En este trabajo se realizará un análisis de las diferentes soluciones de capacidad en redes de acceso móviles y se propondrá diferentes alternativas analizando las ventajas y desventajas. Se pretende elaborar recomendaciones y roadmap para la adopción de soluciones efectivas para descarga de datos de redes móviles

1. Proyecto Final Integrador
Descarga de datos de redes
móviles
Fernando Manso

2. • Introducción
• Descripción de las soluciones
• Cuántos puntos de offload hacen falta?
• Estimación de Costos
• Conclusiones
Agenda
Proyecto Integrador Final

3. Proyecto Final Integrador
Estrategia Tradicional de Capacidad
CAPACIDAD = ESPECTRO x SITIOS x EFICIENCIA ESPECT.
 Despliegue de sitios
para macro celdas
 Recambio de
terminales y evolución
tecnológica de red
 Despliegue de nuevas
portadoras 3G
 Nuevas
adjudicaciones de
espectro

4. Proyecto Final Integrador
Evolución Tecnológica en el Acceso

5. Proyecto Final Integrador
Dispositivos
SMS 9.6
to 240
kb/s
Web
Surfing
128 to
384 kb/s
Video
Streaming
2 Mb/s to
14.4 Mb/s
Real time
multi
media100
Mb/s
ImpactoenlaRed(incrementa)
¿Cómo se puede
proporcionar más
ancho de banda y
mayor calidad de
servicio?

6. Proyecto Final Integrador
Perfil de Demanda
VOLUMEN DE DATOS
AÑO
Saturación
tráfico
crece x2
anualmente

7. Small Cells ayudan a las macro celdas para proveer mayor QoS
Macro Cells Macro Cells + Small Cells
Vs.
Cobertura
Capacidad
Macro Cells Macro Cells + Small Cells
Average
Throughput
Vs.
Average
Throughput
Cell Center like
Throughput
Small Cells son
 Pequeñas – pueden desplegarse donde sea
 Versátiles – pueden ser usadas indoor ó en
áreas urbanas, sub-urbanas o rurales
 Costo-efectivas – pueden tener muchas
small cell enfocadas a resolver problemas
específicos por el costo de una sola macro
celda
Small Cells proveen
 Capacidad Dedicada donde se
necesita
 Altas velocidades de datos en toda su
área de cobertura
 Aumenta la Capacidad Macro
Solución
Proyecto Final Integrador

8. Donde hacer descarga de datos?
Proyecto Final Integrador

9. • Introducción
• Descripción de las soluciones
• Cuántos puntos de offload hacen falta?
• Estimación de Costos
• Conclusiones
Agenda
Proyecto Integrador Final

10. WiFi
Proyecto Final Integrador
WLAN Direct IP Access
Descarga directa a internet
Arquitectura simplificada
Soportado para todos los terminales con WiFi
El operador no tiene visibilidad ni control sobre el tráfico
Hay que recordar usuario y contraseña
Validación manual

11. WiFi
Proyecto Final Integrador
Descarga de tráfico por el core de la móvil
Validación automática transparente para el usuario
El operador tiene visibilidad y control sobre el tráfico
Conexiones seguras
Arquitectura de mayor complejidad
Los terminales con WiFi deben soportar EAP-SIM/AKA + IKEv2
I-WLAN 3GPP IP Access

12. WiFi
Proyecto Final Integrador
Arquitectura
Consideraciones:
El backhaul puede ser tanto un acceso con tecnología DSL (DSL modem – DSLAM)
como tecnología DOCSIS (Cable Modem – CMTS).
El AC se indica en forma punteada debido a que puede ser opcional dependiendo si
los APs trabajan stand alone o controlada.
El WLAN GW se encarga es un terminador de túneles GRE, L2TP o IPSec que
establecen con los APs.
WLAN Direct IP Access

13. WiFi
Proyecto Final Integrador
Consideraciones :
El WLAN GW además de establecer túneles IPSec con los APs, debe establecer túneles
GTP con el GGSN.
El WLAN GW y el GGSN evolucionan a ePDG en la arquitectura IMS.
Los terminales deben soportar IEEE 802.11X/EAP y EAP-SIM o EAP-AKA para autenticarse
contra el HLR en caso de utilizar una SIM card o USIM card respectivamente.
Los terminales deben soportar IKEv2 para establecer el contexto PDP.y la red.
Arquitectura
I-WLAN 3GPP IP Access

14. WiFi
Proyecto Final Integrador
Autenticación y flujo de túneles
WLAN Direct IP Access

15. WiFi
Proyecto Final Integrador
Autenticación y flujo de túneles
I-WLAN 3GPP IP Access

16. WiFi
Proyecto Final Integrador
Terminales
Los métodos de autenticación soportados por los terminales/SO determinan las posibles
arquitecturas a emplear:
Dispositivos sólo WiFi/no EAP-SIM: Aplica sólo el modelo no 3GPP :
oSoportan otros métodos de autenticación basados en EAP como EAP-TLS y EAP-TTLS
oTambién pueden utilizar autenticación mediante portal cautivo (web)
Dispositivos basados SIM/USIM: Aplica el modelo WLAN Direct IP Access y el no 3GPP:
oEAP-SIM (SIM)/AKA (USIM) son los métodos de autenticación por defecto.
oiPhone soporta EAP-SIM y otros métodos basados en EAP
oBlackberry soporta EAP-SIM y EAP-AKA.
oNokia y Sony Ericson soportan EAP-SIM y EAP-AKA
oAndroid soporta EAP-SIM/AKA a partir de v2.3
WLAN 3GPP IP Access es necesario ademas que el soporte de IKEv2
(Internet Key Exchange versión2) para permitir túneles IPSec. Muy pocos
terminales lo soportan actualmente.

17. Femtocells
Proyecto Final Integrador
Escenarios de implementación

18. Femtocells
Proyecto Final Integrador
Arquitectura

19. • Introducción
• Descripción de las soluciones
• Cuántos puntos de offload hacen falta?
• Estimación de Costos
• Conclusiones
Agenda
Proyecto Integrador Final

20. Proyecto Final Integrador
¿En cuántos hogares sería preciso hacer Offloading para descargar el 10% del tráfico de datos
móviles en AMBA, Córdoba y Rosario?
Supuestos:
El 80% del tráfico total se genera en indoor.
El 70% del tráfico indoor se genera en los hogares.
Suponiendo que el operador de incumbencia tiene presencia en el 50% de los hogares del área
considerada.
Todos los hogares tienen el mismo perfil de consumo de datos.
Localidad Viviendas
[miles]
Habitantes
[miles]
Hab. por
Vivienda
[hab/viv]
Total País 13.836 40.091 2,9
CABA 1.479 2.891 2,0
GBA 3.148 9.910 3,1
Córdoba 491 1.330 2,7
Rosario 457 1.199 2,6
Subtotal 5.575 15.330 2,7
Subtotal
(como porcentaje
País)
40% 38%
5.575 * 50% = 2.787 miles de hogares con presencia
2.787 * 0,1 / (0,8 * 0,7) = 2.787 * 18% = 498 mil hogares !!!

21. • Introducción
• Descripción de las soluciones
• Cuántos puntos de offload hacen falta?
• Estimación de Costos
• Conclusiones
Agenda
Proyecto Integrador Final

22. Proyecto Final Integrador
Supuestos:
Residencial Gateway:
AP WiFi: U$S 100
Femtocells: U$S 200
Igual despliegue de femtocells y APs WiFi: U$S 150 x RG
WLAN GW/Femto GW: U$S 500.000
Operador fijo móvil que realiza el despliegue sobre el acceso de banda ancha existente.
Igual despliegue de Femtocells y WiFi
Teniendo en cuenta la estimación anterior, tenemos que para descargar desplegar en AMBA, Córdoba y
Rosario tiene un CAPEX aproximado:
U$S 150 x 498 mil hogares + 2 x U$S 500.000 ~ U$S 75,7 MM

23. • Introducción
• Descripción de las soluciones
• Cuántos puntos de offload hacen falta?
• Estimación de Costos
• Conclusiones
Agenda
Proyecto Integrador Final

24. Proyecto Final Integrador
El 850% del tráfico de datos se genera en espacios cerrados  Target: Escenarios indoor
Femtoceldas aparece como solución más orientada a problemas de cobertura
Dada la naturaleza de las femtoceldas (~ celdas hogareñas/personal base station), la
arquitectura de femtoceldas no presenta variantes, está regida por un modelo de servicio
publicado por el Broadband Forum (TR-196 Amendment 1) con el apoyo del 3GPP y el
Femtoforum
La movilidad y el control de la potencia no están resueltos, pero se encuentran en proceso
de estandarización
Existen menos operadores utilizando Femtoceldas que operadores utilizando soluciones
WiFi
Soluciones con APs WiFi se utilizan para mejorar problemas de capacidad
Existen 2 arquitecturas básicas para la conexión de smartphones a WiFi, según soporten o
no EAP-SIM/AKA :
o WLAN no 3GPP Access: Dispositivos sólo WiFi, autenticados manualmente mediante
portal cautivo
o I-WLAN 3GPP IP Access: Dispositivos con soporte EAP-SIM/AKA + IKEv2 que permite
cursar tráfico a través del Core de Paquetes.
La movilidad entre APs/APs y entre APs/3G todavía no está resuelta (Hotspot 2.0 está
abriendo el camino, pero todavía no está totalmente definido ni soportado por los elementos
de red)
La integración de las redes WiFi a las 3GPP es un tema más complejo que en el caso de
Femtoceldas