR. Fuente: Elaboración propia. • Reutilización estricta de frecuencias (STFR): mezcla entre FFR y HFR. El espectro se divide entre una sub-banda co- mún para el centro de las celdas donde se aplicará FFR y una cantidad de sub-bandas que se utilizarán en cada uno de los bordes de las celdas y en las que se aplicará HFR. En total se requiere dividir el espectro en N+1 sub-bandas. [3] • Reutilización blanda de frecuencias (SFR): divide el ancho de banda de la celda en N sub-bandas. En la variante 1 (SFR1) cada celda utiliza una sub-banda para las transmisiones en la zona del borde de la celda y el resto de las sub-bandas para la zona central [4]. En la variante 2 de SFR (SFR2) los usuarios del centro de la celda no tienen acceso a la sub-banda externa. • Reutilización blanda fraccional de frecuencias (SFFR): divide el ancho de banda disponible en N+1 sub-bandas. Las sub-bandas se dividen en una zona central, una media Tipos de reutilización de frecuencia • Reutilización fraccional de frecuencias: familia de técni- cas de coordinación de interferencias interceldas utilizada en redes LTE. Consiste en la división del espectro electromag- nético en bandas de frecuencias que se asignan entre los eNB vecinos de forma tal que no se interfieran las transmisiones. Las bandas pueden dividir el eNB en diferentes áreas inte- riores o exteriores [2], provocando que los UE más cercanos al eNB transmitan en bandas distintas a las de los UE más alejados del eNB. • Reutilización total de frecuencias (FFR): transmite en toda la banda de frecuencia por todos los eNB. La técnica de reutilización dura de frecuencias (HFR) divide el es- pectro en determinadas sub-bandas de frecuencia y cada celda transmite solamente en la sub-banda de frecuencia asignada a ella.
- 23. 44 45ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Conclusiones En el trabajo se han realizado simulaciones de varias técnicas de asignación de recursos de radio y de coordinación de in- terferencias interceldas con el propósito de brindar recomen- daciones a los operadores en el momento de utilizar la me- (Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016) Referencias bibliográficas [1] ETSI TS 136 300 V12.4.0. LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2. Acceso: octubre 12, 2015. Disponible en: http://www.etsi.org/deliver/ etsi_ts/136300_136399/136300/12.04.00_60/ [2] Chandra, Thapa y Chandrasekhar, C.; “Comparative evaluation of fractional frequency reuse (FFR) and traditional frequency reuse in 3GPP-LTE downlink”. International Journal of Mobile Network Communications and Telematics (IJMNCT). vol. 2, no. 4, pp. 45-52, agosto, 2012. [3] Ronald, Chang et al. “A Graph Approach to Dynamic Fractional Frequency Reuse (FFR) in Multi-Cell OFDMA Networks”. Mitsu- bishi Electric Research Laboratories, TR2009-037, Cambridge, Estados Unidos de América, julio 2009. [4] Huawei. “Soft Frecuency Reuse Scheme for UTRAN LTE”. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #41, Atenas, Grecia, mayo 2005. [5] Kwon, Young Min. “Power Control for Soft Fractional Frequency Reuse in OFDMA System”. Computational Science and its Appli- cations International Conference, Fukuoka, Japón, 2010. [6] Xie, Zheng y Walke, Bernhard. “Enhanced Fractional Frequency Reuse to Increase Capacity of OFDMA Systems”, Third Internatio- nal Conference on New Technologies, Mobility and Security (IEEE NTMS 2009), egipto, 2009. [7] Capozzi, Francesco et al. “Downlink Packet Scheduling in LTE Cellular Networks: Key Design Issues and a Survey”. Communica- tions Surveys & Tutorials, IEEE, vol. 15, no. 2, pp. 678-700, junio 2012. [8] Mahida, Siddharth y Durvesh, Aslam. “Design and Performance Evaluation of DL MAC Scheduling Model in LTE”. International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication, vol. 2, no. 1, pp. 17–19, junio 2014. [9] Dahlman, Eric; Parkvall, Stefan y Sköld, Johan. 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband. 1era ed. Oxford: Elsevier, pp. 81-95, 2011. [10] Dong, Yangyang. “LTE MAC Scheduler investigation”. Tesis de Maestría, Universidad de Bremen, Bremen, septiembre 2011. [11] Fouziya, S. y Nakkeeran, R. “Study of Downlink Scheduling Algorithms in LTE Networks”. Journal of Networks, vol. 9, no. 12, pp. 3381-3391, diciembre 2014. jor pareja de mecanismos de forma tal que se logre el mayor throughput en el sistema. Se recomienda el uso de HFR o FFR en caso de utilizar FDMT, TDMT, RR y FDBET en la red. Si se utiliza PF se recomienda el uso de EFFR o SFFR. Como se puede apreciar en la figura 4, FDBET logra los mayores valores de throughput con HFR y FFR. En las simulaciones PF combinada con EFFR y SFFR lo- gran los mayores valores de throughput (Figura 5). La segmentación del espacio lograda por SFFR en tres zo- nas dentro de la celda, a diferencia del resto de las técnicas que lo hacen en una o dos zonas posibilita el aumento del SINR y del throughput en la celda. El diseño de EFFR permite escoger los mejores RB que se pueden asignar entre todos los disponibles, de forma tal que asigna los de mayor SINR de toda la banda, garantizando alcanzar mejores esquemas de modulación y codificación, aumentando el throughput. Figura 5. CDF de throughput de UEs en celda 1 con PF. Fuente: Elaboración propia. cantidad de recursos para transmitir y por ende, en ese caso posibilita obtener un throughput elevado. En el caso de HFR limita la interferencia al segmentar total- mente el ancho de banda del sistema, de forma que posibilita alcanzar mayor SINR y mejores esquemas de modulación y codificación, aumentando el throughput. En el caso de FDMT se observa que con HFR y FFR se ob- tiene el mayor throughput, como se puede apreciar en la fi- gura 2, en la función de distribución acumulada (CDF) del throughput alcanzado por los UE en la celda 1. Con TDMT se puede observar en la figura 3 que HFR y FFR obtienen el mayor throughput dentro de las técnicas de reuti- lización de frecuencias. Figura 2. CDF de throughput de UEs en celda 1 con FDMT. Fuente: Elaboración propia. Figura 3. CDF de throughput de UEs en celda 1 con TDMT. Fuente: Elaboración propia. Figura 4. CDF de throughput de UEs en celda 1 con FDBET. Fuente: Elaboración propia.
- 24. 47ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 46 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. LAC 33 (GSM) & 333 (UMTS) LAC 331 (GSM) & 332 (UMTS) Figura 1. Proceso de optimización. Premisas. Fuente: Elaboración propia. Introducción La red móvil en Cuba ha priorizado los servicios de voz y, además, la disponibilidad de la mayor capacidad posible para los servicios de datos. En este sentido, se aprecia un incremento importante de recursos EDGE y un despliegue discreto, en el número de radio bases de tercera generación, Nodos B. La experiencia adquirida en la operación de redes de acceso móviles (TDMA & GSM) aplica también ahora al nuevo es- cenario GU donde interactúan GSM y UMTS. El reto mayor es mantener los indicadores de calidad cuando el escenario cambia constantemente en el número de usua- rios y en los servicios ofrecidos. En este sentido, conviene partir de dos premisas: - la red móvil es un sistema que cambia constantemente. - la optimización es una tarea siempre incompleta. (Figura 1) La interacción de las diferentes áreas es de suma importan- cia, por lo que una visión de proceso facilita el trabajo y po- tencia el sistema. Las acciones de optimización deben atender al compromiso entre la capacidad del sistema y la cobertura del mismo [1], [2]. Ambos aspectos redundan en satisfacción del cliente y se potencian individualmente en detrimento del otro. Abor- darlos simultáneamente puede elevar los costos de manera importante. (Figura 1) Optimización GU La red móvil en el territorio de Ciego de Ávila ha experi- mentado un importante y sostenido crecimiento en el núme- ro de usuarios que no se ha acompañado en todo momento con un crecimiento en los recursos de red, lo que ha origina- do problemas de congestión. Definir los escenarios de operación y las prioridades de optimización fue objeto de este trabajo. En este punto es conveniente tratar por separado, tanto como sea posible, las redes de segunda y tercera generación. Es importante destacar que si bien el principio de funcionamiento del sis- tema es similar, existen significativas diferencias al interior de cada arquitectura. El análisis del desempeño a través de los indicadores de ca- lidad (KPI) permite establecer las prioridades de trabajo. No basta con cumplir determinados umbrales prestablecidos, los desempeños más bajos siempre deben constituir objeto de análisis y prioridades a la hora de optimizar. Otro aspecto fundamental es el volumen de tráfico, el cual también esta- blece prioridades, por el peso de cada desempeño individual en el global del LAC —Location Area Code—. OPERANDO UNA RED GU. OPTIMIZACIÓN Por: MSc. Ing. Maykel Molina Sotolongo, Especialista C en Telemática, Departamento Servicios Móviles, Dirección Territorial Ciego de Ávila (DTCA), ETECSA. maykel.molina@cubacel.cu RESUMEN Este trabajo tiene como objetivo abordar un grupo de soluciones técnicas que permiten recuperar los indicadores de calidad del servicio de la red móvil de ETECSA en Ciego de Ávila. Se documentan aquellas, que a juicio del autor, resultan más novedosas y tienen un mayor impacto en la red. Se anali- zan las recomendaciones de los proveedores en la implementación de cada funcionalidad y se ajustan en cada caso a las especificidades del sistema. Además, se tiene como premisa que todo proceso de este tipo está siempre incompleto dada la constante evolución del escenario, y elevar la percepción de calidad del servicio de los usuarios es la principal motivación para acometer tareas en este sentido. Palabras clave: Handover ABSTRACT This paper aims at dealing with a set of technical solutions that allow recovery of quality of service indicators of the mobile network of ETECSA in Ciego de Ávila. According to the author´s point of view, the latest technical solutions and having higher impacts on network are explained. Provider re- commendations for implementing each functionality are analyzed, and system specifications in each case are adjusted. Besides, we start from the premise that given the continuous development of the scenario all process of this type is always incomplete and raising quality of service perception of users is the main incentive for carrying out actions in this sense. Key words: Handover TÉCNICA Proceso Costo
- 25. 48 49ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA varios ajustes para lograr el funcionamiento deseado. La mayor atenciónestuvodirigidaunavezmásalcontroldeloshandovers. Aplicación del TRX priority Otro caso significativo fue AMO9031, celda con volúmenes significativos de tráfico y congestión, y decisiva en el desem- peño global del LAC. En este caso se ejecutó una ampliación de los recursos de radio hasta donde lo permitió el hardware nativo del sector. Aunque la primera acción tuvo un impacto positivo no resolvió del todo la congestión por lo que se procedió a es- calar nuevamente los recursos de radio a partir de las reservas del sistema de radiación de un sector adyacente (AMO9032), en este punto se pasó a penalizar a partir de la prioridad del TRX (AMO90325: TRX priority level 2). (Figura 5) Datos/EDGE Desde inicios de 2014, el tráfico de datos en la red móvil creció de manera importante con la apertura del servicio de correo Nauta, que superó ampliamente al tradicional servicio de mensajería multimedia (MMS) en la solicitud de recursos. En la red de acceso este servicio no prioritario colapsó en muchos casos la disponibilidad de recursos, contribuyendo al deterioro del desempeño a través de eventos de congestión. Se procedió entonces a dimensionar nuevamente la interfaz Abis de la totalidad de radio bases del territorio para el nuevo escenario con una importante cobertura EDGE. Figura 5. Ampliación AMO9031. Estrategia. Fuente: Elaboración propia. Un canal de datos PDTCH es mapeado en una ranura de tiempo en la interfaz Abis denominada IdleTS. En EDGE cada PDTCH puede ocupar hasta 4 ranuras de tiempo en el Abis, en dependencia del esquema de codificación MCS1-9, ajustado por el sistema para la conexión. [4], [5], [6] Este trabajo arrojó que un importante número de celdas del LAC no contaban en su interfazAbis con el número suficiente deIdleTSparabrindarlamayorrazóndetransferenciadedatos, esta situación además incidía en la disponibilidad de recursos al retardar la liberación de los mismos una vez alcanzados. Se tuvo como criterio concebir el dimensionamiento para una disponibilidad de 50% de los canales de tráfico. Finalmente, se amplió el Abis en todas las celdas en cuestión y el nuevo flujo se destinó íntegramente a datos. BCCH extendido Otra acción con repercusión positiva en los servicios de voz y datos fue analizar los paging descartados en las celdas del territorio, de esta forma se determinó en cuáles era conve- niente extender el BCCH. La estrategia en este primer mo- mento, dado el limitado desarrollo de los servicios de datos fue contraria a la recomendación de los proveedores para redes de voz y datos CS/PS [5] [6] y la ampliación se realizó de manera combinada para ambos servicios. Esta situación exige un monitoreo continuo para atender, en cuanto el esce- nario lo requiera, de manera dedicada cada servicio. Conclusiones Se realiza un diagnóstico de la red de acceso móvil en el territorio, el cual posibilita identificar un número de celdas con problemas de desempeño. Estas celdas constituyen prioridades a la hora de realizar un amplio trabajo de op- timización que logra revertir la degradación de los indica- dores de calidad de manera individual y global en el LAC, seleccionando y aplicando en cada caso soluciones téc- nicas óptimas que tienen en cuenta las recomendaciones de los proveedores y que al mismo tiempo se ajustan a un escenario real con características propias. Este traba- jo presenta resultados parciales de un proceso complejo y siempre incompleto. Referencias bibliográficas [1] Ericsson. “GSM Cell Planning”. Ericsson Radio SystemsAB, 2003. [2] Huawei. “BSC6900 GSM Product Documentation”. Huawei Technologies. 2011. [3] Amena/Auna. “Funcionalidades, parámetros y estadísticas Ericsson”. Madrid: Auna, 2001. [4] Ericsson. “MSC R10, WCDMAR3/GSM R10,APZ 212 33/52 R3H withAPG40 CM13”. Tele-fonaktiebolaget LM Ericsson, 2005. [5] Huawei. “BSC6900 GU Product Documentation”. Huawei Technologies, 2011. [6] Huawei. “SGSN9810 Product Documentation”. Huawei Technologies, 2011. (Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016) Figura 2. Redefinición de los LAC del territorio. Fuente: Elaboración propia. Figura 4. Celdas concéntricas AFR9023. Fuente: Elaboración propia. Figura 3. Implementación multicapas. Fuente: Elaboración propia. El estudio realizado arrojó las celdas que constituyeron prio- ridades a la hora de optimizar y por otro lado, dado el desa- rrollo de la red, la necesidad de reconfigurarla para categori- zar las celdas de acuerdo a su objetivo. Área de localización La expansión UMTS en el territorio ha estado sujeta a un grupo de condicionamientos. En este sentido, se ha trabajado para implementar el mejor escenario posible. En un principio, la totalidad de las celdas GSM del territorio estaban localizadas en el BSC de Camagüey y los nodos B en el RNC de Jagüey. Este escenario, para la interoperabili- dad GSM-UMTS, no es óptimo dado el alto tráfico de seña- lización que genera para un importante número de elementos de red (NE). La operación del sistema tampoco se beneficia por la complejidad que presupone gestionar simultáneamen- te diferentes NE. Se adoptó como solución parcial, atendien- do al despliegue tecnológico alcanzado, una reubicación de las celdas GSM de la cayería hacia el BSC de Jagüey. En este punto, el trabajo se dirigió a lograr una redefinición de los LAC que, basada en las especificidades del territorio, optimizara la interoperabilidad de las tecnologías. (Figura 2) Escenario multicapas Los dos mayores núcleos urbanos del territorio, las ciudades de Ciego de Ávila y Morón, aportan el mayor tráfico y por lo tanto, las celdas que servician estas áreas son decisivas en el desempeño global. Esta realidad ha condicionado, luego de un despliegue inicial que pretendió cubrir la mayoría del territorio, que las nuevas inversiones sean ejecutadas en estas ciudades. El escenario actual, caracterizado por un importante núme- ro de celdas, permitió introducir capas, celdas macro (som- brillas) y microceldas en estos escenarios. Así se optimizó el funcionamiento de la red y quedó la misma en mejores condiciones para asumir ampliaciones futuras de sitios en operación y la ejecución de nuevas inversiones. (Figura 3) Se concibió el sistema para que optimizara el modo "ocupado" de los terminales aunque la práctica confirmaría luego que el modo "inactivo" puede también generar pobres desempeños. Los parámetros de control de handovers son fundamentales en el correcto funcionamiento del nuevo escenario [1]. Estos deben ser reajustados a través de un proceso iterativo has- ta lograr el funcionamiento deseado que garantice la permanencia de los subscriptores en las celdas macro, reduciendo de manera considerable estos eventos. Celdas concéntricas: entre las prio- ridades a optimizar definidas, desta- ca AFR9023, una celda con un siste- ma de radiación a gran altura y que cubre múltiples comunidades rura- les. Esta celda presentaba problemas de congestión importantes. Se seleccionó como solución inme- diata, realizar una ampliación en la celda basada en un nuevo sistema de radiación y luego reconfigurar el si- tio con celdas concéntricas. Se destinaron los recursos de radio nativos (AFR90230&1) a atender el tráfico marginal de la zona (Underlay) y se destinó el nuevo sistema de radiación (AFR90232&3) al grueso del trá- fico (Overlay) [3]. Los resultados fueron favorables al resolver la congestión y recuperar los KPI de la celda. (Figura 4) Aunque estas configuraciones respetaron los valores por defecto y demás recomendaciones de los proveedores, se realizaron
- 26. 51ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 50 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Introducción Un diseño óptimo y una antena integrada no solo permiten una conexión confiable de los terminales de comunicaciones personales inalámbricas independientemente de la orienta- ción, sino que ayudan a prever un consumo excesivo de la batería mejorando la eficiencia. Como la unidad normal- mente opera en una región cercana al usuario, es necesario entender y tener en cuenta la interacción mutua entre la ante- na y el cuerpo humano. La implementación de la antena re- presenta un proceso cíclico donde intervienen cuatro etapas [1] y se detiene cuando el diseño alcanza los requerimientos esperados. En el presente trabajo, solo se tendrá en cuenta la etapa del diseño de antena y la evaluación de la interacción de la antena y el usuario. Estudios han revelado que más de 90% de los teléfonos móviles en el mercado presentan dos tipologías de antena fundamentales: antenas monopolos (estructuras abiertas) y antenas PIFA —Planar Inverted F Antenna— (estructuras cerradas) [2]. Estas comúnmente son internas a los dispositi- vos. La mayoría de los fabricantes han adoptado confinar la antena dentro del dispositivo, fundamentalmente por razo- nes mecánicas y estéticas, así como por ser menos propensas a dañarse. Estas son básicamente soluciones basadas en con- figuraciones de antenas planas. Como es conveniente poseer un dispositivo móvil que pueda operar en diversas bandas de frecuencia, es común encontrar antenas PIFA que tengan comportamiento multibanda. Existen diversas maneras de lograr que esta trabaje en más de una banda de trabajo [3-7] como la técnica de insertar ranuras en el parche radiador. Con el objetivo de realizar evaluaciones del impacto de la radiación de las antenas de dispositivos móviles en los usuarios, se han desarrollado diversos modelos para simular la composición del tejido humano. Sin embargo, el equipamiento de prueba es costoso, por lo que resulta conveniente realizar estas pruebas de manera simulada empleando softwares. Existen en la bibliografía internacional consultada diversos artículos que evalúan el impacto de las antenas diseñadas sobre distintos modelos, construyéndose uno de mano [3], o empleando el CST MICROWAVE STUDIO (CST MWS) mediante un SAM —Specific Anthropomorphic Mannequin— [5], [6] para evaluar el SAR. Sin embargo, a pesar del interés que se le ha dado al diseño de antenas en la bibliografía nacional, no se encuentra abundante información sobre el tema de la evaluación del SAR. Por lo antes expuesto, se considera necesario realizar evaluaciones al impacto del SAR a los dispositivos móviles que se puedan diseñar o comprar para ser empleados en la sociedad. Siguiendo esa necesidad, en el presente trabajo, se presenta RESUMEN Por la cercanía en que operan los dispositivos con respecto al usuario es necesario controlar la radiación hacia este. Uno de los parámetros empleados para evaluar la radiación absorbida por el tejido biológico del usuario es el parámetro SAR —Specific Absorption Rate— el cual se encuentra regulado por normas internacionales y nacionales. Por este motivo en el presente trabajo se evalúa de manera simulada el im- pacto de la radicación de una antena PIFA que opera en las bandas GSM 900 y 1800, en un modelo SAM —Specific Anthropomorphic Mannequin— de cabeza y mano empleando el software CST MICROWAVE STUDIO. Como resultados se obtiene la distribución de SAR para 1 g de tejido biológico en los modelos analizados, y se evalúa el impacto de la colocación de los modelos de cabeza y usuario cerca del terminal. ABSTRACT Due to the proximity of equipment performance in relation to users, it is required radiation towards the latter. One of the parameters used to assess radiation assimilated by the user´s biological tissue is the SAR parameter —Specific Absorption Rate— regulated by international and national standards. For this reason, this paper assesses, in a simulated manner, the PIFA antenna radiation impact operating in GSM 900 and 1800 bands, in a SAM model —Specific Anthropomorphic Mannequin— head and hand using the software CST MICROWAVE STUDIO. As a result, SAR distribution for 1 g of biological tissue in models analyzed is obtained; the impact of head model allocation and user near equipment is assessed. Key words: radiation, PIFA, antenna for mobile equipment, SAR assessment Por: MSc. Domingo Pimienta del Valle; Dr. Raidel Lagar Pérez; Ing. Maura Padrón Cruz, Universidad de Pinar del Río “Hermanos Saíz Montes de Oca”; Ing. Lester M. Bustio Canals, Especialista de la Empresa Copextel de Pinar del Río. domipimientav@gmail.com; lagar@upr.edu.cu; mauratkm@gmail.com; lester@pr.copextel.com.cu EVALUACIÓN DEL SAR PROVOCADO POR UNA ANTENA PIFA PARA DISPOSITIVOS MÓVILES Palabras clave: radiación, PIFA, antena para dispositivos móviles, evaluación del SAR TÉCNICA
- 27. 52 53ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA la frecuencia inferior, y reducciones al tamaño del parche interior (reducción horizontal) para ajustar la frecuencia su- perior, como se muestra en la figura 1c. Los ajustes finos a la estructura se realizarán mediante re- ducciones al borde exterior (reducción vertical) para ajustar la frecuencia inferior, y reducciones al tamaño del parche interior (reducción horizontal) para ajustar la frecuencia su- perior, como se muestra en la figura 1c. En la figura 2 se muestra el coeficiente de reflexión (pará- metro S11 ) y el patrón de radiación de la antena diseñada. Se toma como valor límite de ancho de banda el valor de S11 =-6 dB para dispositivos móviles [1]. Los principales paráme- tros obtenidos se muestran en la tabla 2. Razón de Absorción Específica (SAR) Los campos electromagnéticos provocados por las corrien- tes en la superficie y bordes de la antena se propagan cuando las manos y la cabeza del usuario están cercanas a la estruc- tura. Esta exposición a la radiación, si no se regula, puede causar daños a la salud del usuario. Para antenas de disposi- tivos de manos, localizados cercanos al tejido humano, una porción de la potencia radiada por la antena es absorbida por el tejido. La razón de absorción específica (SAR) se defi- ne como la derivada en el tiempo de la energía incremental (dW) absorbida por una masa incremental (dm) contenida en un elemento de volumen (dV) de una densidad de masa del tejido dada (ρ). Siendo σ la conductividad del tejido, E es la amplitud total del campo eléctrico (valor cuadrático medio), y J es el vec- tor de densidad de corriente. El SAR es un parámetro importante cuando se discute los riesgos de saludo asociados con la absorción de la potencia electromagnética. Organizaciones nacionales e internacio- nales brindan estándares para el SAR máximo permitido (valor máximo de la ecuación (2) para un promedio de masa dada) producto a las antenas en los dispositivos móviles. El estándar ANSI/IEEE C95.3-2002 RF Safety Guideline [9] sugiere que el SAR total debe ser menor que 0,08 W/Kg como promedio para un cuerpo entero, y no se debe exceder de un valor máximo espacial de 1,6 W/kg, como promedio sobre 1 g de tejido cualquiera (definido como volumen de tejido en forma de cubo), excepto para las manos, muñe- cas, pies, y tobillos donde el pico espacial de SAR no debe exceder los 4 W/kg, como promedio sobre 10 g de tejido cualquiera (definido como un volumen de tejido en la forma de un cubo). En Cuba, la Resolución Número 8 del 2015 del Ministerio de Comunicaciones [10] referencia el valor máximo de 1,6 W/kg para la Tasa de Absorción Específica (TAE, denominación cubana del SAR) como promedio so- bre 1 g de tejido, sin ir más allá. Parámetro Valores (GSM 900) Valores (GSM 1800) Ancho de banda 889-963 MHz(74 MHz) 1744-1883 MHz(139 MHz) Ganancia/ Directividad Máximas 1,23 dB /2,34 dBi 3,98 dB /4,23 dBi Impedancia de entrada (920 MHz) 58 -j·2,2 Ω (a 920 MHz) 45 -j·10,2 Ω (a 1800 MHz) Tabla 2. Principales parámetros de las antenas PIFA. Fuente: Elaboración propia. Figura 2. a) Vista de la antena PIFA con los modelos de cabeza y mano, b) Comparación de S11 según las diferentes configuraciones PIFA-cabeza-mano. Fuente: Elaboración propia. a) b) (2) Parámetro Valor (mm) Parámetro Valor (mm) Parámetro Valor L 16 G2 2 (altura del pin) 7,58 mm L1 8 (constante dieléc- trica del FR-4) 4,3 (tangente de pér- didas del FR-4 ) 0,025 W1 34,2 (altura de aire) 6 Pin de cortocircuito 0,6 x 1mm 2 W2 44 (altura de FR-4) 1,58 Altura vertical total 8,215 mm W3 26,7 hpt (altura del plano tierra metálico) 0,6 (grosor del parche) 0,035 G1 1,5 de manera simulada la evaluación del impacto de la radiación de una antena PIFA doble banda en un modelo SAM de cabeza y mano. Primeramente, se presenta una antena PIFA diseñada para operar las frecuencias del estándar GSM 900 y 1800. Posteriormente, se define el parámetro SAR empleado frecuentemente en la evaluación del impacto de la radiación en el usuario. Por último, se presentan los resultados simulados obtenidos con el software CST MWS. Consideraciones para la simulación Obtención del comportamiento multibanda de la PIFA Para obtener la doble frecuencia de resonancia se sigue el princi- pio de diseñar dos estructuras por separado que aporten las fre- cuencias de resonancias independientemente (realizar el diseño de una PIFA para la banda GSM 900 y otro para la de GSM 1800)yluegointegrarlas.Mediantemodificacionesasusdimen- siones es posible reajustar las frecuencias de resonancias. [6] Los parámetros geométricos finales de la antena se muestran en la tabla 1. Para obtener la estructura final de la figura 1 que se muestra se partió de unir las dimensiones de un parche diseñado para la frecuencia GSM 1800 y el GSM 900 manteniendo las posiciones del pin de cortocircuito y la alimentación. Para la obtención de los valores iniciales de los parches se empleó la siguiente ecuación [8]: donde (1) Tabla 1. Parámetros geométricos de la antena PIFA. Fuente: Elaboración propia. Figura 1. Configuración para la PIFA. a) vista frontal, b) vista en perspectiva, c) reducciones a la estructura para un ajuste fino de las frecuencias. Fuente: Elaboración propia. (1) Donde L y W representan las dimensiones del parche, h la altura del pin de cortocircuito, λ la longitud de onda y εreff es la constante dieléctrica efectiva entre el aire y el sustrato FR-4. Entre los dos parches se deja una separación con los valores de la tabla 1, y se les une mediante 1 mm de cobre. La separación entre el borde donde se encuentra el pin de cortocircuito y la alimentación es de 4 mm. Los ajustes finos a la estructura se realizarán mediante re- ducciones al borde exterior (reducción vertical) para ajustar a) b) c) hc h tanä hs haire år
- 28. 54 55ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Referencias bibliográficas [1] Balanis, C. A. Modern Antenna Handbook, John Wiley & Sons, Inc. 2008. [2] Picher, C.; Risco, S. y Anguera, J. “Análisis del comportamiento de antenas multibanda en presencia del cuerpo humano”. 8vo. Cer- tamen Universitario “Arquímides”, Universidad “Ramón Llull”, España, 2009. [3] Vehovský, R.; Pokorný, M. y Pítra, K. “User Hand Influence on Properties of a Dual-Band PIFAAntenna”. Radioengineering, vol. 23, no. 3, pp. 819-823, 2014. [4] Huang, Y. y Boyle, K. Antennas: From Theory to Practice, John Wiley and Sons Ltd. 2008. [5] Firoozy, N. y Shirazi, M. “Planar Inverted-F Antenna (PIFA) Design Dissection for Cellular Communication Application”. Journal of Electromagnetic Analysis and Applications, Vol. 3, pp. 406-411, 2011. [6] Padrón Cruz, M. “Diseño de antenas PIFA para dispositivos móviles con estándar GSM”. UPR, Pinar del Río, 2015. [7] Montaser, A. M.; Mahmoud, K. R. y Elmikati, H. A. “An interaction study between PIFAs handset antenna and a human handhead in personal communications”. Progress In Electromagnetics Research B, vol. 37, pp. 21-42, 2012. [8] Kumar, G. y Ray, K. Broadband Microstrip Antennas. Artech House, Inc. pp. 58-60, 2003. [9] ANSI/IEEE C95.1: American National Standard. “Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromag- netic Fields, 3 kHz to 300 GHz”. New York, 1999. [10] MINCOM. “Resolución No. 8/2015”. La Habana, 2015. Conclusiones La antena presentada opera satisfactoriamente en las ban- das GSM900 y 1800, y es el resultado del diseño de dos estructuras independientes que luego son integradas y sin- tonizadas. Al evaluar la interacción antena-modelos con el software CST MWS, se observa que la introducción de la mano es la que más influye en el funcionamiento de la an- tena, al provocar una disminución marcada en la frecuencia de la banda GSM 900, sin embargo en la segunda banda la contribución es moderada, esto se debe a la composición del modelo. Este mismo estudio se puede realizar en dispositi- vos de las futuras redes 3G y 4G. El parámetro SAR máximo no es excedido para la interacción cabeza-antena, mientras que el parámetro SAR total es cum- plido para la interacción antena con cabeza y manos. Además, del patrón de radiación de la estructura se observa que este se encuentra direccionado en sentido opuesto al modelo de cabe- za del usuario, esto resulta conveniente, ya que esta es la zona más sensible y por tanto necesaria a proteger en el usuario. Los modelos empleados se consideran buenos para una apro- ximación inicial. Sin embargo, si se desea realizar una evalua- ción más profunda de la interacción de la antena con el usuario es necesario emplear modelos más realistas y los demás com- ponentes de un dispositivo móvil. (Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016) Resultados de la evaluación del SAR Para realizar la evaluación del SAR se emplearán los mode- los de cabeza y mano dados por el software CST MWS, con las propiedades de la tabla 3. Las potencias radiadas por la antena en cada banda se seleccio- nan a partir de valores prácticos del estándar GSM [7], donde se emplea una potencia de 24 dBm (0,25 W) para la frecuencia de la banda GSM 900 y una potencia de 21 dBm (0,125 W) para las bandas de frecuencias superiores. Esto se debe a que las potencias máximas en que pueden transmitir los móviles en el sistema GSM son de 2W a 900 MHz y de 1 W a 1800 MHz. Sin embargo, como se emplea TDMA, la potencia promedio es mucho menor (aproximadamente la octava parte: 0,25 W y 0,125 W respectivamente). La configuración de los modelos y la antena se representa en la figura 1, existiendo una separa- ción entre la cabeza y la antena de 16 mm. Se realizaron tres experimentos para evaluar la interacción entre la antena y los modelos: antena-cabeza, antena-mano, y antena con cabeza y mano. En la figura 2b se muestra el parámetro S11 para los tres experimentos simulados. Los re- sultados de su evaluación SAR son los mostrados en la tabla 4, y su distribución se muestra en la figura 3a. Además, en la figura 3b se muestran los patrones de radiación para la antena interactuando con la cabeza y la mano. Tabla 4. Parámetros SAR para un volumen de 1g de masa. Fuente: Elaboración propia. a) b) c) d) Figura 3. Distribución del SAR (1g) a) para 920 MHz y b) para 1800 MHz, y Patrón de radiación (directividad) c) para 920 MHz y d) para 1800 MHz. Fuente: Elaboración propia. Parámetro cabeza mano cabeza 920 MHz 1800 MHz εr σ(s/m) ρ (kg/m3 ) εr σ(s/m) ρ (kg/m3 ) SAM 41,46 0,0016 1000 40 0,0016 1000 mano 20 1 1000 20 1 1000 Tabla 3. Modelos de cabeza y mano empleados con el software CST MWS. Fuente: Elaboración propia.
- 29. 57ENERO / JUNIO2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA 56 Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Introducción La Empresa de Telecomunicaciones de Cuba, S.A(ETECSA) en la provincia Villa Clara cuenta con una red corporativa de datos amplia y compleja. Alberga una gran cantidad de servidores donde están instaladas las distintas aplicaciones que prestan servicio a la población y a los trabajadores de la entidad. Ante interrupciones presentadas durante la jornada laboral, los administradores del centro de datos intervienen rápidamente en el diagnóstico y solución de las mismas, no siendo así fuera del horario base, que implica además, un considerable gasto de tiempo y combustible para la empresa, al tener que transportar a los administradores desde cualquier zona de la provincia hasta el local técnico. Esta situación re- tarda la detección e intervención oportuna ante la falla. En ocasiones las interrupciones presentadas tienen una simple solución, lo que hace posible el restablecimiento del servicio al ejecutar una acción de reinicio sobre este. Por consiguien- te, surge la necesidad de gestionar los servicios que ofrece la empresa, a partir de una herramienta accesible no solo des- de la red IP, sino también desde la red pública de abonados (PSTN), empleando únicamente un teléfono celular. Se realizó una búsqueda en Internet y se consultó bibliogra- fía variada con el objetivo de encontrar la solución al proble- ma planteado. Del estudio realizado se determinó que Aste- risk, fusionado a otras herramientas de software, pueden ser configuradas para el propósito perseguido. Asterisk, permite el acceso desde la red pública de abona- dos PSTN (Figura 1), y cuenta con un sistema de interfaz de pasarela (AGI) que posibilita el acceso a otros terminales. Además, para facilitar la interacción entre el llamante y el servidor, Asterisk propone la implementación de Respuesta de Voz Interactiva (IVR). Estas características hacen de este software el adecuado para desarrollar e implementar la he- rramienta de gestión mediante un sistema IVR. Sistema de Voz Interactivo (IVR) IVR es un sistema capaz de interactuar con la persona que realiza la llamada mediante mensajes de voz previamente grabados y almacenados. Generalmente, utiliza el directo- rio /var/lib/asterisk/sounds/ del sistema de ficheros Linux. RESUMEN Este trabajo presenta a Asterisk como la solución ante la necesidad de una vía de gestión remota sobre los servidores de la División Territorial de ETECSA en Villa Clara (DTVC). Solución accesible para los administradores del centro de datos, no solo desde la red IP, sino también desde la red pública de abonados (PSTN). Desarrolla las funcionalidades que presentan a Asterisk como un potente sistema de Respuesta Interactiva de Voz (IVR), con el fin de monitoriar, supervisar y diagnosticar fallas desde cualquier parte del país, durante las 24 horas del día, sobre los servidores de la red corporativa. Lo anterior se traduce en un mejoramiento del indicador "disponibilidad del servicio" de la DTVC. Palabras clave: Asterisk, Gestión remota, Diagnóstico, Servidores, Centro de Datos HERRAMIENTA PARA LA GESTIÓN REMOTA DEL CENTRO DE DATOS DTVC MEDIANTE UN SISTEMA IVR Por: Ing. Yunier Valdés Pérez, Administrador de red; Ing. Lídice Rivero Ramírez, Especialista en Telemática, División Territorial de Villa Clara (DTVC), ETECSA. yunier.valdesperez@etecsa.cu; lidice.rivero@etecsa.cu ABSTRACT This paper presented Asterisk as a solution to the need of a remote management means of the servers of the Territorial Division of ETECSA in Villa Clara (DTVC). It is accessible to the datacenter adminis- trators, not only from the IP network, but also from the subscriber public network (PSTN). Functiona- lities presenting Asterisk as an Interactive Voice Response (IVR) system for monitoring, overseeing and identifying faults from anywhere of the country, 24 hours a day, on the corporate network servers were developed . It results in an improvement of «service availability» indicator of DTVC. Key words: Asterisk, Remote Management, Diagnosis, Server, Data Center TÉCNICA
- 30. 58 59ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA Figura 2. Diagrama de bloques del sistema de IVR. Fuente: Elaboración propia. - Realizar un "ping" - Reiniciar un servidor - Correr políticas - Reiniciar un servicio - Detener un servicio - Escanear puertos en una PC o servidor mediante "nmap" Cada una de estas acciones se puede ejecutar desde un teléfono fijo o celular y recibir por esta vía la respuesta correspondiente. Desde la PSTN se accede al servidor Asterisk, el cual, a tra- vés de las IVRs interactúa con el llamante y recoge la in- formación necesaria para ejecutar las AGIs asociadas a la acción que se seleccione. En un primer momento se solicita al usuario que introduzca los datos para la autenticación, los cuales son comprobados en una base de datos para dar ac- ceso o no al sistema administrativo. Esto proporciona una primera capa de seguridad. A partir de la autenticación, el llamante debe seleccionar sobre qué servidor de la red va a actuar y cuál es la acción que se va a realizar. Una vez que la información está completa, Asterisk ejecuta las AGIs ne- cesarias, elabora la respuesta e informa al usuario mediante mensajes de voz, empleando la conexión ya establecida. Arquitectura del sistema IVR Asterisk es un servidor virtual, usando la tecnología VMware ESXi 5.1, cuenta con 30 GB de disco duro y 1GB de RAM. El número total de extensiones SIP declaradas asciende a 16, en correspondencia con los troncos analógicos de la Media- trix 1124 que están conectados a la TDA 200. Para proveer el acceso al servicio desde la red conmutada de abonados, se utiliza la pizarra TDA 200, instalada en el área del telepunto de Santa Clara, de la cual se usaron 16 troncos analógicos para enlazar con la Mediatrix 1124, que a su vez está conectada a la red IP y hace la conversión de cada una de las entradas analógicas en extensiones SIP del servidor Asterisk. Sistema IVR implementado en la DTVC El Sistema IVR (Figura 2) consta de tres módulos, el de au- tenticación, el de ejecución y el de registro de eventos. El primero de ellos se encarga de la obtención de los datos del llamante para la comprobación de los mismos en la base de datos del sistema, así como de la asignación de privilegios para el futuro encaminamiento de la llamada. El segundo módulo acomete la ejecución de AGIs, donde se encuentran programadas cada una de las posibles accio- nes administrativas o de supervisión sobre los servidores del centro de datos. Otra de las funciones de este bloque es la generación de informes en formato de audio a partir de las repuestas obtenidas de las AGIs implicadas. La herramienta que posibilita esto último es Festival, la cual se basa en la traducción de texto a voz. Figura 1. Conexión de Asterisk con la PSTN. Fuente: Elaboración propia. Ofrece un menú de alternativas posibles, y la persona elige la opción deseada mediante el teclado numérico del teléfo- no, de manera tal que se puede determinar el motivo de la llamada. [1] Dentro de las aplicaciones más complejas de las IVR se in- cluyen las encuestas de voz, consultas de saldo de cuenta, restablecimiento de contraseña, chequeo del estado de los vuelos, seguimiento de paquetes, entre otros. La idea clave es la de automatizar una tarea rutinaria y repetitiva que de otro modo requeriría del tiempo y el esfuerzo de un empleado. Asterisk incluye una gran cantidad de funciones que lo con- vierten en una potente plataforma IVR: la reproducción de audio y grabación, acceso a los servicios web y base de da- tos y el reconocimiento de voz opcional. Varias aplicaciones IVR se pueden construir utilizando el lenguaje del plan de marcación, o a través de la Interfaz de Pasarela Asterisk co- nocida por sus siglas en inglés como AGI, la cual posibilita realizar acciones sobre otros sistemas. [2] Estas facilidades que brindan las IVR de Asterisk han sido aprovechadas en la DTVC para crear una herramienta que permite realizar acciones sobre los servidores del centro de datos pertenecientes a la Empresa. Interfaz de Pasarela de Asterisk (AGI) La AGI es una interfaz de Asterisk que permite la comu- nicación de forma directa con terceros sistemas, dado que ejecuta un script a voluntad, tan pronto la aplicaciónAGI sea invocada. Fue diseñada originalmente para servir de pasare- la entre los distintos lenguajes de programación, y Asterisk específicamente. El funcionamiento de AGI es relativamente sencillo: prime- ro se crea una pasarela, entre el canal en curso y un script. Cuando la conexión se establece, lanza una serie de variables al script ejecutado, que son accesibles desde el mismo. La mayoría de estas variables están relacionadas con el canal. El script puede ejecutar cualquier algoritmo, y entre sus se- cuencias, puede ejecutar comandos específicos de AGI para influenciar en el flujo de la llamada en curso, perdurando en ejecución incluso después de finalizar la llamada. Considerando que los comandos se pasan a Asterisk por la salida estándar, igual que ocurre con las variables que en- tran al script, quiere decir que son escalables prácticamente a cualquier sistema o lenguaje de programación que pueda establecer esta comunicación con Asterisk. [3] La utilidad de las AGI radica en que permiten desarrollar funcionalidades externas. Específicamente, en la DTVC las AGIs se orientan hacia el diagnóstico y evaluación de posibles fallas en la red de datos. Permiten realizar un grupo de acciones sobre los servidores que ayudan a gestionar y solucionar interrupciones. En la rea- lización de este proyecto se programaronAGIs que permiten:
- 31. 60 61ENERO /JUNIO 2016 VOL. 13Revista Técnica de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICATÉCNICA añadiendo módulos escritos en otros lenguajes de progra- mación soportados por la interfaz de pasarela AGI. El sis- tema IVR implementado en combinación con la interfaz de pasarela de Asterisk, conforman el núcleo fundamental del proyecto, y permiten obtener una herramienta de gestión con acceso desde la red pública de abonados. El protoco- lo SSH permite la ejecución segura de comandos remotos desde la IVR de Asterisk sobre los servidores de la DTVC, donde se emplea el mecanismo de llaves públicas y priva- das para la comunicación por el canal encriptado. Festival es un TSS que se integra con Asterisk y permite desarrollar el sistema de respuesta hablado de la herramienta de gestión remota, al ser capaz de traducir los datos obtenidos por los comandos realizados a formato de audio. Las AGIs basadas en intérpretes de comandos son las más populares, debido al equilibrio que ofrecen en cuanto a velocidad de ejecución y facilidad de programación. En particular, el lenguaje PHP destaca por la simplicidad del código, además por la exis- tencia de la clase PHPAGI, con múltiples funcionalidades orientadas al trabajo con Asterisk. Referencias bibliográficas [1] Gomillion B. D. y David. Building Telephony Systems with Asterisk: 174. 2005. [2] Leif Madsen, J. V. M. y Bryant, Russell. Asterisk: The Definitive Guide. 2011. [3] Van Meggelen, L. M. y Jared, Smith. Asterisk™: The Future of Telephony. 2007. [4] Barrett, Daniel J. P. D.; Silverman, Richard E. y Byrnes, Robert G. SSH: The Secure Shell The Definitive Guide. 2005. (Artículo recibido en noviembre de 2015 y aprobado en enero de 2016) El módulo de registros de eventos está orientado a la gene- ración de logs, tanto en ficheros locales como en la base de datos del sistema. IVR 3000 La IVR 3000 implementa un lazo que mantiene al llamante dentro del menú principal hasta que sea autenticado correc- tamente y encaminado a la próxima IVR, o se agote el máxi- mo número de intentos, caso en el cual se libera la llamada. Al ingresar en el menú principal se escucha el mensaje de bienvenida y se solicita al oyente su usuario y clave de ac- ceso. Estos datos son comprobados en la base de datos del sistema para realizar el proceso de autenticación. La AGI "autenticar_usuario.php" es la encargada de esta función. En ella está programada una consulta al servidor de base de datos para chequear los valores introducidos. En caso de ser válidos, se obtiene el permiso asociado y nombre del respon- sable del usuario autenticado. Estos datos son compartidos por las AGIs que se ejecutan posteriormente y por el plan de discado, de manera que en cada momento se pueden cono- cer los datos y el privilegio del usuario que está ejecutando la acción. Los usuarios administradores son encaminados a la IVR 3001, que permite el acceso a las AGIs administrati- vas sobre los servidores de la red. Los usuarios supervisores son dirigidos hacia la IVR 3002, para brindarles acceso a las AGIs definidas para esta función. IVR 3001 y 3002 Como se explicó anteriormente, IVR 3001 y 3002 son acce- didas desde el menú principal del sistema en función de los privilegios del usuario registrado. La estructura de ambas es idéntica. La principal diferencia radica en las acciones que se pueden ejecutar desde sus correspondientes menús. Al arribar a cualquiera de ellas se ofrece un mensaje de bien- venida y se notifican las opciones que brindan. El llamante puede seleccionar mediante el teclado numérico del teléfono la acción deseada, lo cual se traduce en la ejecución de una AGI. Una vez concluido este proceso, se elabora el informe con las respuestas obtenidas a partir del script ejecutado y se notifica el mismo en formato de audio. En el caso de la IVR de administración IVR-3001 se pue- den realizar las siguientes acciones: - Prueba de conectividad (PING) - Escaneo de puertos - Iniciar / detener un servicio en un servidor - Encender / apagar un servidor virtual - Ejecutar políticas de red sobre un servidor En el caso de la IVR de supervisión IVR-3002 se pueden realizar las siguientes acciones: - Prueba de conectividad (PING) - Escaneo de puertos Conexión SSH entre Asterisk y los servidores de la red corporativa Hasta este punto queda claro cómo se obtiene el acceso des- de la red pública de abonados al servidor Asterisk, donde desempeña un rol primordial la TDA200 y la Mediatrix 1124. Sin embargo, para que el proceso termine en la ejecu- ción de comandos en un servidor de la red, se hace impres- cindible una conexión remota entre este último y Asterisk. Para esta función se emplea el protocolo de administración remota SSH. Conexión SSH sin contraseña SSH es un protocolo que permite realizar conexiones sin la necesidad de la introducción manual de contraseñas. Esto es gracias al uso de llaves públicas y privadas. En este proyecto se explota esta característica del protocolo, debido a que el servidor Asterisk necesita ejecutar comandos remotos sin la intervención directa del usuario sobre la interfaz de línea de comandos. Para garantizar que este mecanismo funcione, y a la vez que sea seguro, se necesita generar un par de llaves digitales destinadas al cifrado del canal de comunicación. Para el uso de llaves públicas, en primer lugar debe configu- rarse el servidor de SSH para que las acepte. Habitualmente los archivos de configuración de "OpenSSH" se ubican en la carpeta «/etc/ssh», en este caso, el archivo que interesa es / etc/ssh/sshd_conFigura. Posteriormente, se crea el par de llaves en el servidor As- terisk mediante la aplicación ssh-keygen. Esta herramienta puede generar llaves RSA para el protocolo SSH versión 1, cuyo uso no es el más recomendable, y por otro lado, tam- bién puede generar llaves RSAo DSApara el protocolo SSH versión 2. La forma de especificar el tipo de llave a usar, es a través del parámetro -t seguido de "rsa" o "dsa" según corresponda. Por ejemplo, para crear una llave RSA se debe poner: ssh-keygen –t rsa Después de haberlas creado, es necesario realizar la distri- bución de la llave pública hacia todos los servidores con los cuales Asterisk se va a comunicar. Esto se logra añadiéndola a los contenedores correspondientes, normalmente ubicados en el directorio personal del usuario en el fichero "ssh/autho- rized_keys". Por otro lado, la llave privada debe mantenerse secreta. Por defecto ssh-keygen establece los permisos del archivo con esta llave para que solo el dueño pueda leerla y modificarla. [4] Conclusiones Asterisk es una herramienta de software libre, disponible en los repositorios de múltiples distribuciones Linux, lo que reduce los costos de implementación y ofrece una mayor flexibilidad de configuración. Asterisk permite implemen- tar nuevas funcionalidades a través del plan de discado,
- 32. 62 Revista Técnicade la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. 63ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13 Introducción En un mundo donde la competitividad entre individuos, empre- sas y naciones se incrementa día tras día, la eficacia y eficien- cia en el accionar cobran gran importancia. Las empresas en la búsqueda de la competitividad global tienen la necesidad de lograr productos y servicios al menor costo, con el mejor nivel de calidad y con la capacidad de responder a la demanda tanto en tiempo como en cantidad. En esa incesante búsqueda de una óptima utilización de todos los recursos, recurren a diversas me- todologías y sistemas. Las últimas y más modernas técnicas de gestión en todos los casos hacen hincapié en la necesidad funda- mental de lograr altos niveles de calidad, no tanto por la calidad en sí y la satisfacción que ello implique para los consumidores, sino también para lograr mayores niveles de productividad y menores costes de producción, logrando de tal forma mayores niveles de rentabilidad para la empresa. [2] En la actualidad, la calidad no deja de ser sólo uno de los requi- sitos esenciales del producto y de los servicios, sino que es un factor estratégico clave del que dependen la mayor parte de las organizaciones, no sólo para mantener su posición en el merca- do sino incluso para asegurar su supervivencia. En nuestra empresa tenemos un sistema de gestión basado en la norma internacional NC-ISO 9000: 2008 válida para cualquier empresa independientemente del servicio o producto que ofrez- can. Sin embargo, la tendencia a nivel mundial de las grandes empresas de telecomunicaciones es implementar un sistema de gestión basado en la norma TL 9000; si revisamos las estadísti- cas mundiales observaremos que existen más de 1700 certifica- ciones con esta norma al finalizar el año 2014. (Figura 1) Los datos sobre el número de empresas que en la actualidad se orientan por los fundamentos, principios y la práctica de la calidad son cada vez más reveladores. La filosofía de la calidad se resume en una frase: “Realizar las cosas bien desde el primer momento”, en la cual tienen un papel esencial las personas implicadas, sin las que es imposible conseguir un alto nivel de prestaciones en la producción de bienes y servicios. En un sector en constante evolución, las técnicas y métodos de gestión deben actualizarse para dar respuesta a las nuevas inquietudes y necesidades. La creatividad es el mayor recurso existente y debe ser convenientemente utilizado para generar nuevas y poderosas herramientas e instrumentos de gestión. Ante las influencias de la industria provenientes del resto del mundo, se requieren nuevas ideas que no solo satisfagan las necesidades del empresario y del consumidor, sino además que empiecen las bases para el incremento competitivo de la empresa. Norma TL 9000 La norma TL 9000 es un estándar internacional de Sistemas de Gestión de la Calidad para la industria de las telecomunicacio- nes; fue desarrollada por el QuEST Forum —Quality Excelence for Suppliers of Telecomunication— en 1998, formado por or- ganizaciones de estandarización y normalización, proveedores y operadores de equipos, accesorios, software, hardware, instala- ción, montaje y servicios. El QuEST Forum, con el propósito de establecer un marco adecuado donde analizar los requerimientos para lograr la calidad, incluyó aspectos de costos, métricas, desempeño y divulgación de las normas [1, 5]. Entre las causas que provo- caron el surgimiento de la norma estuvo la falta de estandariza- ción en el sector donde cada proveedor contaba con normas de calidad independientes que a la larga aumentaban los costos, desencadenando comparaciones inconsistentes entre la cadena de suministro y redundantes auditorías. Por tanto, TL 9000 es un conjunto de requerimientos y métricas para implementar los Sistemas de Gestión de la Calidad en el sector de las tele- comunicaciones, basado en los requisitos propios de la norma internacional ISO 9001 y otros estándares de buenas prácticas; es aplicable para todos los procesos de una empresa de teleco- municaciones. [6] Tipos de Métricas Mediciones Comunes • Cantidad de Informes de Problemas (NPR): •Tiempo de respuesta de reparación de informe de problema (FRT) • Capacidad de respuesta de reparación de informes de proble- mas atrasados Mediciones de Interrupción • Impacto por interrupción en el servicio • Impacto por Interrupción en elementos de la red • Interrupción causada por servicios de soporte o mantenimiento • Tiempo medio de restablecimiento • Impacto Global en el Servicio Mediciones de Hardware, Software y Servicio Estas mediciones ayudan a evaluar el desempeño de las empre- sas de telecomunicaciones al incorporar indicadores específicos para el sector. Las empresas registradas o certificadas con TL 9000 tienen la obligación de entregar reportes de datos que obtienen a partir de chequear el comportamiento de las métricas en sus organi- zaciones. Estos datos enviados al repositorio seguro del QuEST Forum proveen a la industria de estudios comparativos (ben- chmarking) de alrededor de 110 categorías de productos. Estos estudios permiten que de forma anónima las empresas sepan en qué punto de la industria se encuentran al poder ubicar sus re- sultados en los datos estadísticos del Mejor, el Peor y el valor promedio de una métrica. Este constituye otro de los aportes importantes del estándar. (Tabla 1) Asia: 959 certificaciones América: 617 certificaciones Europa / África: 124 certificaciones Certificaciones TL 9000 por Regiones Mundiales Figura 1. Número de Registros Certificados.Fuente: [9]. FRECUENCIA Por: Ing. Natallie Abreu González, Dirección Central de Capital Humano (DCCH), Centro de Formación Ramal. natallie.abreu@etecsa.cu RESUMEN TL 9000 es el Sistema de Gestión de la Calidad diseñado específicamente para la industria de las telecomunicaciones. Se basa en la norma internacional ISO 9001 y fue desarrollado por el QuEST Fórum en respuesta a la necesidad de contar con requerimientos y métricas específicos para el sector. El propósito de la norma TL 9000 es, por tanto, definir los requerimientos de los Sistemas de Gestión de la Calidad en el sector de las telecomunicaciones para el diseño, el desarrollo, la producción y los servicios, con vital énfasis en la definición de métricas específicas que ayudan a evaluar la efectividad de implementar la calidad y los programas de mejora continua. TL 9000 certifica a operadores y proveedores de servicios de telecomunicaciones con un lenguaje común que les permite definir expectativas comunes de calidad. Además, brinda la posibilidad de acceder a estudios comparativos del mercado para que las empresas evalúen su desempeño respecto a organizaciones similares. Con el empleo de TL 9000 las compa- ñías están capacitadas para mejorar su eficiencia, implementar procesos de mejora y reducir las deficiencias. [1] Palabras clave: Gestión de la calidad, Telecomunicaciones, TL 9000 ABSTRACT TL 9000 is a norm of Quality Management Systems design from telecommunications industry and was developed for the QuEST Forum based in the international standard ISO 9001. The norm appears in response at the necessity to count with a specific set of requirements and measurements from the industry that bring quality in the design, develop, pro- duction and in the continuous improvement program. TL 9000 certified suppliers and providers of telecommunications services with a common language that permit define quality common expectative and bring the possibility to obtain benchmarking to evaluate the performance between similar organizations. In this paper, beginning from an arduous work of compilation information, it’s explain the characteristics and benefits of TL 9000 to improve the efficiency, implement the improvement processes and reduce deficiencies on telecommunications’ sector. Key words: Quality Management, Telecommunication, TL 9000 CALIDAD EN EL SECTOR DE LAS TELECOMUNICACIONES ISO 9001 V/S TL 9000. TENDENCIA ACTUAL FRECUENCIA
- 33. 64 Revista Técnicade la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. 65ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13 A ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Línea de Abonado Digital Asimétrico API Application Programming Interface Interfaz de Programación de Aplicaciones AGIs Asterisk Gateway Interface Interfaz Pasarela de Asterisk ARP Address Resolution Protocol Protocolo de Resolución de Dirección B BCCH Broadcast Control Channel Canal de Control de Difusión BTV Broadcast TV Servicio de IPTV en modo multicast BSC Base Station Controller Controlador de Estación Base C CAPEX Capital Expenditure Costo de Inversiones CDF Cumulative Distribution Function Función de Distribución Acumulada CDN Content Delivery Network Red de Entrega de Contenidos CLI Command Line Interface Interfaz de Línea de Comandos CQI Channel Quality Indicator Indicador de Calidad de Canal CS/PS Circuit Switching/ Packet Switching Conmutación de Circuitos/Conmutación de Paquetes CSCF Call Session Control Function Función de Control de Sesión/Llamada CST MWS Computer Simulation Technology Microwave Studio Microwave Studio para Tecnología de Simulación por Computadora D DASH Dynamic Adaptative Stream HTTP Streaming Adaptativo Dinámico sobre HTTP DDF Digital Distribution Frame Marco de distribución digital DDoS Distributed Denial of Service Distribuido de Denegación de Servicios DoS Denial of Service Denegación de Servicios DPI Deep Packet Inspection Sistemas de Inspección profunda de Paquetes DNS Domain Name System Sistema de Nombres de Dominio DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing Multiplexado Compacto por División en Longitudes de Onda E EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Tasas de Datos Mejoradas para la Evolución de GSM EFFR Enhance Fractional Frequency Reuse Reutilización de Frecuencia Fraccional Mejorada eNB enhanced Node B Nodo B mejorado EPC Enhanced Packet Core Núcleo de Paquetes Evolucionado EUTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network Red universal de acceso de radio terrestre Evolucionado F FDBET Frecuency Domain Blind Equal Throughput Planificación equitativa proporcional a ciegas (BET) de Dominio de Frecuencia FDMT Frecuency Domain Maximun Throughput Planificación de rendimiento máximo de Dominio de Frecuencia FFR Fractional Frequency Reuse Reutilización de Frecuencia Fraccional FTP File Transfer Protocol Protocolo de Transferencia deArchivos FTTx Fiber to the x Fibra hasta la x FTTH Fiber To The Home Fibra hasta la casa FTTB Fiber to The Building or Fiber to The Basement Fibra hasta el edificio FTTC Fiber to The Cabinet or Fiber to The Curb Fibra hasta la acera G GSM Global System for Mobile communications Sistema Global para las comunicaciones Móviles GPON Passive Optic Network Red Óptica Pasiva con Capacidad de Gigabit GSLB Global Server Load Balance Equilibro de Carga Global de Servidores H HFR Hard Frequency Reuse Reutilización dura de frecuencias HLS HTTP Live Stream Transmisión en Tiempo Real de Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP) HSS HTTP Smooth Stream Transmisión por secuencia suave para Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP) I ICMP Internet Control Message Protocol Protocolo de Mensajes de Control de Internet I-CSCF Interrogating-Call Session Control ABREVIATURAS Function Función de Control de Sesión de Llamada- Interrogador IP/MPLS Internet Protocol/ Multiprotocol Label Switching Protocolo de Internet/ Multiprotocolo de Conmutación de Etiquetas IPSs Intrusion Prevention System Sistemas de Prevención de Intrusos IPTV Internet Protocol Television Televisión por Protocolo de Internet IMS IP Multimedia Subsystem Subsistema Multimedia IP IP Internet Protocol Protocolo de Internet IPsec IP security Seguridad IP IVR Interactive Voice Response Respuesta de voz interactiva K KPI Key Performance Indicator Indicador clave de desempeño L LAC Location Area Code Código de área de localización LTE Long Term Evolution. Evolución a Largo Plazo M MCU Multipoint Conference Unit. Ventajas de la norma TL 9000 sobre la ISO 9001 en las empresas de telecomunicaciones • Define requisitos del sistema para el diseño, el desarrollo, la producción, la entrega, la instalación y el mantenimiento de pro- ductos y servicios de telecomunicaciones. • Elimina la necesidad de cumplir una gran cantidad de normas de gestión de la calidad, lo cual reduce el costo de las negociaciones y eventualmentegeneramejoresproductosyserviciosparalosclientes. • Reduce los costos de las auditorías de calidad • Brinda un sistema de medición que permite a las empresas de telecomunicaciones realizar un seguimiento del desempeño y mejorar los resultados. • Posibilita intercambiar prácticas a nivel mundial con los dis- tintos operadores. • Se obtiene grandes beneficios (Tabla 1) Conclusiones TL 9000 avala con prestigio, fiabilidad y calidad a las empresas que la aplican, por lo que se convertirá en un pre requisito para hacer negocios entre empresas del sector a nivel mundial. ETECSA está transitando por importantes cambios tecnológi- cos, donde una amplia gama, de nuevos servicios requieren de alta calidad en sus prestaciones. Adoptar el sistema de gestión de la calidad TL 9000 constituye un recurso valiosísimo. Ante las bondades que nos brinda la TL 9000; los especialistas de calidad, como rectores de la actividad estamos llamados a un cambio de mentalidad a migrar a la nueva versión de la ISO 9001:2015 implica cambios en la documentación del sistema; momento idóneo para considerar una transición a la norma TL 9000 ya que esta asegurará la calidad de los servicios y pro- ductos, así como el incremento competitivo de la empresa, al contener métricas específicas para el sector. Referencias Bibliográficas [1] Ciancy, B. “Evaluating the Success of TL9000 and Quest Forum”. 2007. [2] Lefcovich, M. “Gestión de Calidad para la Excelencia - GCE”. Disponible en: www.gestiopolis.com [3] ONN. “Sistemas de gestión de la calidad fundamentos y vocabulario [ISO 9000:2005, (Traducción certificada), IDT]”. 2005. [4] B. Group, “ISO 9001: quality”, revisited by Business Standards, available: www.bsigroup.com, 2009. [5] Quest Forum, “Raising Standards. Bridging Technologies. Building Value”. Disponible en: www.questforum.org, 2009. [6] Sandford, Liebesman et al. “TL 9000 Release 3.0: A Guide to Measuring Excellence in Telecommunications”. 2nd Edition, United States of America ASQ Quality Press, 2002. [7] Q. S. G. S. C. S. StandardSmark. “TL 9000 - quality management system for the telecommunications industry”. Disponible en: www. qmi-saiglobal.com, 2009. [8] Quest Forum. “Resumen Tl 9000”. Disponible en: http://tl9000. org/about/tl9000/overview_spanish.html, 2010. [9] Stecco, R. “Jump Start TL 9000”, Internet Conference, 2011. [10] Quest Forum. “TL 9000 Requeriments Handbook”, release 5.0. 11., 2008. FRECUENCIA (Artículo recibido en septiembre de 2015 y aprobado en diciembre de 2015) EMPRESAS INCONVENIENTES (Antes de la certifi- cación) BENEFICIOS (Después de la certifi- cación) SAMSUNG -Procesos automati- zados pero no deta- llados en cuestión de calidad. -Menos acogida en el área de teléfonos celulares. - Menores costos de operación. - Servicio más confiable. - Prestigio ante sus consumidores más exigentes. CONTEC - Mayores costos de producción. - Procesos largos y poco planificados. - Baja calidad en el servicio. -Eficiencia en atención al cliente. - Velocidad en resolución de problemas. - Mayor calidad de servicio. - Optimizacióndeldesem- peño de la empresa. INCREDITEK - Poca demanda de trabajo. - La compañía no establecía la dirección correcta en sus planes. - Poca eficiencia. - Más carga de trabajo y mejor manejo de ella en la empresa. - Ahorro de tiempo y dinero. - Retorno de la inversión antes de lo esperado. SBC - Mala coordina- ción para acordar métricas. -Tiemposderespuesta grandes a problemas de calidad. - Mejores relaciones con los proveedores. - Mejor toma de decisiones. - Operaciónmáseficiente y mejor calidad en sus productos. Tabla 1. Comparación entre empresas certificadas con la norma TL 9000. Fuente: [9].
- 34. 66 Revista Técnicade la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. 67ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13 Amor, ¿por qué me llamas si estoy delante de ti? Claro amoooooor . . . porque es la única manera en que me atiendes . . . Unidad de Conferencia Multipunto MMS Multimedia Message Service Servicio de Mensajería Multimedia N NAP Network Access Point Punto de Acceso a la Red NE Network entity Entidad de red NMAP Network Mapper Mapeador de redes NGN Next Generation Network Red de Próxima Generación O ODF Open Document Format Formato de Documento Abierto ONF Open networking foundation Fundación de la tecnología abierta de redes OPEX Operating expense Costos de Operación OTT Over To the Top Por encima de la Red P PBX Private Branch Exchange Central Telefónica Privada P-CSCF Proxy-Call Session Control Function Función de Control de Sesión/Llamada – Proxy PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Jerarquía Digital Plesiócrona PIFA Planar Inverted F Antenna Antena Invertida F Planar PF Proportional Fair Scheduling Programación Proporcional equitativa PHP Hypertext Preprocessor Preprocesador de Hipertexto PRCF Programmable Routing Controller Controlador de Enrutamiento Programable PCEF Policy and Charging Enforcement Function Función de Política y Reglas de Cargas PSTN Public Switched Telephone Network Red Telefónica Pública Conmutada PCI Peripheral Component Interconnect Interconexión de Componentes Periféricos Q QoS Quality of service Calidad de Servicio QoE Quality over Experience Calidad de Experiencia R RB Resource Block Bloques de recursos RNC Radio Network Controller Controlador de la red radio ROI Return on Investment Retorno de la Inversión RR Round Robin Turno rotativo RSA Rivest, Shamir y Adleman Sistema criptográfico con clave pública RWD Rewind Rebobinado S SAM Specific Anthropomorphic Mannequin Maniquí Antropomórfico Específico SAR Specific Absorption Rate Tasa de Absorción Específica SBC Session Border Controller Controlador de Borde de Sesión S-CSCF Serving Call Session Control Function Función de Control de Servicio de Sesión/ Llamada SDH Synchronous Digital Hierarchy Jerarquía Digital Síncrona SDN Software Defined Network Redes Definidas por Software SDH/DWDM Synchronous Digital Hierarchy/ Dense Wavelength Division Multiplexing Jerarquía Digital Síncrona/ Multiplexado Compacto por División en Longitudes de Onda SER SIP Express Router Enrutador Expreso SIP SFFR Soft Fractional Frequency Reuse Reutilización blanda Fraccional de Frecuencias SINR Signal to Interference plus Noise Ratio Relación de Señal a Interferencia más Ruido SIP Session Initiation Protocol Protocolo de Inicio de Sesiones SLB Server Load Balancing Balanceador de Carga de Servidor SP Service Provider Proveedor de Servicio SSH Secure Shell Intérprete de órdenes de seguro STFR Strict Frequency Reuse Reutilización Estricta de Frecuencias SFR Soft Frequency Reuse Reutilización blanda de frecuencias T TAE Equivalent Annual Interest Rate Tasa Anual Equivalente TDM Time division multiplexing Multiplexación por división de tiempo TDMA Time Division Multiple Access Acceso múltiple por división de tiempo TDMT Time Domain Maximun Throughput MT de Dominio del Tiempo TIC Information and Communications Technology Tecnologías de la Información y las Comunicaciones TTS Text To Speech Texto a voz U UE User Equipment Equipamiento de usuario UIT-T Telecommunication Standardization Sector of the International Telecommunications Union Unión Internacional de Telecomunicaciones UMTS Universal Mobile Telecommunications System Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles V VDSL Very high bit rate Digital Subscriber Line Línea de abonado digital de muy alta tasa de transferencia VLAN Virtual Local Area Network Red de área local virtual VoD Video-on-demand Video Bajo Demanda VoIP Voice Over Internet Protocol Voz sobre Protocolo de Internet VPN Virtual Private Network Redes privadas virtuales X xDSL x Digital Suscriber Line Línea de Abonado Digital
- 35. 68 Revista Técnicade la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. 69ENERO / JUNIO 2016 VOL. 13 Los autores interesados en publicar en la revista técnica Tono deberán tener en cuenta los siguientes aspectos: • La revista solo aceptará trabajos inéditos y originales. • Los autores deben firmar una carta titulada Declaración de originali- dad del trabajo escrito donde den fe que los contenidos del artículo son producto de su directa contribución intelectual y los datos y referencias a materiales publicados están debidamente identificados e incluidos en las referencias bibliográficas. • Los textos abordarán temáticas relacionadas con las telecomunicaciones y la informática. Pueden presentarse, también, temas sobre gestión empresa- rial dentro del sector con un sentido humano y práctico. • Los trabajos han de mostrar resultados de proyectos de investigación, desarrollo o aplicaciones tecnológicas. • La tipología de artículos aceptada es: Artículo de investigación científica y tecnológica: documento que presenta, detalladamente, los resultados originales de proyectos terminados de investigación, desa- rrollo o aplicaciones específicas. • Cada artículo será sometido a la evaluación de los Consultores Técni- cos quienes decidirán acerca de la pertinencia de su publicación. • Los autores enviarán el original de los trabajos en formato electrónico a la siguiente dirección de correo electrónico: tono@etecsa.cu • El formato será el siguiente: Los artículos deben escribirse en el pro- cesador de texto Microsoft Word para Windows; en la tipografía Times New Roman; con un tamaño de letra 11; un interlineado de 1,5; en hojas tamaño de papel carta; con margen superior, inferior, derecho e izquierdo de 2 cm; de 28 a 30 líneas por página; extensión máxima de 10 cuartillas y mínima de 8. Cada artículo debe contener los siguientes elementos Título: breve y que resuma la idea central del contenido. Autor: título, cargo que ocupa o especialidad que desempeña. Institu- ción a la que pertenece, correo electrónico y CV resumido. Resumen: los trabajos incluirán un resumen breve —en un párrafo de 5 líneas— con el objetivo del trabajo, su alcance y los resultados, es decir, sus ideas principales. Palabras clave: se identificarán las palabras esenciales, con un máxi- mo de 10, que ayuden a identificar los temas principales del artículo. Siglas o acrónimos: con su significado en inglés o en español, o en ambos idiomas si los tuviera. Introducción: parte inicial del artículo donde se proporcionará una visión breve y suficiente de su objetivo y del entorno técnico de partida; también, la forma como está estructurado el resto del artículo; debe ser expositiva, redac- tada con claridad, sencillez, precisión y originalidad. Desarrollo: parte principal del artículo donde se presentará el susten- to teórico de la investigación, el planteamiento profundo del tema, el estado de la cuestión con su análisis y los resultados obtenidos; debe estar organizado en una secuencia lógica de partes o secciones, con subtítulos que den claridad y guíen al lector. Figuras, gráficos, tablas, cuadros: se mostrarán dentro del cuerpo del artículo y enumerados por orden de aparición; con un pie que recoja en síntesis su contenido y colocado exactamente debajo de la figura, el cuadro, gráfico, imagen o fotografía. Ha de incluirse la fuente de donde fueron tomados o aclarar si fueron elaborados por los autores. Las figuras, gráficos, tablas, cuadros e ilustraciones se enviarán en for- mato de archivo vectorial modificable —Microsoft Excel, Corel Draw, Photoshop—; y las fotografías, en archivos de formato .TIF o .JPG en una resolución mayor a 300 dpi. Ecuaciones: se enumerarán hacia el extremo derecho de la columna que las contienen, en la misma línea y entre paréntesis. Han de estar escritas de manera que puedan distinguirse claramente las mayúsculas de las minúsculas. Los subíndices, superíndices, letras griegas u otros símbolos se indicarán con precisión. En las expresiones o análisis ma- temáticos, debe explicarse cualquier símbolo —y la unidad en que se mide— no definido previamente en la nomenclatura. La referencia a estos elementos se hará de la siguiente forma: en el cuerpo del texto debe aparecer (Figura 1) o (Tabla 3) o (Ecuación 15). Cuando la referencia comience en una oración, se presentará de este modo: “La figura 1” o “La tabla 3” o “La ecuación 15”. Conclusiones: deben resaltar los aportes más importantes, pueden proponerse aplicaciones, y se evitará repetir innecesariamente lo dicho en el resumen. Referencias bibliográficas: se incluirán solo las referencias biblio- gráficas utilizadas, de manera directa o indirecta, en la elaboración del artículo. No se incluirá la bibliografía general consultada. La citación se hará al final del texto citado, directa o indirec- tamente, se colocará entre corchetes números consecutivos que aluden a la referencia bibliográfica; deben listarse por orden de aparición en el trabajo; los signos de puntuación de la frase donde se aloja la referencia deben quedar fuera de los corchetes. Ejem- plo: “Un generador solar: compuesto por un conjunto de paneles fotovoltaicos (12, 24 ó 48 V) [8]”. “Las aplicaciones de WiMAX en zonas rurales [8], [12]”. “Las aplicaciones de WiMAX en zo- nas rurales [8-15]”. La presentación de las referencias bibliográficas siempre irán al fi- nal del artículo, entre corchetes y enumeradas consecutivamente de acuerdo con el orden de aparición en el cuerpo del artículo. Ejemplos: Artículos de Revistas Formato impreso Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). “Título del artículo”. Nombre de la publicación en letra cursiva, número del volumen (vol.), nú- mero de la revista (no.), número de páginas (pp.), mes y año de publicación. [1] Schmidt, Ralph O. “Multiple Emitter Location and Signal Para- me-ter Estimation”. IEEE Tran-sactions on Antennas and Propagation, vol.34, no.3, pp.276-280, Marzo, 1986. Normas para los colaboradores
- 36. 70 Revista Técnicade la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. Declaración de originalidad del trabajo escrito Título del artículo Mediante esta comunicación, certifico que el artículo enviado para posible publicación en la revista técnica Tono, es de mi entera autoría debido a que sus contenidos son pro- ducto de mi directa y auténtica contribución intelectual. Además, este trabajo es una investigación inédita, es decir, que no ha sido postulado a otro espacio de difusión —re- vistas o como partes de capítulo de libro, entre otros—. Los datos y referencias a la literatura especializada ya publicados están debidamente identificados con su respectivo crédito e incluidos en las referencias bibliográficas al final del trabajo. Por todo lo anterior declaro que todos los materiales presentados para posible publi- cación están totalmente libres de derechos de autor y, en consecuencia, me hago res- ponsable de cualquier litigio o reclamación relacionada con Derechos de Propiedad Intelectual. En caso de que el artículo sea seleccionado para ser publicado por la revista técnica Tono, manifiesto que cedo plenamente al Departamento de Información y Vigilancia Tecnológica de ETECSA los derechos de reproducción, edición, distribución, exhibi- ción y comunicación del mismo dentro y fuera del país, por medios impresos, electró- nicos, CD ROM, Internet, etc., reconociendo siempre los derechos de autor correspon- dientes. Para constancia de lo expuesto, firmo esta declaración a los ______ días, del mes de _____________________ del año _________, en la ciudad de _______________________. Nombre y Apellidos del futuro colaborador _____________________________________________________________________ ____ No. Carnet de Identidad: ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ Firma: _______________________________ Formato digital Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). “Título del artícu- lo”. Nombre de la publicación en letra cursiva, número del volumen (vol.), número de la revista (no.) número de páginas, mes y año de publicación. Dirección electrónica. (acceso mes día, año). [2] Sánchez Tarragó, Nancy. “El movimiento de acceso abierto a la in- formación y las políticas nacionales e institucionales de autoarchivo”. Acimed, vol.16,no.3, pp. 23-30, septiembre, 2007. http://bvs.sld.cu/ revistas/aci/vol. 16_3_07/aci05907.html. (acceso febrero 27, 2008). Libros Formato impreso Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). Título del libro en cursiva. Número de edición. Ciudad de edición o impresión: nombre de la editorial, año de publicación, páginas. [3] Balcells, J., Daura, F., Esparza, R. y Pallás, R. Interferencias Elec- tromagnéticas en Sistemas Electrónicos. 1ra ed. Barcelona: Marcom- boBoixareu Editores, 1992, pp. 15-25. Formato digital Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). Título del libro en cursiva. Número de edición. Ciudad de edición o impresión: nombre de la editorial, año de publicación, páginas. Dirección electrónica. (ac- ceso mes día, año). [4] Tramullas, Jesús. Introducción a la Documática. Zaragoza: Kro- nos, 1999, p. 56. http://tramullas.com/documatica/index.html. (acceso octubre 5, 2007). Informes Técnicos Formato impreso Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). “Nombre del in- forme entre comillas”. Datos del Informe técnico, ciudad, país, mes y año. [5] Conde del Oso, Luis E. “Instalación e integración del PLC – Wi- MAX. Informe técnico, ETECSA, La Habana, Cuba, febrero, 2006. [6] Verucchi, C.; Benger, F. y Acosta, G. “Detección de faltas en roto- res de máquinas de inducción: evaluación de distintas propuestas”. X RPIC -Informe técnico de la Reunión de Trabajo en procesamiento de la información y control, San Nicolás, Argentina, octubre, 2003. Formato digital Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). “Nombre del in- forme entre comillas”. Datos del Informe técnico, ciudad, país, mes y año. Dirección electrónica. (accesomesdía, año). [7] Talleen, S.L. “The Intranet Architecture: Managing Information in the New Paradigm”.Amdahl Corp., Sunnyvale,April, 1996. http://www. amdahl.com/doc/products/bsg/intra/infra/html. (acceso enero 31, 2009). Conferencias y presentaciones Formato impreso Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). “Nombre de la con- ferencia o presentación entre comillas”. Datos del evento en que se presentó, ciudad, país, año. [8] Ebehard, D., and Voges, E. “Digital Single Sideband Detection for Interferometric Sensors”.2nd International Conference Optical Fiber Sensors, Sttugart, Germany, 1984. Formato digital Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). “Nombre de la conferencia o presentación entre comillas”. Datos del evento en que se presentó, ciudad, país, año. Dirección electrónica. (acceso mes día, año). [9] Luque, A. “Energía solar fotovoltaica: potencial y límites”. Con- ferencia en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la UNED, Madrid, España, 20 noviembre, 2004. http://www.teleuned. com/teleuned2001/directo.asp?ID=1194&Tipo=C. (acceso julio 15, 2009). Tesis de maestrías o doctorales Apellidos, Nombres del autor o autora (o autores). “Nombre de la tesis entre comillas”. Tesis de Maestría/Doctorado, universidad o centro de estudio donde se presentó, ciudad, mes y año. [11] Sánchez Tarragó, Nancy. “Conocimiento y aptitudes de los in- vestigadores cubanos de institutos de salud sobre el Movimiento de Acceso Abierto a la Información”. Tesis de doctorado, Universidad de La Habana, noviembre, 2007. Normas, recomendaciones y reglamentos Formato impreso Nombre de la norma, recomendación o reglamento. Fecha (mes, año). [12] IEEE Standard C57.19.100-1995 - IEEE Guide for Application of Power Apparatus Bushings.Agosto, 1995. Formato digital Nombre de la norma, recomendación o reglamento. Fecha (mes, año). Dirección electrónica. (acceso mes día, año). [13] IETF - RFC 2375 – Ipv6 MulticastAddressAssignments. Octubre, 2001. http://www.ietf.org/rfc/rfc2375.txt. (acceso marzo 3, 2006). Resoluciones y leyes Entidad o persona jurídica que emite el documento. Número de la ley y denominación oficial si la tiene. Título de la publicación en que apare- ce oficialmente. Lugar de publicación, Fecha (indicar día, mes y año). Especificar dirección electrónica si fue consultada en línea y acceso (mes día, año). [14] Ministerio de la Informática y las Comunicaciones. Resolución No.148 Soberanía Tecnológica. Gaceta Oficial de la República de Cuba. La Habana, 10 de septiembre de 2007. [15] ETECSA. Resolución No.37Inicio del proceso de Migración. La Habana, 18 de Agosto de 2008.http://www.portal.etecsa.cu/index. php?sel=documentos&file. (acceso septiembre 21, 2010). Sitios o páginas web Nombre oficial del sitio web.Dirección electrónica. (acceso mes día, año). [16] IEC. http:// webstore.iec.ch/ webstore/ webstore.nsf/ art- num/000022 (acceso diciembre 5, 2009).
- 37. 72 Revista Técnicade la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. TÉCNICA La arrancada En busca de una seguridad razonable Cualquier tecnología avanzada es indistinguible de la magia A la sombra de las redes en flor Arquitecturas convergentes Conmovidos por el llamado de la luz El éxtasis de la velocidad La educación regulatoria El entorno protector En todas partes El laberinto múltiple Redes sin límites