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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS TECNOLOGAS E INGENIERAS CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 208022-TELETRAFICO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIAS E INGENIERIAS INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

208022TELETRFICOREMBERTO CARLOS MORENO HERAZO (Director Nacional)

HAROLD EMILIO CABRERA MEZA Acreditador

COROZAL Octubre de 2010


COMIT DIRECTIVO Jaime Alberto Leal Afanador Rector

Gloria Herrera Vicerrectora Acadmica

Roberto Salazar Ramos Vicerrector de Medios y Mediaciones Pedaggicas

Maribel Crdoba Guerrero Secretaria General

MDULO CURSO TELETRAFICO PRIMERA EDICIN

Copyright Universidad Nacional Abierta y a Distancia

ISBN

2010 COROZAL, Colombia


ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO El contenido didctico del curso acadmico: Teletrfico fue diseado en el ao 2010 por el Ingeniero Remberto Moreno Herazo, docente de la UNAD, ubicado en el CEAD COROZAL, Remberto Moreno es Ingeniero Electrnico y Especialista en Telecomunicaciones, con estudios de Maestra en Telecomunicaciones, se ha desempeado como Coordinador Local del Programa de Ingeniera Electrnica y Telecomunicaciones y Docente del mismo programa. Se desempea actualmente como director del curso a nivel nacional. Harold Emilio Cabrera Meza, docente del CEAD Pasto, apoy el proceso de revisin del contenido didctico e hizo aportes disciplinares, didcticos y pedaggicos en el proceso de acreditacin del material didctico.


INTRODUCCIN Una de las reas especficas sobre las que se desarrolla el perfil del Ingeniero en Telecomunicacin es el de la Planificacin y Gestin de las Telecomunicaciones. En el escenario actual de los operadores de redes y servicios, es un requisito imprescindible la planificacin de redes de telecomunicacin que permitan de forma optimizada en costes la introduccin de nuevos servicios con los que captar y mantener a los diferentes nichos de clientes. Para dicha tarea resulta imprescindible adoptar tcnicas de identificacin, clasificacin y tratamiento de los diversos tipos de trfico que ha de tratar una arquitectura de red heterognea. Surge a su vez la necesidad de evolucin en las tecnologas de conmutacin y transmisin con las que implantar las redes de telecomunicacin que transportan el trfico de clientes. Esta asignatura se fundamenta en el conocimiento de los criterios con los que se han de disear y planificar las redes privadas y pblicas sobre las que se transporta el trfico multiservicio de los clientes de un operador de Telecomunicaciones. Utilizando para ello las principales herramientas matemticas y de simulacin en la caracterizacin del trfico existente. As, se identifica la necesidad de evolucin en las redes, y la bsqueda de un compromiso sobre el que amparar los requisitos y expectativas de los clientes en cuanto a la calidad/coste del servicio, y la necesidad de inversin en red y rendimiento financiero asociado por parte de los operadores. En particular, dado que nuestro inters comn son las redes de comunicaciones, la mayora de aplicaciones que consideraremos sern respecto al trfico sobre dichas redes. En efecto, si bien podra pensarse que los componentes de la red (equipos y protocolos) tienen un comportamiento determinstico, ellos existen para satisfacer las demandas de los usuarios, las cuales se presentan en cantidades aleatorias y en instantes de tiempo aleatorios. El modelamiento probabilstico de los tiempos entre llegadas y las intensidades de las demandas de los usuarios de una red, as como sus efectos sobre los componentes (software y hardware) de la red, es una aplicacin de la


teora abstracta de las probabilidades y los procesos estocsticos que constituye toda una nueva teora de trfico. El curso TELETRFICO correspondiente al componente profesional del Programa de Ingeniera de Telecomunicaciones y Electrnica tiene como objetivo inducir al estudiante en el campo de las telecomunicaciones partiendo de sus bases conceptales, su evolucin y adaptacin a travs de la historia. El curso tiene 2 crditos acadmicos los cuales comprenden el estudio independiente y el acompaamiento tutorial, con el propsito de: Comprender los conceptos fundamentales en el tema de la teora de Teletrfico. Adquirir un concepto claro de la importancia de la teora del Teletrfico en el anlisis y prediccin de trfico en redes de telecomunicaciones. Adquirir un concepto claro de la aplicabilidad de la Ingeniera de Teletrfico al dimensionamiento de centros de conmutacin y la capacidad de la interconexin entre los mismos. Conocer con cierta profundidad las diferentes tcnicas de dimensionamiento de trfico aplicables a las diferentes tipos de redes de conmutacin. Este curso est compuesto por dos unidades didcticas a saber: UNIDAD 1. INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE TRAFICO: se presenta una vista general sobre la definicin de: Conceptos y variaciones y generacin de trfico, Principio de dimensionamiento, Proceso de los estados de ocupacin, Equilibrio estadstico, Definiciones y unidades: Hora pico, hora cargada u hora referencia, Erlang, CCS (Centrum Call Second), LLRHC (LLamada reducida en la hora cargada), Intensidad de trfico, intensidad de llamada ofrecida, y demandada, cursadas y rechazadas, Trafico demandado, ofrecido, cursado y rechazado, Clculo de trfico en la hora cargada, Proceso de nacimiento y muerte: Anlisis de Distribucin de Poisson.


UNIDAD 2. TRFICO Y SU APLICACIN AL DIMENSIONAMIENTO DE REDES E TELECOMUNICACIONES: se trata de analizar Modelo de Erlang B, Modelo Bernoulli, Modelo Poisson, Factor de Utilizacin, Sistemas con accesibilidad completa con Espera: Desarrollo del modelo de Erlang C, Tiempo promedio de espera, Funcin de distribucin de los tiempos de espera, Cola con tiempos de servicios constantes, Colas finitas y fuentes finitas. El curso es de carcter terico y la metodologa a seguir ser bajo la estrategia de educacin a distancia. Por tal razn, ser importante planificar los procesos de: Estudio Independiente: este se desarrollar a travs del trabajo personal y del trabajo en pequeos grupos colaborativos de aprendizaje. Acompaamiento tutorial: corresponde al acompaamiento que el tutor realiza al estudiante para potenciar el aprendizaje y la formacin. Este acompaamiento se puede adelantar de forma individual, en pequeos grupos o a nivel de grupo de curso. Otro aspecto a considerar dentro del curso es el Sistema de interactividades, el cual vincula a los actores del proceso mediante diversas actividades de aprendizaje que orientan el trabajo de los estudiantes hacia el logro de los objetivos que se pretenden. Se puede dar de la siguiente manera: Tutor-estudiante: a travs del acompaamiento individual. Estudiante-estudiante: mediante la participacin activa en los grupos colaborativos de aprendizaje. Estudiantes-tutor: a travs del acompaamiento a los pequeos grupos colaborativos de aprendizaje. Tutor-estudiantes: mediante el acompaamiento en grupo de curso Estudiantes-estudiantes: en los procesos de socializacin que se realizan en el grupo de curso. Para el desarrollo del curso es importante el papel que juegan los recursos didcticos y tecnolgicos como medio activo e interactivo, buscando la interlocucin durante todo el proceso de dilogo tutorestudiante.


Se tienen diferentes opciones y tecnologas, las cules deben ser empleadas de la mejor forma, de acuerdo al espacio y a los objetivos propuestos en cada curso. Algunas de las ms empleadas, son: Materiales impresos: se han convertido en el principal soporte para favorecer los procesos de aprendizaje auto dirigido. Sitios Web: propician el acercamiento al conocimiento, la interaccin y la produccin de nuevas dinmicas educativas. Sistemas de interactividades sincrnicas: permite la comunicacin a travs de encuentros presenciales directos o de encuentros mediados ( chat, audio conferencias, videoconferencias, tutoras telefnicas ) Sistemas de interactividades asincrnicas: permite la comunicacin en forma diferida favoreciendo la disposicin del tiempo del estudiante para su proceso de aprendizaje ( correo electrnico, foros, grupos de discusin, entre otros ) El acceso a documentos complementarios y a los laboratorios del curso, adquieren una dimensin de suma importancia, en tanto la informacin sobre el tema exige conocimientos de actualidad y la comprobacin prctica de los principales conceptos tratados en el curso. En la medida que adquiera el rol de estudiante, interiorice y aplique los puntos abordados anteriormente, podr obtener los logros propuestos en este curso, as como un aprestamiento en los enfoques de la Ingeniera mediante la estrategia de educacin a distancia. El curso consta de dos (2) crditos acadmicos equivalentes a 96 horas de estudio, distribuidas de la siguiente manera: Estudio Independiente: Acompaamiento Tutorial: 70 26 horas horas

El curso est orientado a la autogestin estudiantil de los conocimientos tericos para conocer los modelos prcticos del trfico sobre redes modernas de comunicaciones y sus efectos sobre los mecanismos de control de admisin, control de acceso, conmutacin, y control de congestin (Teora de Colas).


CONTENIDO UNIDAD 1. INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE TRFICO. Captulo 1. Introduccin a la Ingeniera de Teletrfico Leccin 1. Modelado de sistemas de comunicaciones Leccin 2. Redes de Comunicacin Leccin 3. Conceptos De Trfico Y De Grado De Servicio Leccin 4. Variaciones de trfico y concepto de hora cargada Leccin 5. Concepto de bloqueo Captulo 2. Teora de las probabilidades y estadsticas Leccin 6. Generacin de trfico y reaccin de los abonados Leccin 7. Introduccin al grado de servicio Leccin 8. Funciones de distribucin Leccin 9. Procesos de LLegada Leccin 10. Teorema de Little Captulo 3. Distribuciones de los intervalos de tiempo Leccin 11. Distribuciones exponencial Leccin 12. Distribuciones pronunciadas Leccin 13. Distribuciones planas Leccin 14. Distribuciones de Cox Leccin 15. Otras distribuciones Temporales Lectura complementaria (Contenidos complementarios profundizacin de temticas) Bibliografa Unidad 1(Referenciacin de Contenidos complementarios para profundizacin de temticas)


UNIDAD 2. TRFICO Y SU APLICACIN AL DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE TELECOMUNICACIONES Captulo 4. Sistemas de Prdidas Leccin 16. El proceso de Poisson Leccin 17. Sistemas de prdidas de Erlang, frmula B Leccin 18. Procedimientos normales para diagramas de transicin de estado Leccin 19. Sistemas de prdidas con accesibilidad completa Distribucin binomial Leccin 20. Distribucin de Engset Captulo 5. Sistemas de espera Leccin 21. Sistema de espera de Erlang M/M/n Leccin 22. Tiempo de espera medio Leccin 23. Principio de MOE en Sistemas de espera Leccin 24. Sistemas terminales Leccin 25. Aplicacin de la teora de colas de espera Captulo 6. Dimensionamiento de las redes de telecomunicaciones Leccin 26. Matrices de trfico Leccin 27. Control de carga y proteccin de servicio Leccin 28. Mediciones de trfico Leccin 29. Teora del muestreo Leccin 30. Ejemplos de mediciones de trafico Lectura complementaria (Contenidos complementarios profundizacin de temticas) Bibliografa Unidad 2 (Referenciacin de Contenidos complementarios para profundizacin de temticas)


UNIDAD 1INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE TRFICO

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CAPTULO 1. INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE TELETRFICO

La teora de teletrfico se define como la aplicacin de la teora de las probabilidades a la solucin de problemas concernientes a la planificacin, evaluacin de la calidad de funcionamiento, operacin y mantenimiento de sistemas de telecomunicacin. En forma ms general, la teora de teletrfico se puede considerar como una disciplina de planificacin en la que los medios (procesos estocsticos, teora de puesta en fila y simulacin numrica) se toman de la investigacin de las operaciones. El trmino teletrfico abarca todo tipo de trfico de comunicacin de datos y de trfico de telecomunicaciones. La teora estar primordialmente ilustrada con ejemplos de sistemas de comunicacin telefnica y datos. Sin embargo, los medios formulados son independientes de la tecnologa y aplicables en otras reas como trfico de caminos, trfico areo, cintas de fabricacin y montaje, distribucin, gestin de talleres y almacenamiento, y toda clase de sistemas de servicio. El objetivo de la teora del teletrfico puede formularse as: Lograr calcular el trfico en unidades bien definidas mediante modelos matemticos y determinar la relacin existente entre calidad de servicio y capacidad del sistema, de tal manera que la teora se convierta en una herramienta til para la planificacin de las inversiones. El cometido de la ingeniera de teletrfico es disear del modo ms rentable posible sistemas cuya calidad de servicio se hayan definido previamente cuando se conoce la demanda de trfico y la capacidad de los elementos del sistema. Asimismo, la teora del teletrfico ha de establecer mtodos especficos para controlar que la calidad de servicio en un momento dado cumple los requisitos, y determinar qu acciones de emergencia concretas se han de tomar cuando los sistemas se encuentran sobrecargados o se producen fallos tcnicos. Para ello se precisan mtodos de previsin de la demanda (por ejemplo, a partir de mediciones de trfico) y mtodos para calcular la capacidad de los sistemas, y la especificacin de los parmetros cuantitativos para medir la calidad de servicio. Cuando se pasa de la teora a la prctica, surge una serie de problemas respecto a las decisiones que han de adaptarse a corto y largo plazo. Las decisiones a corto plazo engloban, por ejemplo, la determinacin del nmero de circuitos en un grupo de enlace, el nmero de empleados en consolas de conmutacin, la cantidad de sendas abiertas en un supermercado y la atribucin de prioridades a trabajos de un sistema informtico.2


Las decisiones a largo plazo abarcan, por ejemplo, decisiones relativas a la creacin y ampliacin de redes de datos y de telecomunicaciones, la adquisicin de cables, sistemas de transmisin, etc. La aplicacin de la teora en relacin con la concepcin de nuevos sistemas puede ayudar a comparar distintas soluciones eliminando as las menos acertadas en una fase inicial sin tener que elaborar prototipos.

Leccin 1: Modelado de sistemas de telecomunicacinPara el anlisis de un sistema de telecomunicacin, se debe establecer un modelo para describir la totalidad (o parte) del sistema. Este proceso de modelado es fundamental especialmente para nuevas aplicaciones de la teora del teletrfico pues se requiere conocimiento tanto del sistema tcnico como de las herramientas matemticas y la aplicacin del modelo en un medio informtico.

Figura 1.1 Los sistemas de telecomunicacin son sistemas complejos hombre/mquina. El cometido de la teora de teletrfico es el de configurar sistemas ptimos para conocimiento de las necesidades y hbitos del usuario. Este modelo contiene tres elementos principales (vase la figura 1.1): La estructura del sistema. La estrategia operacional. Las propiedades estadsticas del trfico. 1.1 Estructura del sistema Esta parte se determina tcnicamente y, en principio, es posible obtener algn nivel de detalles en la descripcin, por ejemplo en el nivel de componente. Los aspectos de viabilidad son estocsticos pues los errores se producen al azar y estarn considerados como trfico de alta prioridad. La3


estructura del sistema viene dado por el sistema fsico o lgico que normalmente se presenta en manuales. En sistemas de trfico de caminos, las carreteras, las seales de trnsito, rotondas, etc., configuran la estructura.

1.2 Estrategia operativa Un sistema fsico determinado (por ejemplo un sistema de trfico vial que utiliza rotondas de distribucin) se puede utilizar de diferentes maneras para adaptar el sistema de trfico a la demanda. En ingeniera vial, se aplica con reglas y estrategias de trnsito que podran ser distintas para el trfico de la maana y el trfico de las primeras horas de la noche. En una computadora, esta adaptacin tiene lugar mediante el sistema de operacin y por intervencin del operador. En un sistema de telecomunicacin las estrategias se aplican a fin de dar prioridad a las tentativas de llamada con el objeto de encaminar el trfico a su destino. En centrales telefnicas con control de programa almacenado (SPC, stored program control), las tareas asignadas al procesador central se dividen en clases con diferentes prioridades. La prioridad ms elevada se asigna a las llamadas aceptadas seguida de nuevas tentativas de llamada mientras que el control de rutina del equipo tiene baja prioridad. Los sistemas telefnicos clsicos utilizaban lgica por conexin almbrica para introducir estrategias mientras que en los sistemas modernos stos se efectan por soporte lgico, que permiten el empleo de estrategias ms flexibles y adaptativas.

1.3 Propiedades estadsticas del trfico Las demandas del usuario estn modeladas por las propiedades estadsticas del trfico. Slo efectuando mediciones sobre sistemas reales es posible determinar que el modelado terico est de acuerdo con la realidad. Este proceso debe ser necesariamente de naturaleza iterativa (vase la figura 1.2). El modelo matemtico se establece a partir de un profundo conocimiento del trfico. Se calculan entonces las propiedades del modelo y se las comparan con los datos medidos. Si no estn en conformidad satisfactoria entre s, se deber efectuar una nueva iteracin del proceso. Parece natural dividir la descripcin de las propiedades de trfico en procesos estocsticos para la llegada de tentativas de llamada y procesos que describen tiempos (de ocupacin) del servicio. Se supone normalmente que estos dos procesos son independientes entre s, lo cual significa que la duracin de una llamada es independiente del tiempo de llegada de la llamada. Existen modelos que describen el compartimiento del usuario que experimenta bloqueo, es decir, que se lo rechaza el servicio y puede efectuar una nueva tentativa de llamada un poco ms tarde (intentos de llamada repetidos). En la figura 1.3 se ilustra la terminologa aplicada generalmente en la teora de teletrfico.4


Figura 1.2. La teora de teletrfico es una disciplina inductiva. Para observaciones de sistemas reales se establecen modelos tericos, de los que se derivan parmetros, que pueden ser comparados con observaciones correspondientes del sistema real. Si estn de acuerdo, el modelo se convalida. En caso contrario, se debe elaborar el modelo en mayor grado. Este mtodo cientfico de trabajo se denomina espiral de experimentacin

Figura 1.3 Ilustracin de la terminologa aplicada para un proceso de trfico. Ntese la diferencia entre intervalos de tiempo e instantes de tiempo. Los trminos llegada y llamada se utilizan como sinnimos. El tiempo entre llegadas y el tiempo entre salidas, son los intervalos de tiempo entre llegadas o salidas, respectivamente 1.4 Modelos Los requisitos generales de un modelo son: 1) Debe ser posible verificar el modelo sin mayor dificultad, como as tambin determinar los parmetros del modelo a partir de los datos observados. 2) Debe ser viable presentar el modelo para dimensionamiento prctico.5


Se est buscando una descripcin de, por ejemplo, las variaciones observadas en la cantidad de llamadas establecidas en curso en una central telefnica, que varan incesantemente debido a que las llamadas son establecidas y terminadas. Aun cuando por hbitos comunes, las variaciones diarias siguen un diagrama predecible para el comportamiento del abonado, es imposible prever las tentativas de llamadas individuales o la duracin de las llamadas establecidas. En la descripcin, es por tanto necesario mtodos estadsticos. Se dice que los eventos de tentativas de llamada tienen lugar conforme a un proceso estocstico, y el tiempo de llegada entre tentativas de llamada se describe a travs de las distribuciones de probabilidad que caracterizan el proceso estocstico. Una alternativa al modelo matemtico es un modelo de simulacin o un modelo fsico (prototipo). En un modelo de simulacin de computadora es comn utilizar directamente los datos recopilados o bien utilizar distribuciones estadsticas. Sin embargo, hay ms demanda de recursos para trabajar con simulacin pues el modelo de simulacin no es general. Cada caso individual debe ser simulado. La elaboracin de un prototipo llevar an ms tiempo que un modelo de simulacin. En general, se prefieren los modelos matemticos pero a menudo es necesario aplicar simulacin para desarrollar el modelo matemtico. A veces se elaboran prototipos para efectuar la prueba final. 1.5 Sistemas telefnicos convencionales En esta seccin se da una breve descripcin sobre qu sucede cuando una central telefnica tradicional recibe una llamada. La descripcin se dividir en tres partes: Estructura, estrategia y trfico. Es muy comn distinguir entre centrales de abonados (conmutadores de acceso, centrales locales, (LEX) y centrales de trnsito (TEX)) debido a la estructura jerrquica conforme a la cual se disean la mayora de las redes telefnicas nacionales. Los abonados se conectan a centrales locales o a conmutadores de acceso (concentradores) que se conectan a centrales locales. Por ltimo, los conmutadores de trnsito se utilizan para interconectar centrales locales o para aumentar la disponibilidad y fiabilidad. 1.5.1 Estructura del sistema Se examinar aqu una central telefnica del tipo de barras cruzadas. Si bien este tipo se encuentra, en la actualidad, fuera de servicio una descripcin de su funcionamiento permite una buena ilustracin sobre las tareas que son necesarias efectuar en una central digital. El equipo en una central telefnica convencional comprende trayectos de seales vocales y trayectos de control. (Vase la figura 1.4.)

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Figura 1.4 Estructura fundamental de un sistema de conmutacin Los trayectos de seales vocales estn ocupados durante el tiempo total de la llamada (3 minutos de promedio) mientras que los trayectos de control slo estn ocupados durante la fase de establecimiento de la llamada (entre 0,1 a 1 s). El nmero de trayectos de seales vocales es, por tanto, considerablemente ms grande que el nmero de trayectos de control. El trayecto de una seal vocal es una conexin de una determinada entrada (abonado) a una determinada salida. En un sistema con divisin en el espacio los trayectos de seal vocal estn integrados por componentes pasivos (como rels, diodos o circuitos VLSI). En un sistema con divisin en el tiempo los trayectos de seales vocales se componen de uno o varios segmentos de tiempo especficos dentro de una trama. Los trayectos de control son responsables del establecimiento de la conexin. Normalmente, esto sucede en una cantidad de etapas en la que cada una de ellas es llevada a cabo por un dispositivo de control: un microprocesador, o un registrador. Las tareas del dispositivo de control son las siguientes: Identificacin del abonado originante (quien desea efectuar una conexin (acceso de entrada)). Recepcin de la informacin digital (direccin, acceso de salida). Bsqueda de una conexin en estado de reposo entre los accesos de entrada y de salida. Establecimiento de la conexin. Liberacin de la conexin (efectuada a veces por el propio trayecto de la seal vocal). Asimismo, se debe tener en cuenta la tarificacin de las llamadas. En centrales convencionales el trayecto de control se establece sobre rels o dispositivos electrnicos y las operaciones lgicas vienen dadas por un dispositivo lgico cableado. Las modificaciones en las funciones requieren cambios fsicos que son difciles y costosos.7


En centrales digitales los dispositivos de control son procesadores. Las funciones lgicas se llevan a cabo mediante programas, y las modificaciones se consideran ms sencillas de aplicar. Las restricciones estn mucho menos limitadas, as como la complejidad de las operaciones lgicas comparadas con la lgica cableada. Las centrales controladas por soporte lgico tambin se denominan sistemas con control de programa almacenado (SPC, stored program control). 1.5.2 Comportamiento del usuario Considrese un sistema telefnico convencional. Cuando el abonado A inicia una llamada el gancho conmutador se levanta y el par de hilos del abonado se pone en cortocircuito. Esta operacin activa un rel en la central. El rel identifica al abonado y un microprocesador en el circuito de abonado elige un cordn sin conexin. El abonado y el conductor se conectan a travs de un circuito conmutador. Esta terminologa se origin en el tiempo en el que un operador manual por medio de un cordn se conectaba con el abonado. El operador manual corresponde al registrador. El cordn tiene tres salidas. El registrador se acopla al cordn a travs de otro circuito conmutador. Por tanto, el abonado se conecta al registrador (selector de registro) a travs del cordn. Esta fase tiene efecto en menos de un segundo. El registrador enva al abonado el tono de invitacin a marcar, quien marca el nmero de telfono deseado del abonado B, el cual es recibido y mantenido por el registrador. La duracin de esta fase depende del abonado. Un microprocesador analiza la informacin de cifras y por medio de un selector de grupo establece una conexin con el abonado deseado, que puede pertenecer a la misma central, a una central vecina o a una central remota. Por otra parte, es comn distinguir entre centrales con las que existe enlace directo, y aqullas que no lo tienen. En este ltimo caso debe haber una conexin a travs de una central en un nivel superior de jerarqua. La informacin de cifras se entrega por medio de un transmisor codificado a un receptor codificado de la central deseada que transmite entonces la informacin a los registradores de la central. El registrador ha cumplido entonces su cometido y se libera de modo tal que queda en reposo para otras tentativas de llamada. Los microprocesadores trabajan muy rpido (alrededor de 1 - 10 ms) e independientes de los abonados. El cordn est ocupado durante la totalidad de la llamada y se hace cargo del control de la llamada cuando el registrador se libera. Se ocupa de, por ejemplo, diferentes tipos de seales (ocupado, referencia, etc.), impulsos para tarificacin, y liberacin de la conexin cuando la llamada se suprime. Puede suceder que una llamada no pasa como est previsto. El abonado puede efectuar un error, colgar repentinamente, etc. Asimismo, existen lmites de capacidad en el sistema. Las tentativas de llamada hacia un abonado tienen lugar aproximadamente de la misma manera. Un receptor8


codificado en la central del abonado B recibe las cifras y se establece una conexin a travs del circuito de conmutacin de grupo y al circuito de conmutacin local a travs del abonado B con utilizacin de los registradores de la central receptora. 1.5.3 Estrategia de la operacin El trayecto de las seales vocales funciona normalmente como sistemas de prdidas mientras que el trayecto de control funciona como sistemas de espera. Si no hay cordn disponible ni registrador en reposo el abonado no tendr tono de marcacin sin importar cunto tiempo se encuentra a la espera. Si la central no tiene salida disponible para el abonado B deseado, se emitir un tono de ocupado al abonado A llamante. Independientemente de cualquier espera adicional no se establecer ninguna conexin. Si un microprocesador (o todos los microprocesadores de un tipo especfico cuando haya varios) est ocupado, la llamada esperar entonces hasta que el microprocesador est desocupado. Debido al tiempo de retencin muy corto el tiempo de espera es a menudo tan breve que los abonados no lo notan. Si varios abonados se encuentran esperando el mismo microprocesador, obtendrn normalmente el servicio en ordenamiento aleatorio independiente del tiempo de llegada. El modo por el cual los dispositivos de control del mismo tipo y los cordones comparten el trabajo es a menudo cclico, tal que presentan aproximadamente el mismo nmero de tentativas de llamada. Esto constituye una ventaja pues asegura la misma cantidad de uso y en razn que el abonado muy raramente tendr otra vez un trayecto de control o cordn con defectos si la tentativa de llamada se repite. Si un trayecto de control est ocupado durante ms de un tiempo determinado, se efectuar una desconexin forzada de la llamada. Esto hace imposible que una simple llamada bloquee partes vitales de la central, como por ejemplo un registrador. Asimismo, slo es posible generar durante un tiempo limitado el tono de llamada al abonado B y con ello bloquear momentneamente este telfono en cada tentativa de llamada. Una central debe funcionar y operar independientemente del comportamiento del abonado. La cooperacin entre las diferentes partes tiene lugar conforme a reglas estrictas y bien definidas, denominadas protocolos, que en sistemas convencionales se determina por la lgica de conexiones y en sistemas de control de soporte lgico por lgicas de programas. Los sistemas digitales (por ejemplo, la RDSI = Red digital de servicios integrados), en el que el sistema telefnico completo est digitalizado de abonado a abonado (2 B + D = 2 64 + 16 kbit/s por abonado), (RDSI-BE = RDSI de banda estrecha) por supuesto funciona diferentemente que los sistemas convencionales descritos anteriormente. Sin embargo, las herramientas fundamentales de teletrfico para la evaluacin son las mismas en ambos sistemas. Lo mismo tambin abarca los9


futuros sistemas de banda ancha (RDSI-BA) que estarn basados en el modo de transferencia asncrono (ATM).

Leccin 2: Redes de comunicacinExisten diferentes clases de redes de comunicaciones: redes telefnicas, redes de tlex, redes de datos, Internet, etc. Actualmente la red telefnica sigue siendo la ms extendida y a menudo otras redes estn integradas fsicamente en la red telefnica. En futuras redes digitales se planifica integrar una numerosa cantidad de servicios en la misma red (RDSI, RDSI-BA). 2.1 Red telefnica La red telefnica ha sido tradicionalmente construida como un sistema jerrquico. Cada abonado se conecta a un preselector o a veces a una central local (LEX). Esta parte de la red se denomina red de acceso. El preselector de abonado se conecta a una central local principal especfica que a su vez se conecta a una central de trnsito (TEX) en la cual hay normalmente una, como mnimo, para cada cdigo de rea. Las centrales de trnsito estn normalmente conectadas en una estructura poligonal (vase la figura 1.5). Las conexiones entre las centrales de trnsito conforman una red de trnsito jerrquica. Existen otras conexiones entre dos centrales locales (o preselectores de abonado) que pertenecen a diferentes centrales de trnsito (centrales locales) si la demanda de trfico es suficiente para justificarla.

Figura 1.5 Existen tres estructuras de redes bsicas: poligonal, en estrella y en anillo. Las redes poligonales se aplican cuando hay algunas centrales grandes (parte superior de la jerarqua, tambin denominadas redes en malla), mientras que las redes en estrella son adecuadas cuando hay numerosas centrales pequeas (parte inferior de la jerarqua). Las redes en anillo se aplican, por ejemplo, en sistemas de fibra ptica. Una conexin entre dos abonados en diferentes zonas de trnsito pasar normalmente por las siguientes centrales: USUARIO LEX TEX TEX LEX USUARIO10


Los grupos de enlace de trnsito individuales se basan en sistemas de transmisiones analgicas o digitales, y, a menudo, se utilizan equipos de multiplexacin. Doce canales analgicos de 3 kHz cada uno conforman un sistema de frecuencia portadora de primer orden (mltiplex en frecuencia), mientras que 32 canales digitales de 64 kbit/s cada uno integran un sistema MIC de primer orden de 2,048 Mbit/s. (Mltiplex por impulsos codificados, mltiplex en el tiempo.) La anchura de 64 kbit/s se obtiene de una muestra de la seal analgica a una velocidad de 8 kHz y una exactitud de amplitud de 8 bits. Dos de los 32 canales en un sistema MIC se utilizan para sealizacin y control.

Figura 1.6 En una red de telecomunicacin todas las centrales se disponen tpicamente en una jerarqua de tres niveles. Las centrales locales o centrales de abonado (L), a las que los usuarios se conectan, estn vinculados con centrales principales (T), que a su vez se conectan a centrales interurbanas (I). Una zona interurbana integra as una red en estrella. Las centrales interurbanas se interconectan en una red poligonal. En la prctica las dos estructuras de red estn mezcladas, pues cuando hay suficiente trfico se establecen grupos de enlace directos entre dos centrales cualesquiera. En la red danesa futura slo habr dos niveles, pues las centrales T e I se fusionarn. Por razones de seguridad y viabilidad se dispondr casi siempre de dos trayectos no consecutivos mnimo entre dos centrales cualesquiera y la estrategia ser utilizar primero las conexiones ms econmicas. La jerarqua en la red digital danesa se reduce a slo dos niveles. El nivel superior con centrales de trnsito comprende una red poligonal totalmente conectada mientras que las centrales locales y los preselectores de abonados se conectan a tres centrales de trnsito diferentes por razones de seguridad y viabilidad.11


La red telefnica se caracteriza por el hecho de que antes que dos abonados cualesquiera se puedan comunicar, se debe crear un vnculo bilateral completo (dplex completo), y que la conexin exista durante el tiempo total de la comunicacin. Esta propiedad se conoce como red telefnica con conexin en contraste con, por ejemplo Internet que es sin conexin. Cualquier red que presenta, por ejemplo, conmutacin de lneas o conmutacin de circuitos es con conexin. En la disciplina de planificacin de red, el objetivo es optimizar las estructuras de red y el encaminamiento del trfico conforme a las demandas del mismo, los requisitos de viabilidad y servicio, etc.

Ejemplo 2.1: Las redes VSAT (Maral, 1995 [77]): Las redes VSAT (Maral, 1995 [77]) es utilizada por ejemplo por organizaciones multinacionales para la transmisin de seales vocales y datos entre diferentes divisiones de noticias de radiodifusin, en situaciones de catstrofe, etc. Estas pueden ser conexiones punto a punto o conexiones de punto a multipunto (distribucin y difusin). El terminal de muy pequea abertura (VSAT, very small aperture terminal) (estacin terrena) es una antena con un dimetro de 1,6 a 1,8 metros. El terminal es econmico y porttil. Es as posible prescindir de la red telefnica pblica. Debido a condiciones reglamentarias restrictivas, esta tecnologa tiene hasta el momento una difusin muy limitada en toda Europa. Las seales se transmiten desde un terminal VSAT a otro terminal VSAT a travs de un satlite. El satlite est en una posicin fija a 35 786 km sobre el ecuador y, por tanto, las seales experimentan un retardo de propagacin de unos 125 ms por salto. La anchura de banda disponible se divide por lo general en canales de 64 kbit/s, y las conexiones pueden ser unidireccionales o bidireccionales. En su versin ms simple, todos los terminales transmiten directamente a los otros, y el resultado es una red global en malla. La anchura de banda disponible se puede asignar de antemano (asignacin fija) o en forma dinmica (asignacin por demanda). La asignacin dinmica permite mejor utilizacin pero requiere mayor control. Debido a la pequea parbola (antena) y a la atenuacin tpica de unos 200 dB en cada sentido, es prcticamente imposible evitar el error de transmisin, por lo que se utilizan cdigos de correccin de errores y esquemas de retransmisin posibles. Un sistema ms fiable se obtiene mediante la introduccin de un terminal principal (concentracin de llamadas) con una antena de 4 a 11 metros de dimetro. La comunicacin tiene lugar a travs del terminal principal. Luego, ambos saltos (VSAT terminal principal y terminal principal VSAT) se tornan ms fiables pues el terminal principal puede recibir las seales dbiles y amplificarlas de modo que el VSAT en recepcin obtiene una seal ms fuerte. El inconveniente de este procedimiento es que el retardo de propagacin es ahora de 500 ms. La solucin del terminal principal permite tambin centralizar el control y supervisin del sistema. En razn que toda la comunicacin pasa a travs del terminal principal, la estructura de red constituye una topologa en estrella.12


2.2 Redes de datos La red de datos se disea conforme al mismo principio excepto que la duracin de la fase de establecimiento de la conexin es ms breve. Otra clase de red de datos viene dada en las denominadas redes de distribucin de paquetes, que funcionan conforme al principio de almacenamiento y retransmisin (vase la figura 1.7). Los datos que han de ser transmitidos no se enviarn directamente del transmisor al receptor sino que efectuar por pasos de central a central. Esto puede crear demoras pues las centrales que son computadoras funcionan como sistemas de retardo (transmisin sin conexin). Si el paquete tiene una longitud fija mxima, la red tiene la indicacin conmutacin de paquetes (por ejemplo, protocolo X.25). En X.25 un mensaje se divide en un nmero de paquetes que no necesariamente sigue el mismo trayecto a travs de la red. El encabezamiento de protocolo del paquete contiene un nmero de secuencias tal que los paquetes se pueden disponer en correcto orden en el receptor. Asimismo, se utilizan cdigos de correccin de errores y se verifica la correccin de cada paquete en el receptor. Si el paquete es correcto se devuelve un acuse de recibo al nodo precedente, el cual, en ese momento, puede suprimir su copia del paquete. Si el nodo precedente no recibe un acuse de recibo en un intervalo de tiempo determinado, se retransmite una nueva copia del paquete (o de un conjunto completo de paquetes). Por ltimo, hay un control completo de todo el mensaje de transmisor a receptor. De esta manera se obtiene una transmisin muy fiable. Si el mensaje completo se enva en un solo paquete, se denomina conmutacin de mensajes.

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Figura 1.7 Red datagrama: Principio de almacenamiento y retransmisin para una red de datos con conmutacin de paquetes En razn que las centrales en una red de datos son computadoras, es viable introducir estrategias avanzadas para el encaminamiento del trfico. 2.3 Redes de rea local Las redes de rea local (LAN, local area network) son un tipo muy especial e importante de redes de datos en el que todos los usuarios de un sistema informtico estn vinculados al mismo sistema de transmisin digital, por ejemplo un cable coaxial. Por lo general, slo un usuario por vez puede utilizar el medio de transmisin y obtener algunos datos transmitidos a otro usuario. Como el sistema de transmisin tiene una capacidad amplia comparada con la demanda de los usuarios, cada uno de ellos tiene la sensacin de ser el nico usuario del sistema. Existen diversas clases de redes de rea local. Con la aplicacin de estrategias adecuadas para el principio de control de acceso al medio se tiene en cuenta la asignacin de capacidad en el caso de muchos usuarios que compiten por la transmisin. Existen dos tipos principales de redes de rea local: la red de acceso mltiple en sentido portador/deteccin de colisin (CSMA/CD, carrier sense multiple access/collision detection) (Ethernet) y las redes testigo. La red CSMA/CD es una de las ms ampliamente utilizadas. Todos los terminales estn haciendo escucha permanente al medio de transmisin y tienen conocimiento cuando est libre y cuando est ocupado. Al mismo tiempo, un terminal puede ver qu paquetes estn dirigidos a su propio terminal y necesitan, por tanto, ser almacenados. Un terminal que desea transmitir un paquete lo har si el medio est desocupado. Si el medio estuviera ocupado el terminal espera un tiempo aleatorio antes de14


efectuar un nuevo intento. Debido a la velocidad de propagacin finita es posible que dos (o an ms) terminales inicien la transmisin dentro de un intervalo breve, de modo tal que dos o ms mensajes pueden chocar en el medio de transmisin. Este fenmeno se conoce como colisin. Teniendo en cuenta que los terminales estn haciendo escucha en todo momento, pueden detectar inmediatamente que la informacin transmitida es diferente de la recibida y deducir que se ha producido una colisin. Los terminales que intervienen detienen inmediatamente la transmisin y efectuarn ms tarde un nuevo intento en un intervalo aleatorio. En una red de rea local del tipo testigo, slo podr transmitir informacin el terminal que en ese momento posea el testigo. El testigo estar rotando entre los terminales conforme a reglas predefinidas. Las redes de rea local tambin funcionan con tcnicas basadas en ATM (modo de transferencia asncrono). Asimismo, las LAN inalmbricas se estn convirtiendo en sistemas de uso comn. Las condiciones de propagacin en redes de zona local no son importantes debido a las pequeas distancias geogrficas entre los usuarios. En una red de datos de satlite, por ejemplo, el retardo de propagacin es grande comparado con la longitud de los mensajes y en esas aplicaciones se utilizan otras estrategias que las empleadas en redes de zona local.

2.4 Sistemas de comunicacin mviles En estos ltimos aos se ha visto una enorme expansin de los sistemas de comunicacin mviles cuyos medios de transmisin son canales radioelctricos (inalmbricos) analgicos o digitales en contraste con los sistemas de cable convencionales. El espectro de frecuencias electromagnticas se divide en diversas bandas reservadas para fines especficos. Para comunicaciones mviles se asigna un subconjunto de esas bandas. Cada banda corresponde a un nmero limitado de canales radiotelefnicos, y es aqu donde surge el recurso limitado en los sistemas de comunicacin mviles. La utilizacin ptima de este recurso es un aspecto esencial en la tecnologa celular. En los puntos siguientes se describe un sistema representativo.

2.4.1 Sistemas celulares Estructura. Cuando una determinada zona geogrfica ha de ser cubierta con telefona mvil, se debe instalar en ella una adecuada cantidad de estaciones de base. Una estacin de base est constituida por una antena y un equipo transmisor/receptor o un enlace radioelctrico con una central telefnica mvil (MTX), que es parte de la red telefnica tradicional. Una central telefnica mvil es comn a todas las estaciones de base en una determinada zona de trfico. Las ondas radioelctricas se amortiguan cuando se propagan en la atmsfera y, por tanto, una estacin de base slo puede cubrir una zona geogrfica limitada que se denomina clula (no se debe confundir con las clulas ATM). Mediante la transmisin de las ondas radioelctricas con una15


potencia adecuada es posible adaptar la zona de cobertura de modo tal que todas estaciones de base cubran exactamente la zona de trfico planificada sin demasiada superposicin entre estaciones vecinas. No es posible utilizar la misma frecuencia radioelctrica en dos estaciones de base vecinas pero si en dos estaciones de base sin una frontera comn, permitiendo entonces la reutilizacin de canales.

Figura 1.8 Sistema de comunicacin mvil celular. Dividiendo las frecuencias en 3 grupos (A, B y C) se pueden reutilizar los canales como se muestra en la figura 1.8. En la figura 1.8 se muestra un ejemplo. Se puede disponer de un determinado nmero de canales por clula conforme al volumen de trfico dado. La dimensin de la clula depende del volumen de trfico. En zonas densamente pobladas como grandes ciudades, las clulas sern pequeas mientras que en zonas escasamente pobladas las clulas sern grandes. La atribucin de canales es un problema muy difcil. Adems de las restricciones indicadas anteriormente existen tambin otras. Por ejemplo, debe haber cierta distancia entre los canales en la misma estacin de base (restriccin de canal vecino) y hay otras limitaciones para evitar interferencia. Estrategia. En sistemas de telefona mvil debe existir una base de datos con informacin relativa a todos los abonados. Cualquier abonado puede tener un papel activo o pasivo en el circuito segn est encendido o apagado su radiotelfono. Cuando el abonado enciende el radiotelfono, se le asigna automticamente un canal de control y se produce su identificacin. El canal de control es una canal radioelctrico utilizado por la estacin de base para fines de verificacin. El resto de los canales son canales de trfico de usuario. Una peticin de llamada a un abonado mvil (abonado B) se produce de la siguiente manera. La central telefnica mvil recibe la llamada del otro abonado (abonado A, fijo o mvil). Si el abonado16


B tiene su radiotelfono apagado, se informa al abonado A que el abonado B no est disponible. Si el abonado B tiene el equipo encendido, el nmero se presenta entonces en todos los canales de control en la zona de trfico. El abonado B reconoce su propio nmero e informa, a travs del canal de control, en qu clula (estacin de base) se encuentra. Si hay un canal de usuario desocupado se asigna y la MTX pasa la llamada. Una peticin de llamada de un abonado mvil (abonado A) se inicia por la operacin de desplazamiento del abonado del canal de control a un canal de trfico de usuario cuando se establece la llamada. La primera fase que comprende la lectura de las cifras y la comprobacin de disponibilidad del abonado B es, en algunos casos, establecida por el canal de control (sealizacin de canal comn). Un abonado tiene la facultad de poder trasladarse libremente dentro de su propia zona de trfico. Cuando se aleja de la estacin de base es detectado por la central telefnica mvil (MTX) que supervisa constantemente la relacin seal/ruido y puede trasladar la llamada a otra estacin de base y a otro canal de usuario cuando se requiere mejor calidad. Esta es una cooperacin entre la MTX y el equipo de abonado que se produce automticamente sin que sea notado por el abonado. Esta operacin se denomina traspaso a transferencia de llamadas, y, por supuesto, requiere la existencia de un canal de usuario libre en la nueva clula. En razn que es inadecuado tener que interrumpir una llamada existente, el traspaso de llamadas tiene mayor prioridad que las nuevas. Esta estrategia se puede efectuar dejando en reserva uno o dos canales desocupados para el traspaso de llamadas. Cuando un abonado sale de su zona de trfico se produce la denomina de itinerancia. La MTX en la nueva zona puede conocer la MTX original a partir de la identidad del abonado. Se enva entonces un mensaje a la MTX de origen con informacin sobre la nueva posicin. Las llamadas de llegada al abonado entran siempre a la MTX de origen la que encamina la llamada a la nueva MTX. Las llamadas salientes sern tratadas de la manera usual. Un sistema inalmbrico digital difundido es el GSM, que se puede utilizar en toda Europa Occidental. La Unin Internacional de Telecomunicaciones est elaborando un sistema mvil global sobre comunicaciones personales universales (UPC, universal personal communication), en el que los abonados se comunican con cualquier parte del mundo (IMT-2000). Los sistemas de bsqueda de personas son sistemas primitivos unilaterales. El telfono digital sin cordn europeo (DECT, digital european cordless telephone), es una norma para telfonos inalmbricos. Se pueden conectar localmente en compaas, centros comerciales, etc. En el futuro, surgirn equipos que pueden ser aplicados a los sistemas DECT y GSM. El sistema DECT est constituido por clulas muy pequeas mientras que el GSM es un sistema con clulas ms grandes.17


Se han diseado tambin sistemas de comunicacin por satlite en el que la estacin de satlite se comunica con una estacin de base. El primer sistema de este tipo fue Iridium que estaba integrado por 66 satlites de tal modo que siempre haba ms de un satlite disponible en una determinada ubicacin dentro del alcance geogrfico del sistema. Los satlites tienen rbitas de slo unos pocos centenares de kilmetros por encima de la Tierra. El sistema Iridium no tuvo xito, pero surgieron sistemas ms modernos como Inmarsat.

Leccin 3: Conceptos de trfico y de grado de servicioLa caracterizacin de trfico se efecta por medio de modelos que se aproximan al comportamiento estadstico de trfico de red en una gran poblacin de usuarios. Los modelos de trfico adoptan hiptesis simplificadas referentes a los procesos de trfico complicados. Utilizando esos modelos la demanda de trfico se caracteriza por un conjunto de parmetros limitado (valor medio, varianza, ndice de dispersin de cuentas, etc.). El modelado de trfico consiste bsicamente en identificar qu simplificacin de hiptesis se pueden efectuar y qu parmetros son pertinentes desde el punto de vista de las repercusiones de la demanda de trfico sobre la calidad de funcionamiento de la red. Las mediciones de trfico se efectan para confirmar esos modelos, efectuando las modificaciones que sean necesarias. No obstante, como no es necesario que los modelos sean modificados frecuentemente, el propsito ms usual de mediciones de trfico es estimar los valores que toman los parmetros definidos en los modelos de trfico en cada segmento de red durante cada periodo de tiempo. Como complemento a la modelizacin del trfico y mediciones de trfico, se requiere tambin la previsin de trfico dado que, para fines de planificacin y dimensionamiento, no es suficiente caracterizar la demanda presente de trfico, sino que es necesario tambin predecir las demandas de trfico para el periodo de tiempo previsto en el proceso de planificacin.

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Figura 1.9 Tareas de ingeniera de trfico Los costos de un sistema telefnico se pueden dividir en costos que dependen de la cantidad de abonados y costos que dependen de la cantidad de trfico en el sistema. A la hora de planificar un sistema de telecomunicaciones, el objetivo es ajustar el volumen de los equipos de manera que pueda darse respuesta a las variaciones en el trfico sin que surjan problemas importantes, manteniendo los costos de las instalaciones en el nivel ms bajo posible. Los equipos han de utilizarse con la mayor eficacia posible. La ingeniera de teletrfico se centra en la optimizacin de la estructura de la red y en el ajuste del volumen del equipo, que depende del volumen de trfico. En las pginas siguientes se introducirn conceptos fundamentales y se ilustrarn algunos ejemplos que indican cmo se comporta el trfico en sistemas reales. Todos los ejemplos proceden del sector de telecomunicaciones. 3.1 Ingeniera de trfico en la UIT19


Si bien el Grupo de Trabajo 3/2 tiene la responsabilidad global de la ingeniera de trfico, algunas Recomendaciones sobre este tema o relacionados con el mismo fueron elaboradas (o se estn elaborando) por otras Comisiones. La Comisin de Estudio 7 se ocupa de la serie X de Recomendaciones con ingeniera de trfico para redes de comunicacin de datos, la Comisin de Estudio 11 ha elaborado algunas Recomendaciones (Serie Q) sobre los aspectos de trfico relacionados con el diseo de sistemas de conmutacin y sealizacin digitales, y algunas Recomendaciones de la Serie I, elaboradas por la Comisin de Estudio 13, tratan sobre aspectos de trfico relacionados con la arquitectura de red de la RDSI-BA y RDSI-BE as como de redes basadas en el protocolo Internet (IP). Dentro de la Comisin de Estudio 2, el Grupo de Trabajo 1 es responsable de las Recomendaciones sobre encaminamiento y el Grupo de Trabajo 2 de las Recomendaciones sobre gestin de trfico de red. Esta seccin se centrar en las Recomendaciones producidas por el Grupo de Trabajo 3/2. Estn comprendidas en la Serie E (numeradas entre E.490 y E.799) y constituyen el cuerpo principal de las Recomendaciones del UIT-T sobre ingeniera de trfico. Estas Recomendaciones se pueden clasificar conforme a las cuatro tareas de ingeniera de trfico principales: Caracterizacin de la demanda de trfico; Objetivos de grado de servicio (GoS); Controles y dimensionamiento de trfico; Supervisin de calidad de funcionamiento. En la figura 1 se ilustro la interrelacin entre esas cuatro tareas. La primera tarea en ingeniera de trfico es caracterizar la demanda de trfico y especificar los objetivos de GoS (o calidad de funcionamiento). El resultado de esas dos tareas son el elemento de partida para dimensionar los recursos de red y establecer los controles de trfico apropiados. Por ltimo, se requiere la supervisin de la calidad de funcionamiento para verificar si los objetivos de GoS que se han alcanzado son utilizados como realimentacin de todo el proceso.

3.2 Concepto de trfico y unidad [erlang] En teora de teletrfico se utiliza normalmente el trmino trfico para indicar la intensidad de trfico, es decir trfico por unidad de tiempo. Este trmino proviene del italiano y significa comercio. Conforme a la Recomendacin UIT-T B.18, 1993 [36] se tiene la siguiente definicin: Definicin de intensidad de trfico: La intensidad de trfico instantnea en un conjunto de rganos es el nmero de rganos ocupados en un instante dado. El conjunto de rganos puede ser un grupo de servidores, por ejemplo lneas de enlace. Los20


momentos estadsticos de la intensidad de trfico se pueden calcular para un periodo de tiempo T dado. Para la intensidad de trfico media se tiene:

donde n(t) indica el nmero de dispositivos ocupados en el tiempo t. Trfico transportado Y = Ac: Este es el trfico transportado por el grupo de servidores durante el intervalo de tiempo T (vase la figura 2.1). En aplicaciones, el trmino intensidad de trfico tiene, por lo general, el significado de intensidad de trfico media.

Figura 2.1 (Intensidad del) trfico transportado (= nmero de dispositivos ocupados) en funcin del tiempo (curva C). Para fines de dimensionamiento se utiliza la intensidad de trfico media durante un periodo de tiempo T (curva D). La Recomendacin del UIT-T tambin indica que la unidad generalmente utilizada para la intensidad de trfico es el erlang (smbolo E). Este nombre fue dado a la unidad de trfico en 1946 por el CCIF (predecesor del CCITT y del UIT-T), en honor del matemtico dans A.K. Erlang (1878-1929), que fue el fundador de la teora del trfico en telefona. Esta unidad es adimensional. El total de trfico transportado en un periodo de tiempo T es el volumen de trfico, y se mide en erlang-hora (Eh). Es igual a la suma de todos los tiempos de ocupacin dentro del periodo T. Conforme a las normas ISO la unidad normalizada debe estar expresada en erlang/segundos, pero por lo general la medicin de erlang/hora tiene un orden de dimensin ms natural. El trfico transportado nunca debe exceder el nmero de canales (lneas). Un canal puede transportar como mximo un erlang. Los ingresos son a menudo proporcionales al trfico transportado.21


Trfico ofrecido A: En modelos tericos se utiliza el concepto de trfico ofrecido; es decir el trfico que sera transportado si no se rechazaran llamadas debido a la falta de capacidad por ejemplo, si el nmero de servidores fuera ilimitado. El trfico ofrecido es un valor terico y no puede ser medido. Slo es posible estimar el trfico ofrecido conforme al trfico transportado. Tericamente se trabaja con la intensidad de llamada , que es el nmero de llamadas medio ofrecido por unidad de tiempo, y tiempo de servicio medio s. El trfico ofrecido es igual a:A = s (2.2)

Esta ecuacin permite comprobar que la unidad de trfico no tiene dimensin. Esta definicin supone que conforme a la definicin anterior hay un nmero ilimitado de servidores. Si se utiliza la definicin para un sistema con capacidad limitada se obtendr una definicin que depende de la capacidad del sistema. Esta ltima definicin se ha utilizado durante muchos aos (por ejemplo para el caso Engset), pero no es apropiada pues el trfico ofrecido debe ser independiente del sistema. Trfico perdido o rechazado Al: La diferencia entre trfico ofrecido y trfico transportado es igual al trfico rechazado. El valor de este parmetro se puede reducir aumentando la capacidad del sistema. Ejemplo 3.1: Definicin de trfico Si la intensidad de llamada es de 5 llamadas por minuto, y el tiempo de servicio medio es de 3 minutos, el trfico ofrecido ser entonces de 15 Erlang. El volumen de trfico ofrecido durante un da laborable de 8 horas es entonces de 120 Erlang/hora. Ejemplo 3.2: Unidades de trfico Anteriormente se utilizaban otras unidades de trfico. Las ms comunes que se emplean an son: SM = CCS Minutos de conversacin 1 SM = 1/60 Eh. = Centenar de segundos de llamada: 1 CCS = 1/36 Eh. Esta unidad se basa en un tiempo de retencin medio de 100 segundos y an se puede encontrar, por ejemplo, en Estados Unidos. Llamada reducida en las horas ms cargadas: 1 EBHC = 1/30 Eh. Esta unidad se basa en un tiempo de ocupacin medio de 120 segundos.

EBHC =

Se puede comprender de inmediato que el erlang es la unidad natural para la intensidad de trfico debido a que esta unidad es independiente de la unidad de tiempo escogida. El trfico ofrecido es un parmetro terico utilizado en frmulas de dimensionamiento tericas. Sin22


embargo, el nico parmetro mensurable es, en realidad, el trfico transportado, que a menudo depende del sistema real. En sistemas de transmisiones de datos no se habla de tiempo de servicio sino de necesidades de transmisin. Una tarea puede ser por ejemplo la transferencia de s unidades (por ejemplo, bits o bytes). La capacidad del sistema velocidad de sealizacin de datos, se mide en unidades por segundos (por ejemplo, bits/segundo). Por tanto, el tiempo de servicio para dicha tarea, es decir el tiempo de transmisin, es s/ unidades de tiempo (por ejemplo segundos), lo cual significa que depende de . Si en promedio las tareas llegan por unidad de tiempo, la utilizacin del sistema es entonces:

La utilizacin observada estar siempre dentro del intervalo 0 1. Trfico de mltiple: Si se tienen llamadas que ocupan ms de un canal, y otras del tipo i que ocupan di canales, el trfico ofrecido expresado en cantidad de canales ocupados se calcula con la siguiente ecuacin: A = i i i s di =0 N

(2.4)

Donde N es el nmero de tipos de trfico, y i y si indican el rgimen de llegada y el tiempo de ocupacin medio del tipo i. Trfico potencial: En la planificacin y demanda de modelos se utiliza el trmino trfico potencial que equivaldra al de trfico ofrecido si no hubiera limitaciones en la utilizacin del telfono por razones econmicas o de disponibilidad (siempre est disponible un telfono gratuito).

Leccin 4: Variaciones de trfico y concepto de hora cargadaEl teletrfico vara conforme a la actividad en la sociedad. El trfico est generado por una sola fuente, los abonados, que normalmente efectan llamadas telefnicas independientes entre s. Una investigacin de las variaciones del trfico indica que es parcialmente de naturaleza estocstica y parcialmente de naturaleza determinstica. En la figura 2.2 se muestra la variacin de la cantidad de llamadas en la maana de un lunes. Mediante la comparacin de diversos das23


se puede distinguir una curva determinstica con variaciones estocsticas superpuestas. Durante un periodo de 24 horas el trfico presenta una contribucin como la que se indica en la figura 2.3. El primer punto de mxima est producido por abonados de oficinas comerciales al comenzar las horas laborables de la maana, posiblemente llamadas diferidas del da anterior. Alrededor de las 12 es hora de almorzar y por la tarde hay nuevamente cierta actividad. Alrededor de las 19 horas hay de nuevo un punto de mxima causado por llamadas privadas y una posible reduccin de las tasas a partir de las 19.30 horas. El tamao recproco de las crestas depende entre otras cosas que la central est ubicada en una zona residencial tpica o en una zona comercial. Tambin depende del tipo de trfico deseado. Si se considera el trfico entre Europa y, por ejemplo, Estados Unidos la mayora de las llamadas tendr lugar en horas avanzadas de la tarde debido a la diferencia horaria.

Figura 2.2 Cantidad de llamada por minuto a una central de conmutacin un lunes por la maana. Las variaciones regulares de 24 horas estn superpuestas por variaciones estocsticas.(Iversen, 1973 [37])

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Figura 2.3 Nmero medio de llamadas por minuto para una central de conmutacin tomada como promedio para periodos de 15 minutos durante 10 das laborales (lunes a viernes). En el tiempo de las mediciones no haba tasas reducidas fuera de las horas de trabajo. (Iversen, 1973 [37]) Las variaciones se pueden dividir en variaciones de intensidad de la llamada y variaciones en el tiempo de servicio. En la figura 2.4 se muestran las variaciones en el tiempo medio de servicio para tiempos de ocupacin de lneas de enlace durante 24 horas. Durante las horas de trabajo es constante, un poco menos de 3 minutos. Por la tarde es mayor que 4 minutos y durante la noche es muy pequea, alrededor de 1 minuto. Hora cargada: La mayor cantidad de trfico no se produce todos los das a la misma hora. Se define el concepto de hora cargada media repetitiva (TCBH, time consistent busy tour) como los 60 minutos (determinado con una exactitud de 15 minutos) que durante un largo periodo sobre el promedio tiene el trfico ms elevado. Algunos das puede suceder que el trfico durante la hora ms cargada sea mayor que la TCBH, pero en el promedio de varios das el trfico en la hora cargada ser el mayor. Se ha de distinguir tambin entre hora cargada para el sistema global de telecomunicacin, una central, y para un solo grupo de servidores, por ejemplo un grupo de enlace. Determinados grupos de enlace pueden tener una hora de mayor trfico fuera de la hora cargada para la central (por ejemplo, grupos de enlace para llamadas a los Estados Unidos). En la prctica, para mediciones de trfico, dimensionamiento y otros aspectos es conveniente tener una hora cargada bien definida y predeterminada.25


Las variaciones determinsticas en teletrfico se pueden dividir en: A. Variaciones de 24 horas (vanse las figuras 2.3 y 2.4). B. Variaciones semanales (vase la figura 2.5). Normalmente el trfico ms denso se produce los lunes, luego los viernes, martes, mircoles y jueves. Los sbados y en especial los domingos tienen un nivel de trfico muy bajo. Una regla emprica indica que el trfico de 24 horas es igual a 8 veces el trfico de la hora cargada (vase la figura 2.5), es decir slo se utiliza un tercio de la capacidad del sistema telefnico. sta es la razn de las tasas reducidas fuera de las horas cargadas. C. Variacin durante un ao. Hay una elevada afluencia de trfico al comienzo de un mes, despus de una temporada festiva, y luego que comienza un periodo trimestral. Si Pascua cae cerca del 1 de abril se observa un trfico muy elevado hasta despus de las vacaciones. D. El trfico aumenta cada ao debido al desarrollo tecnolgico y el factor econmico de la sociedad. Hasta ahora se ha considerado el trfico telefnico tradicional. Otros servicios y tipos de trfico tienen distintos diagramas de variacin. En la figura 2.6 se muestra la variacin de la cantidad de llamadas en 15 minutos a un conjunto compartido de mdem para establecer las llamadas de Internet. En la figura 2.7 se ilustra el tiempo medio de ocupacin en funcin de la hora del da.

Figura 2.4 Tiempo de ocupacin medio para lneas de enlace en funcin de la hora del da. (Iversen, 1973 [37]). Las mediciones excluyen las llamadas locales

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Figura 2.5 Cantidad de llamadas en 24 horas a un centro de conmutacin (escala izquierda).La escala de la derecha indica la cantidad de llamadas durante la hora cargada para fines de comparacin. Se observa que el trfico de 24 horas es aproximadamente 8 veces el trfico de la hora cargada. Este factor se denomina concentracin de trfico. (Iversen, 1973 [37])

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Figura 2.6 Nmero de llamadas durante 15 minutos a un conjunto compartido de mdem de Tele Danmark Internet. Martes 19.01.1999 La telefona mvil celular tiene un perfil diferente con valores mximos en horas avanzadas de la tarde, con un tiempo de ocupacin medio ms breve que para llamadas por lneas almbricas. Mediante la integracin de las diversas formas de trfico en la misma red se puede obtener entonces una mejor utilizacin de los recursos.

Leccin 5: Concepto de bloqueoEl sistema telefnico no est dimensionado para que todos los abonados se puedan conectar al mismo tiempo. Numerosos abonados comparten los costosos equipos de las centrales. La concentracin tiene lugar del abonado a la central. El equipo que est separado para cada abonado se debe hacer lo ms econmico posible. En general, se espera que del 5 al 8% aproximadamente de los abonados pueda efectuar llamadas al mismo tiempo en la hora cargada (cada telfono se utiliza de 10 a 16% del tiempo). Para llamadas internacionales menos del 1% de los abonados efecta llamadas simultneamente. De esta manera, se aprovechan las ventajas de la multiplexacin estadstica. Cada abonado debe sentir que tiene acceso irrestricto a todos los recursos de sistemas de telecomunicaciones aun cuando lo comparta con muchos otros abonados. La cantidad de equipos est limitada por razones econmicas y, por tanto, es posible que un abonado no pueda establecer una llamada, sino que tenga que esperar o quedar bloqueado (por ejemplo, el abonado recibe el tono de ocupado y deba efectuar una nueva tentativa de llamada). Ambos son inconvenientes para el abonado.28


Figura 2.7 Tiempo de ocupacin medio en segundos en funcin de la hora del da para llamadas que se reciben dentro del periodo considerado. Tele Danmark Internet. Martes 19.01.1999 De acuerdo con el funcionamiento del sistema se puede distinguir entre sistemas de prdidas (por ejemplo, grupos de enlace) y sistemas de tiempo de espera (por ejemplo, unidades de control comn y sistemas de computacin) o una mezcla de stos si el nmero de posiciones de espera (memoria intermedia) es limitado. El inconveniente en sistemas de prdidas debido a la insuficiencia de equipos se puede expresar de tres maneras (medidas de calidad de funcionamiento de la red): Congestin de llamadas (B): Fraccin de las tentativas de llamada que observan los servidores ocupados (molestia que experimenta el abonado). Congestin temporal (E): Fraccin de tiempo cuando todos los servidores estn ocupados. La congestin temporal puede ser medida, por ejemplo, en la central (= congestin virtual). Congestin de trfico (C): Fraccin del trfico ofrecido que no es transportado, posiblemente a pesar de diversos intentos. Estas medidas cuantitativas pueden ser utilizadas, por ejemplo, para establecer normas de dimensionamiento para grupos de enlace. En pequeos valores de congestin es posible tratar la congestin con buena aproximacin en las distintas partes del sistema como independiente recproca. La congestin para un determinado encaminamiento es entonces aproximadamente igual a la suma de la congestin de cada enlace del encaminamiento. Durante la hora cargada se permitir normalmente una congestin de un29


pequeo porcentaje entre dos abonados. Estos sistemas no pueden tratar cada situacin sin inconveniente para los abonados. El propsito de la teora de teletrfico es encontrar relaciones entre calidad de servicio y costos de los equipos. El equipo existente debe poder funcionar a plena capacidad durante situaciones de trfico anormales (por ejemplo un incremento repentino de llamadas telefnicas), es decir el equipo debe continuar funcionando y efectuar conexiones tiles. El inconveniente en sistemas de espera (sistemas de puesta en fila) se miden como un tiempo de retardo. No slo el tiempo de espera medio es de inters sino tambin la distribucin del tiempo de espera. Podra ser que un pequeo retardo no constituya ningn inconveniente, de modo que puede no haber una relacin lineal entre inconveniente y tiempo de espera. En sistemas telefnicos se define a menudo un lmite superior para el tiempo de espera aceptable. Si este lmite se rebasa se interrumpir la conexin (desconexin forzada).

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CAPTULO 2. TEORA DE LAS PROBABILIDADES Y ESTADSTICAS

Leccin 6: Generacin De Trfico Y Reaccin De Los AbonadosSi el abonado A desea hablar con el abonado B se producir una llamada satisfactoria o bien una tentativa de llamada fracasada. En el ltimo caso, A puede repetir ms tarde la intencin de llamada e iniciar as una serie de tentativas de llamada sin xito. Las estadsticas de llamada se presentan generalmente como se muestra en el cuadro 2.1, donde los errores se han agrupado en varias clases tpicas. Se observa que los nicos errores que pueden ser influenciados directamente por el operador son los errores tcnicos y bloqueo. Esta clase usualmente es pequea pues representa un escaso porcentaje durante la hora cargada. Asimismo, se observa que la cantidad de llamadas que experimentan B ocupado dependen del nmero de errores de A y errores tcnicos y bloqueo. Por consiguiente, las estadsticas que figuran en el cuadro 2.1 no son apropiadas. Para obtener las probabilidades pertinentes, que se muestran en la figura 2.8, slo se considerarn las llamadas que llegan a la etapa considerada cuando se calculan probabilidades. Aplicando la notacin en la figura 2.8 se hallan las siguientes probabilidades para un intento de llamada (suponiendo independencia): p{error de A} = pe (2.5) p{congestin y errores tcnicos} = (1 pe) . ps (2.6) p{B no contesta} = (1 pe) . (1 ps) . pn (2.7) Cuadro 2.1 Resultado tpico de un gran nmero de tentativas de llamada durante la hora cargada para pases industrializados o pases en desarrollo.Resultado Error de A: Errores tcnicos y bloqueo: B no contesta antes de que A cuelgue: B ocupado: B contesta = conversacin Sin conversacin Pas I 15 5% 10% 10% 60% 40% Pas D 20% 35% 5% 20% 20% 80%

Figura 2.8 Probabilidades condicionales de eventos.31


Cuadro 2.2 Las probabilidades de las tentativas de llamada calculadas para el cuadro 2.1.

p{B ocupado} = (1 pe) . (1 ps) . pb p{B contesta} = (1 pe) . (1 ps) . pa

(2.8) (2.9)

Utilizando los valores del cuadro 2.1 se hallan las cifras que se muestran en el cuadro 2.2. Conforme a esta informacin se puede observar que aun si el abonado A se comporta correctamente y el sistema telefnico es perfecto, slo el 75% de los intentos de llamada en los pases I, y el 45% en los pases D, respectivamente, dan por resultado una conversacin. Se puede distinguir entre el tiempo de servicio, que incluye el tiempo desde el instante en que se ocupa un servidor hasta que ste se desocupa nuevamente (por ejemplo, establecimiento de la llamada, duracin de la conversacin y terminacin de la llamada), y duracin de la conversacin, que es el periodo de tiempo en el que A conversa con B. En razn de las tentativas de llamada fracasadas el tiempo de servicio medio es a menudo menor que la duracin media de la llamada si se incluyen todas las tentativas de llamada. En la figura 29 se muestra un ejemplo con tiempos de ocupacin observados. Ejemplo 2.4.1: Tiempo medio de ocupacin: Se supone que el tiempo medio de ocupacin de las llamadas que son interrumpidas antes que B conteste (error de A, congestin, errores tcnicos) es de 20 segundos y que el tiempo medio de ocupacin de llamadas que llegan al abonado B (no contesta, ocupado, contesta) es de 180 segundos. El tiempo medio de ocupacin del abonado A se calcula utilizando los valores que figuran en el cuadro 2.1:

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Se puede observar que el tiempo medio de ocupacin aumenta de 148 s (92 s, respectivamente) en el abonado A a 180 s en el abonado B. Si una tentativa de llamada implica ms intenciones de llamada repetidos (vase tambin el ejemplo 2.4), el trfico transportado puede ser mayor que el trfico ofrecido. Si se conoce el tiempo medio de servicio de las fases individuales de una tentativa de llamada, se puede calcular la proporcin de las intenciones de llamada que se pierden durante las fases individuales. Esto se puede aprovechar para analizar sistemas electromecnicos utilizando sistemas SPC para recopilar datos. Cada tentativa de llamada carga los grupos de control en la central (por ejemplo, una computadora o una unidad de control) con una carga casi constante mientras que la carga de la red es proporcional a la duracin de la llamada. Por esta razn muchas tentativas de llamada fracasados pueden sobrecargar los dispositivos de control mientras que la red an dispone de capacidad libre. Las tentativas de llamada repetidas no son necesariamente motivadas por errores en el sistema telefnico, sino que tambin pueden ser causadas, por ejemplo, por un abonado B ocupado. Este problema fue tratado por primera vez por Fr. Johannsen en su libro "Busy" (ocupado) publicado en 1908 (Johannsen, 1908 [52]. En las figuras 2.10 y 2.11 se muestran algunos ejemplos de mediciones del comportamiento del abonado. Los estudios de la respuesta de los abonados con relacin, por ejemplo, al tono de ocupado, es de vital importancia para el dimensionamiento del sistema telefnico. En realidad, los factores humanos ( = comportamiento del abonado) constituyen una parte de la teora de teletrfico que es de gran inters. Durante la hora cargada = 10 a 16% de los abonados estn ocupados utilizando las lneas para llamadas entrantes o salientes. Por consiguiente, se supondra que el % de las tentativas de llamada indicaran que el abonado B est ocupado. Sin embargo, esto es errneo pues los abonados tienen diferentes niveles de trfico. Algunos abonados no reciben tentativas de llamada entrantes, mientras que otros reciben mayor cantidad de tentativas de llamadas que la media. Los abonados A tienen inclinacin en elegir los abonados B ms ocupados, y en la prctica se observa que la probabilidad que el abonado B est ocupado es de unos 4 , si no se toman medidas. Para abonados residenciales es difcil mejorar la situacin, pero para grandes abonados comerciales que tienen una central automtica privada (PABX) con un grupo de nmeros, la cantidad suficiente de lneas eliminar la condicin de ocupado de B. Por consiguiente, en pases industrializados la probabilidad total de abonado B ocupado toma el mismo orden de magnitud de (vase el cuadro 2.1). Para pases en desarrollo el trfico se centra ms sobre nmeros individuales y a menudo los abonados comerciales no disponen de numeracin de grupo y, por tanto, se observa una alta probabilidad de abonado B ocupado (40 a 50%).33


Conforme a las mediciones de Ordrup el 4% aproximadamente de las llamadas eran tentativas de llamadas repetidas. Si un abonado presenta una indicacin bloqueo u ocupado, hay un 70% de probabilidad que la llamada se repita dentro de una hora. Vase el cuadro 2.3. Un clsico ejemplo de la importancia de la reaccin de los abonados se observ cuando la fbrica de gas industrial de Valby (en Copenhague) explot a mediados de la dcada de los 60. Los abonados en Copenhague generaron una gran cantidad de tentativas de llamada y ocuparon los dispositivos de control en las centrales de la zona de Copenhague. Los abonados de Esbjerg (parte occidental de Dinamarca) que llamaban a Copenhague tenan que esperar debido a que los nmeros no podan ser transferidos inmediatamente a Copenhague. Por tanto, el equipo en Esbjerg se mantuvo ocupado en espera, y los abonados que efectuaban llamadas locales en Esbjerg no pudieron completar las tentativas de llamada. Esto es un ejemplo de cmo se propaga una situacin de sobrecarga con una reaccin en cadena por toda la red. Cuando ms ajustada se ha dimensionado una red, habr ms posibilidad que se produzca una reaccin en cadena. Una central siempre ha de ser construida de modo que mantenga su capacidad total de funcionamiento durante situaciones de sobrecarga.

Figura 2.9 Funcin de frecuencia para tiempos de ocupacin de enlaces en un centro de conmutacin local34


Cuadro 2.3 Secuencia observada de tentativas de llamada repetidas (llamadas nacionales, "mediciones de Ordrup").Nmero de observaciones Tentativa N 1 2 3 4 5 >5 Total Satisfactorio 56,935 3,252 925 293 139 134 61,678 Continua 75,389 7,512 2,378 951 476 248 Desiste 10,942 1,882 502 182 89 114 13,711 p{xito} 0,76 0,43 0,39 0,31 0,29 Persistencia 0,41 0,56 0,66 0,72 0,74

La probabilidad de xito disminuye con la cantidad de tentativas de llamada, mientras que la persistencia aumenta. Aqu un intento de llamada repetido es una llamada repetida al mismo abonado B dentro de una hora En una central moderna se tiene la posibilidad de dar prioridad a un grupo de abonados en una situacin de emergencia, por ejemplo, mdicos y polica (trfico preferencial). En sistemas informticos similares condiciones influenciarn la calidad de funcionamiento. Por ejemplo, si es difcil obtener libre ingreso a un sistema terminal, el usuario dispone no desconectarse sino mantener conectado el terminal, es decir aumentar el tiempo de servicio. Si un sistema funciona como sistema de tiempo de espera, el tiempo de espera medio aumentar entonces con el tercer orden del tiempo de medio servicio (vase el Captulo 13). En esas condiciones el sistema se saturar muy rpido, es decir estar sobrecargado. En pases con redes de telecomunicacin sobrecargadas (por ejemplo, pases en desarrollo) un gran porcentaje de intentos de llamadas sern tentativas de llamadas repetidas. Ejemplo 2.4.2: Tentativa de llamada repetida: Este es un ejemplo de un modelo simple de tentativa de llamada repetida. Sea la siguiente notacin: b = persistencia (2.10) B = p {no completada} (2.11) La persistencia b es la probabilidad que se repita una tentativa de llamada infructuosa, y p{completada} = {1 B} es la probabilidad que el abonado (parte llamada) responda. Para una tentativa de llamada se obtiene la siguiente resea: Las siguientes probabilidades se obtienen para una tentativa de llamada: (2.12)

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Figura 2.10 Histograma para el intervalo de tiempo desde la ocupacin del registro (tono de marcar) a la respuesta de B para llamadas completadas.El valor medio es 13,60 s Cuadro 2.4 Distribucin de la cantidad de tentativas de llamadas.Tentativa N 0 1 2 3 4 ... Total (1 B) (1 B) . (B . b) (1 B) . (B . b) (1 B) . (B . b) 2 3

p{B responde}

p{contina}

p{desiste} B . (1 b)

B.b (B . b) (B . b) (B . b) 2 3 4

B . (1 b) . (B . b) B . (1 b) . (B . b) B . (1 b) . (B . b) 2 3

(1 B) (1 B b)

1 (1 B b)

B b) (1 (1 B b)

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p{no completada}= Nmero de tentativas de llamada por intencin de llamada = Sean los tiempos medios de ocupacin siguientes:

B b) (1 (1 B b) 1 (1 B b)

(2.13) (2.14)

sc = tiempo medio de ocupacin de llamadas completadas sn = 0 = tiempo medio de ocupacin de llamadas no completadas Se obtienen entonces las siguientes relaciones entre el trfico transportado Y y el trfico ofrecido A: Y = A 1 B 1 B b 1 B b A=Y 1 B Esto es similar al resultado que figura en la Recomendacin UIT-T E.502. En la prctica, la persistencia b y la probabilidad de complecin 1 B depender del nmero de veces que la llamada ha sido repetida (consltese el cuadro 2.3). Si las llamadas infructuosas tienen un tiempo medio de ocupacin positivo, el trfico transportado puede ser mayor que el trfico ofrecido. (2.15) (2.16)

Leccin 7: Introduccin al grado de servicioLa siguiente seccin tiene como base la publicacin: Proposed grade of service chapter for handbook. ITU-T Study Group, Veir, B. (2001) [100]. El operador de la red debe decidir qu servicios ha de prestar sta al usuario final y el nivel de calidad de servicio que el usuario debe experimentar. Esto es as para toda red de telecomunicaciones sea con conmutacin de circuitos o con conmutacin de paquetes, almbrica o inalmbrica, ptica o de alambre de cobre, y es independiente de la tecnologa de transmisin aplicada. Otras decisiones que se han de efectuar pueden incluir el tipo e instalacin de la infraestructura de la red para soportar los servicios, y la eleccin de las tcnicas que se han de utilizar para tratar el transporte de la informacin. Estas decisiones ulteriores pueden ser diferentes, segn si el operador ya est presente en el mercado o si comienza a prestar servicios en una situacin de nuevo concurrente (es decir, una situacin donde no hay una red heredada para considerar).

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Figura 2.11 Histograma para todas las tentativas de llamada repetidas en el trmino de 5 minutos, cuando la parte llamada est ocupada. En la Recomendacin UIT-T E.800 se define el concepto de calidad de servicio (QoS) como: el efecto colectivo de calidad de funcionamiento del servicio que determina el grado de satisfaccin de un usuario del servicio. La QoS comprende un conjunto de parmetros que pertenece a la calidad de funcionamiento del trfico de la red, pero adems de esto, la QoS tambin incluye una serie de otros conceptos, que se resumen como sigue: logstica del servicio; facilidad de utilizacin del servicio; servibilidad del servicio; y seguridad del servicio. Las definiciones detalladas de esos trminos figuran en la Recomendacin E.800. Cuanto mejor calidad de servicio ofrece un operador al usuario final, mayor ser la posibilidad de obtener nuevos clientes y mantener los clientes actuales. Pero una mejor calidad de servicio significa tambin que la instalacin de la red sea ms costosa y esto, normalmente, tendr relacin con el precio del servicio. La seleccin de una determinada calidad de servicio depender, por tanto, de las decisiones polticas tomadas por el operador y esto no ser tratado en el presente estudio. Cuando se establece la decisin de calidad se puede iniciar la planificacin de la red pertinente. Esto incluye la decisin de una tecnologa de red de transporte y su topologa, as como los38


aspectos de fiabilidad en el caso en que uno o ms elementos de red tengan mal funcionamiento. Es tambin en ese momento que se determina la estrategia de encaminamiento. ste es el instante en que es necesario considerar el grado de servicio (GoS). Esto se define en la Recomendacin UIT-T E.600 como: un conjunto de variables de ingeniera de trfico utilizadas para tener una medida de aptitud de un grupo de rganos en condiciones especificadas. Estas variables del grado de servicio pueden expresarse como la probabilidad de prdida, la demora del tono de invitacin a marcar, etc. A esta definicin la Recomendacin proporciona adems las siguientes notas: Los valores de parmetro asignados como objetivos para el grado de servicio se denominan normas de grado de servicio. Los valores de los parmetros de grado de servicio obtenidos en condiciones reales se denominan resultados del grado de servicio. El punto bsico para resolver en la determinacin de las normas de GoS es aplicar los valores a cada elemento de red de modo tal que se obtenga el objetivo de QoS de extremo a extremo. 7.1 Comparacin de GoS y QoS No es tarea sencilla encontrar las normas de GoS necesarias para soportar una determinada QoS. Esto se debe al hecho de que los conceptos de GoS y QoS tienen distintos puntos de vista. Mientras que la QoS considera la situac

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