universidad de carabobo facultad experimental de ciencia...

Universidad de Carabobo Facultad Experimental de Ciencia y Tecnología

Departamento de Computación

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CONSULTA DE CONFIGURACIÓN DE EQUIPOS DE LAS REDES DE ACCESO

GSM Y UMTS Y DE LA RED DE TRANSPORTE DE LA CORPORACIÓN DIGITEL C.A. EN LA REGIÓN CENTRO.

FASE I

Informe Final de Pasantías

Autor: Tutor Académico: Tutor Empresarial:

Br. Javier Carrasco. Lic. Luis León. Ing. Henry Gómez

Valencia, Enero 2011

2

Índice General

1. Descripción de la Empresa y Contexto del Proyecto. ............................... 3

1.1 Descripción de la Empresa. ................................................................ 3

1.2 Descripción y Contexto del Proyecto. ................................................. 4

1.3. Plan de Trabajo ................................................................................. 5

2. Requisitos, características y conocimientos necesarios para el Desarrollo del Proyecto ................................................................................... 7

2.1. Características Generales del Sistema .............................................. 7

2.2. Herramientas Utilizadas ..................................................................... 8

2.3. Proceso para la obtención de Datos de configuración de las BTS. . 10

Conclusión ...................................................................................................... 12

Recomendaciones .......................................................................................... 12

Anexos............................................................................................................. 14

3

1. Descripción de la Empresa y Contexto del Proyecto.

1.1. Descripción de la Empresa.

El proyecto fue desarrollado en el departamento de Operación y Mantenimiento

(O&M) Región Centro de la Corporación Digitel C.A., ubicado en la AV Este-

Oeste Zona Industrial Norte Condominio Industrial Jiménez-Márquez Valencia,

edo. Carabobo. La región Centro está conformada por los estados Carabobo,

Cojedes y Falcón.

La ejecución de la Fase I del proyecto fue supervisada por el Ing. Henry Gómez,

Coordinador de Operaciones y el Ing. Jesner Lugo, especialista de

Operaciones.

La Corporación Digitel C.A. es una empresa de telecomunicaciones que

presta servicios de telefonía inalámbrica básica, pública y móvil en Venezuela,

a través de la tecnología 2G (GSM, Global System for Mobile Communications)

y 3G (UMTS, Universal Mobile Telecommunications System), cuyo principal

objetivo es brindar a sus clientes un servicio confiable y de calidad.

El departamento O&M Región Centro es el encargado de realizar labores de

mantenimiento preventivo y correctivo en todos los elementos que conforman:

• La red de acceso 2G o Subsistema de Estación Base (BSS, Base Station

Subsystem).

• La red de acceso 3G o Red de Acceso Radio Terrestre UMTS (UTRAN,

UMTS Terrestrial Radio Access Network).

4

• La red de Transporte (radios PDH, radios SDH, Switches, Routers, etc).

1.2. Descripción y Contexto del Proyecto.

El personal del departamento de O&M cuenta con Sistemas para la gestión de

los equipos que conforman la red de acceso 2G, la red de acceso 3G y su

correspondiente red de Transporte los cuales son proporcionados por los

proveedores de los mismos equipos. Muchos de estos sistemas ofrecen la

posibilidad de conexión remota mediante diversos protocolos (telnet, ssh, ftp),

para la consultas de sus bases de información.

A pesar de contar con los Sistemas de Gestión de los equipos, no existe una

plataforma capaz de concentrar toda la información que permita describir en

forma esencial y mostrar de manera sencilla la realidad de la red

(configuración de equipos, diagrama de interconexión, etc) en un momento

determinado. Dicha realidad es consecuencia de las actividades ejecutadas por

distintos factores: departamento de Planificación, departamento de

Implementación y departamento de O&M, entre los cuales no hay presente un

normal flujo de información.

Todo lo anterior tiene como consecuencia inconsistencias en la realidad de la

red manejada por los departamentos involucrados y por consiguiente el

aumento de tiempo necesario para realizar las diversas actividades de

planificación, implementación y mantenimiento de manera oportuna, lo cual

influye directamente en la prestación del servicio.

5

De la necesidad de un Sistema centralizado con las características

mencionadas, se plantea el proyecto “Diseño e Implementación de un Sistema

de Consulta de Configuración de Equipos de las Redes de Acceso GSM Y

UMTS y de la Red de Transporte de la Corporación Digitel C.A. en la Región

Centro.”

La realización de este trabajo de pasantía se destinó a la ejecución de la Fase I

del proyecto la cual comprendió un conjunto de actividades que se muestran

en el siguiente plan de Trabajo.

1.3. Plan de Trabajo

El Cronograma de actividades desarrolladas en la pasantía se divide en fechas

según lo siguiente:

• 1/09/2010: Estudio de las actividades realizadas dentro del departamento

de O&M, conocimiento del equipo de trabajo.

• 13/09/2010: Estudio del estándar para sistemas de telefonía móvil de

segunda generación (GSM), su arquitectura, diferentes subsistemas,

equipos e interfaces. A partir de esta actividad se realiza la

caracterización de los equipos de la red de acceso 2G GSM (BSS)

Huawei

• 4/10/2010: Estudio del estándar para sistemas de telefonía móvil de

tercera generación (UMTS), su arquitectura, diferentes subsistemas,

equipos e interfaces. A partir de esta actividad se realiza la

caracterización de los equipos de la red de acceso 3G UMTS (UTRAN)

Huawei.

6

• 25/10/2010: Caracterización los equipos de transporte (radios SDH, radios

PDH, switches, routers).

• 8/11/2010: Diseño de un modelo de datos que soporte las necesidades de

información del sistema a ser desarrollado.

• 29/11/2010: Implementación de una rutina para la consulta de la

configuración de los elementos de la red de acceso 2G BTS (Base

Transceiver Station) y la actualización de su información en la base de

datos.

• 6/12/2010: Evaluación de diferentes librerías y herramientas de software

para visualización de redes con el fin de seleccionar la que mejor se

adapte a los requerimientos del sistema.

Actividades realizadas durante todo el periodo de pasantía

• Salidas de campo con los especialistas de operaciones a fin de tener

contacto directo con los equipos de la red y un mejor entendimiento de su

estructura y funcionamiento.

• Análisis, especificación y refinamiento de los requerimientos funcionales y

no funcionales del sistema a ser desarrollado.

7

2. Requisitos, características y conocimientos necesarios para el Desarrollo del Proyecto

2.1. Características Generales del Sistema

• Visualización, como un diagrama de interconexiones o grafo, de la

estructura de la Red de Telecomunicaciones de Digitel Región Centro

(Redes de acceso 2G y 3G y red de Transporte asociada) con elementos

representativos para cada tipo de nodo (Sitios con tecnología 2G y 3G,

Clientes Corporativos) y enlace (radios PDH y SDH, con o sin

protección). • Consulta de configuración de elementos que componen la red de acceso

2G (BTS -Base Transceiver Station , BSC – Base Station Controller) y 3G

(RNC – Radio Network Controller, Nodo B).

• Consulta de configuración de elementos que componen la red de

transporte.

• Filtrado en la visualización del diagrama de interconexiones de acuerdo a

configuración de los equipos de las redes de acceso y transporte.

• Consulta de información sobre Intervenciones a un Nodo (Asistencia del

personal de O&M a un Sitio para ejecutar labores de mantenimiento

preventivo o correctivo).

• Consulta de información de Pendientes en un Nodo (Actividad que

requiere ser ejecutada por el equipo de O&M en un Sitio).

8

2.2. Herramientas Utilizadas Como servidor de Base de datos se utilizo:

• MySQL Server 5.5: es un sistema de gestión de base de

datos relacional, multihilo y multiusuario. Se utilizo este gestor debido a

su alto rendimiento y rapidez.

Para el diseño del modelo de datos se utilizo:

• MySQL Workbench 5.2 CE: es una herramienta para el diseño visual de

esquemas de bases de datos, multiplataforma, desarrollada por MySQL.

Algunas de las características que posee esta herramienta:

Soporte de MySQL 5

Modelado de datos: Creación y edición de modelos Entidad-

Relación Extendido (Diagramas ERE).

Exportar script para creación de base de datos (comandos SQL

CREATE)

Exportar el diagrama ERE gráficamente en formatos png, svg, pdf

y PostScript,

Conexión a bases de datos existentes para ejecutar comandos

SQL, scripts SQL, editar datos y manejar objetos.

Administración del servidor de base de datos, configurar cuentas

de usuario, consultar status y registros (archivos log).

Se utilizo esta herramienta debido a que permite diseñar esquemas de

bases de datos visualmente de manera muy intuitiva, facilita el manejo de

la base de datos y representa una buena plataforma para hacer análisis

de los esquemas de base de datos con el fin de escribir aplicaciones,

realizar mejoras en el diseño conceptual y físico, escalar el modelo, etc.

Para el continuar con el desarrollo del sistema se propone utilizar:

• Java JUNG (Java Universal Network/Graph Framework) 2.0.1: es una

librería de software que provee un lenguaje extensible para el modelado,

análisis y visualización de datos que pueden ser representados como un

9

grafo o una red. Está escrito en Java, lo que permite a las aplicaciones

basadas en JUNG hacer uso de las capacidades extensas de la API

(Application programming interface) de Java, así como de otras librerías

de Java desarrolladas por terceros. Después de evaluar diversas librerías y software para visualización de

redes utilizando criterios como se propone Java JUNG ya que cuenta con

un conjunto de características deseables para la satisfacción de los

requerimientos del sistema. Algunas de estas características son:

Es una librería de código abierto disponible bajo la licencia BSD

(Berkeley Software Distribution)

Aspectos de visualización altamente configurables (imágenes

para representar nodos, diferentes colores y tipos de línea para

representar los enlaces, enlaces paralelos, zoom, etc)

Permite realizar filtrado de los nodos y de los enlaces de

acuerdo a sus características.

Librería con amplia documentación.

En consecuencia se propone Java como lenguaje de programación a

utilizar para el desarrollo del sistema.

• Java: es un lenguaje de programación orientado a objetos,

multiplataforma que cuenta con amplia cantidad de librerías de desarrollo

y una extensa documentación.

http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=2&ved=0CCgQFjAB&url=http%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FApplication_programming_interface&ei=GuCATcWZN8OC0QHKls2HCQ&usg=AFQjCNH_lcIv3goY6Ab6BeZ2HU9NfoE81g&sig2=2gLPVDchKDhyY8tKwS3A4w�

10

2.3. Proceso para la obtención de Datos de configuración de las BTS. Los equipos de la red de acceso 2G de Digitel Centro son proporcionados por

la compañía Huawei Technologies Co. Ltd. La rutina de consulta y actualización

de información se escribió para el modelo de BSC (Base Station Controller)

BSC6000, el cual es el único modelo instalado en esta Red.

Para la obtención de la información de configuración se realizaron dos

procedimientos:

Procedimiento 1: Obtención de archivos de configuración de la BSC.

• Conexión telnet a la BSC6000.

• Ejecutar comando LST BTS- LSTTYPE=ALL; y guardar su salida en un

archivo de texto. Este comando se utiliza para obtener información sobre

todas las BTS asociadas a dicha BSC.

• Ejecutar comando LST CELL-; y guardar su salida en un archivo de texto.

Este comando se utiliza para la obtener información sobre las celdas

asociadas a cada BTS.

• Ejecutar comando LST TRXDEV-; y guardar su salida en un archivo de

texto. Este comando se utiliza para obtener información sobre los TRx

asociados a cada celda.

• Cerrar conexión telnet. Procedimiento 2: Obtención de datos de configuración de las BTS.

• Procesar archivo LST BTS- LSTTYPE=ALL;.txt y actualizar la base de

datos.

• Procesar archivo LST CELL-;.txt y actualizar la base de datos

• Procesar archivo LST TRXDEV-;.txt y actualizar la base de datos

11

En la siguiente imagen se muestra la estructura de una red GSM y un esquema

de la ejecución del Procedimiento 1 y Procedimiento 2

Procedimiento 1

Procedimiento 2

12

Conclusión Después de realizar un estudio de las actividades del departamento de O&M y

explorar sus necesidades se planteo un proyecto para el desarrollo de un

sistema centralizado para la consulta de información diversa sobre las redes

de acceso 2G y 3G, la red de transporte de Digitel Centro.

En la Fase I de este proyecto se logró la recolección de los requerimientos de

información del departamento de O&M además de diseñar, utilizando

herramientas computacionales, un modelo de datos conceptual que representa

fielmente dichos requerimientos y su modelo de datos lógico implementado en

el manejador de Base de Datos MySQL. Luego de un análisis detallado de los

distintos requerimientos se obtiene que el lenguaje de programación Java junto

con la librería de visualización Java JUNG constituyen el marco de trabajo

ideal realizar el desarrollo de un sistema que permita visualizar el diagrama de

interconexión de una red y consultar su información de manera intuitiva.

Adicionalmente se diseñaron e implementaron unos procedimientos para

actualización de configuración de las BTS en la base de datos cuya

verificación se realizo a partir de consultas realizadas desde el propio sistema

de gestión. Esto permite actualizar de manera automatizada y sobre bases

periódicas esta información.

Recomendaciones Para finalizar se indican algunas recomendaciones:

• Desarrollo de los procedimientos de actualización de configuración de

Nodo B tomando como esquema los procedimientos análogos para BTS

implementados durante el desarrollo de este trabajo.

13

• Revisión de la documentación de la librería Java JUNG disponible en

internet además de los diversos ejemplos proporcionados en su pagina

http://jung.sourceforge.net/applet/index.html a fin de obtener un buen

entendimiento de su funcionamiento y de esta manera satisfacer las

necesidades referentes a la visualización en el Proyecto que está en

desarrollo.

• Revisión constante de los requerimientos de información del

departamento de O&M y realizar cualquier adición o modificación

pertinente directamente en el Diagrama ERE mediante la herramienta

MySQL Workbench para luego ejecutar el script de creación (Forward

Engineer) a fin de mantener correspondencia entre el modelo de datos

Conceptual (representado por el diagrama) y el modelo de datos Lógico

(implementado en la base de datos). También se recomienda obtener

respaldo de los datos antes de realizar cualquier modificación al modelo.

http://jung.sourceforge.net/applet/index.html�

14

Anexos

En la siguiente página se muestra el modelo de datos conceptual (Diagrama

ERE) diseñado para este proyecto utilizando la herramienta MySQL Workbench

5.2 CE. En el diagrama se muestran diferentes áreas de color en las cuales se

agrupan entidades relacionadas. Estas áreas son:

• 2G: Comprende las entidades BSC, BTS, BTS_Marca_Modelo y

CeldaGSM encargadas de almacenar información sobre la red de

acceso 2G.

• 3G: Comprende las entidades RNC, NodoB, NodoB_Marca_Modelo y

CeldaUMTS encargadas de almacenar información sobre la red de

acceso 3G

• Enlace: comprende las entidades Enlace y Radio, encargadas de

almacenar información referente los equipos de la red de transporte

(radios PDH y SDH).

• Información General: comprende las entidades FotoSitio, Intervención,

fotoIntervención, Pendiente y Región, encargadas de almacenar

información referente a los Sitios o Estaciones donde se encuentras los

equipos de las redes de acceso.

• PIC_CDA_CC: comprende las entidades PIC_CDA_CC y ServicioPCC

encargadas de almacenar información sobre los PIC, CDA y Clientes

Corporativos.

• Sistema: comprende la entidad Usuario, encargada de almacenar

información sobre los usuarios que tendrán acceso al sistema.

• Switch/Router: abarca las entidades SwitchRouter y

SwRt_marca_modelo.

Existe una entidad llamada Sitio la cual es el centro de todo el Sistema, y

representa los nodos dentro de la red a partir de los cuales se podrá consultar

la información.

2G

CeldaGSM

cellIndex MEDIUMINT

cellID INT

nombreCelda VARCHAR(45)

BCCHFrequency TINYINT

numTRX TINYINT

cellBand VARCHAR(20)

siteIndex MEDIUMINT

nombreBTS VARCHAR(45)Indexes

PRIMARYfk_Celda_BTS1

BSC

NumeroBSC TINYINT

nombreSitio VARCHAR(45)

Marca VARCHAR(20)

Modelo VARCHAR(20)

DireccionIP VARCHAR(20)

ImagenBSC MEDIUMBLOB

Indexes

PRIMARYfk_BSC_Sitio1

NumBSC

BTS_Marca_Modelo

Modelo VARCHAR(20)

marca VARCHAR(20)

Indexes

BTS

siteIndex MEDIUMINT

nombreBTS VARCHAR(45)

Modelo VARCHAR(20)

tipoAcceso ENUM(...)

Configuracion VARCHAR(15)


NumeroBSC TINYINT

Indexes

3G

NodoB

NombreNodoB VARCHAR(45)

idNodoB SMALLINT

DireccionOyM VARCHAR(15)

TipoInterfaz ENUM(...)

E1configurados TINYINT

Subrack TINYINT

Slot TINYINT

Subsistema TINYINT

nextHopIPadress VARCHAR(…



Modelo VARCHAR(20)

RNCindex TINYINT

Indexes

RNC

RNCindex TINYINT


Marca VARCHAR(20)

Modelo VARCHAR(20)


ImagenRNC MEDIUMBLOB

Indexes

PRIMARYfk_RNC_Sitio1

RNCIndex

NodoB_Marca_Modelo

Modelo VARCHAR(20)

Marca VARCHAR(20)

Indexes

PRIMARY

CeldaUMTS

cellID SMALLINT

cellName VARCHAR(45)

DLScramblingCode SMALLINT


Indexes

Informacion General

FotoSitio

idFotoSitio SMALLINT


Foto MEDIUMBLOB

Indexes

Intervencion

NumeroIntervencion INT


FechaIntervencion TIMESTAMP

Ejecutantes VARCHAR(100)

Descripcion TEXT

Comentarios TEXT

idPendiente INT

Indexes

fotoIntervencion

idfotoIntervencion INT


foto MEDIUMBLOB

Indexes

Pendiente

idPendiente INT


ReportadoPor VARCHAR(45)

FechaReporte TIMESTAMP

DepartamentoResponsable V…

Prioridad ENUM('Alta','Baja')

Descripcion TEXT

Foto MEDIUMBLOB

Status ENUM(...)

Indexes

PRIMARYfk_Pendientes_Sitio1

Region

region VARCHAR(20)

Indexes

Enlaces

Enlace

NombreEnlace VARCHAR(100)

SitioA VARCHAR(45)

SitioB VARCHAR(45)


TipoEnlace ENUM(...)

ODUDescripcion_A VARCHAR(100)

DireccionOyM_A VARCHAR(45)

ODUDescripcion_B VARCHAR(100)

DireccionOyM_B VARCHAR(45)

MarcaRadio VARCHAR(15)

ModeloRadio VARCHAR(15)

Indexes

PRIMARYfk_Sitio_has_Sitio_Sitio2

fk_Enlace_Radio1

Radio



ColorEnlace INT

FotoRadio MEDIUMBLOB

Indexes

PRIMARYIndex_ModeloRadio

ColorEnlace_UNIQUE

PIC CDA CC

ServicioPCC

servicio VARCHAR(20)

Indexes

PIC_CDA_CC


tipoSitio ENUM(...)

nombrePCC VARCHAR(45)

Email VARCHAR(20)

NombreContacto VARCHAR(45)

Telefono VARCHAR(15)

Servicio SET(...)

Comentarios TEXT

Indexes

Switch/Router

SwRt_marca_modelo

Marca VARCHAR(20)

Modelo VARCHAR(20)

tipoEquipo ENUM(...)

Indexes

SwitchRouter

nombreEquipo VARCHAR(45)


Descripcion TINYTEXT



Marca VARCHAR(20)

Modelo VARCHAR(20)

Indexes

Sistema

Usuario

login VARCHAR(45)

password CHAR(40)

Nombre VARCHAR(20)

Apellido VARCHAR(20)

email VARCHAR(45)

Departamento VARCHAR(20)

Indexes

Sitio


ReferenciaUbicacion TEXT

Latitud VARCHAR(15)

Longitud VARCHAR(15)

TipoAcceso ENUM(...)

TipoSitio SET(...)

Region VARCHAR(20)

Indexes

PRIMARYfk_Sitio_Region1

CeldaGSM

cellIndex MEDIUMINT

cellID INT

nombreCelda VARCHAR(45)

BCCHFrequency TINYINT

numTRX TINYINT

cellBand VARCHAR(20)

siteIndex MEDIUMINT

nombreBTS VARCHAR(45)Indexes

PRIMARYfk_Celda_BTS1

BSC

NumeroBSC TINYINT


Marca VARCHAR(20)

Modelo VARCHAR(20)


ImagenBSC MEDIUMBLOB

Indexes

PRIMARYfk_BSC_Sitio1

NumBSC

BTS_Marca_Modelo

Modelo VARCHAR(20)

marca VARCHAR(20)

Indexes

BTS

siteIndex MEDIUMINT

nombreBTS VARCHAR(45)

Modelo VARCHAR(20)




NumeroBSC TINYINT

Indexes

NodoB


idNodoB SMALLINT


TipoInterfaz ENUM(...)

E1configurados TINYINT

Subrack TINYINT

Slot TINYINT

Subsistema TINYINT

nextHopIPadress VARCHAR(…



Modelo VARCHAR(20)

RNCindex TINYINT

Indexes

RNC

RNCindex TINYINT


Marca VARCHAR(20)

Modelo VARCHAR(20)


ImagenRNC MEDIUMBLOB

Indexes

PRIMARYfk_RNC_Sitio1

RNCIndex

NodoB_Marca_Modelo

Modelo VARCHAR(20)

Marca VARCHAR(20)

Indexes

PRIMARY

CeldaUMTS

cellID SMALLINT

cellName VARCHAR(45)

DLScramblingCode SMALLINT


Indexes

FotoSitio

idFotoSitio SMALLINT


Foto MEDIUMBLOB

Indexes

Intervencion



FechaIntervencion TIMESTAMP

Ejecutantes VARCHAR(100)

Descripcion TEXT

Comentarios TEXT

idPendiente INT

Indexes

fotoIntervencion

idfotoIntervencion INT


foto MEDIUMBLOB

Indexes

Pendiente

idPendiente INT


ReportadoPor VARCHAR(45)

FechaReporte TIMESTAMP

DepartamentoResponsable V…

Prioridad ENUM('Alta','Baja')

Descripcion TEXT

Foto MEDIUMBLOB

Status ENUM(...)

Indexes

PRIMARYfk_Pendientes_Sitio1

Region

region VARCHAR(20)

Indexes

Enlace

NombreEnlace VARCHAR(100)

SitioA VARCHAR(45)

SitioB VARCHAR(45)


TipoEnlace ENUM(...)

ODUDescripcion_A VARCHAR(100)

DireccionOyM_A VARCHAR(45)

ODUDescripcion_B VARCHAR(100)

DireccionOyM_B VARCHAR(45)



Indexes

PRIMARYfk_Sitio_has_Sitio_Sitio2

fk_Enlace_Radio1

Radio



ColorEnlace INT

FotoRadio MEDIUMBLOB

Indexes

PRIMARYIndex_ModeloRadio

ColorEnlace_UNIQUE

ServicioPCC

servicio VARCHAR(20)

Indexes

PIC_CDA_CC


tipoSitio ENUM(...)

nombrePCC VARCHAR(45)

Email VARCHAR(20)

NombreContacto VARCHAR(45)

Telefono VARCHAR(15)

Servicio SET(...)

Comentarios TEXT

Indexes

SwRt_marca_modelo

Marca VARCHAR(20)

Modelo VARCHAR(20)


Indexes

SwitchRouter

nombreEquipo VARCHAR(45)


Descripcion TINYTEXT



Marca VARCHAR(20)

Modelo VARCHAR(20)

Indexes

Usuario

login VARCHAR(45)

password CHAR(40)

Nombre VARCHAR(20)

Apellido VARCHAR(20)

email VARCHAR(45)

Departamento VARCHAR(20)

Indexes

16

Vista del ejemplo PluggableRendererDemo de Java JUNG disponible en

http://jung.sourceforge.net/.

En este ejemplo se puede apreciar las capacidades de configuración dinámica

para visualización y filtrado de nodos y enlaces de acuerdo con sus

características.

http://jung.sourceforge.net/�

17

Vista del ejemplo ImageShaperDemo de Java JUNG disponible en

http://jung.sourceforge.net/.

En este ejemplo se puede apreciar la posibilidad de colocar imágenes como

nodos en el grafo además de etiquetas de identificación.

http://jung.sourceforge.net/�

universidad de carabobo facultad experimental de ciencia...

Documents