COLAS. Teoría y Consideraciones.
Ingeniería de Tráfico. Fundamentos Básicos.
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Comutación Digital Jesús Salas Nadal 24925684
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Jesús Salas Nadal 24925684
Conmutación Si se atiende a las arquitecturas y técnicas utilizadas en la conexión entre terminales telefónicos, la red telefónica se encontraría entre las denominadas redes de telecomunicación conmutadas, formada por un conjunto de nodos interconectados, de forma que la información se transmite de un origen a un destino mediante su encaminamiento a través de distintos nodos que se encuentran conectados mediante rutas de transmisión.
Las redes conmutadas se pueden clasificar en base a los procedimientos que se utilizan en la conmutación de la información de un enlace a otro, dando lugar a las redes conmutadas en circuitos, mensajes y paquetes.
La telecomunicación por conmutación de circuitos implica que en un momento dado hay una ruta dedicada entre dos terminales. Esta ruta se compone de una secuencia de enlaces entre nodos, dedicándose en cada enlace físico un canal a la conexión. Para llevar a cabo la comunicación por conmutación de circuitos se necesita seguir las tres fases siguientes: establecimiento del circuito, transmisión de la información y desconexión del circuito. Puesto que la ruta de conexión se establece antes del comienzo de la transmisión de la información, habrá de reservarse la capacidad de un canal entre cada par de nodos de la ruta y cada nodo habrá de disponer de la necesaria capacidad interna de conmutación para manejar la conexión requerida. Así pues, la capacidad del canal está totalmente asignada aun cuando no haya transferencia de datos.
Conmutación De Circuitos.
Conmutación de mensajes. En este tipo de comunicación conmutada, cuando un terminal requiere enviar un mensaje incorpora a éste una dirección de destino. El mensaje pasa a través de la red de un nodo a otro, recibiéndose en cada uno de ellos el mensaje completo que es almacenado y retransmitido al nodo siguiente. De esta forma no se necesita establecer una ruta dedicada entre dos terminales. Un nodo de conmutación de mensajes es típicamente un miniordenador con algunas características de entrada/salida que lo hacen particularmente adecuado para el tratamiento de los mensajes entrantes y salientes.
Conmutación de paquetes. La conmutación de paquetes trata de combinar las ventajas de las conmutaciones de mensajes y circuitos, minimizando las desventajas de ambas. Es una técnica similar a la de mensajes, con la diferencia de que la longitud de las unidades de información (paquetes) está limitada, en tanto que en la conmutación de mensajes la longitud de estos es mucho mayor. En el caso de las redes de conmutación de paquetes, los mensajes que superan la máxima longitud preestablecida deben ser divididos en unidades de información más pequeñas por los equipos terminales. Cuando una estación terminal desglosa un mensaje en paquetes y envía estos a su nodo, existen dos
métodos de tratamiento de los paquetes por parte de la red: f Método datagrama, en el que cada paquete es tratado independientemente, de forma análoga a como se tratan los mensajes en las redes de conmutación de mensajes, dándose el caso de que paquetes con la misma dirección de destino no siguen la misma ruta, lo que puede dar lugar a que los paquetes se reciban en una secuencia distinta a la que han sido emitidos, por lo que el terminal de destino será el encargado de reordenar los paquetes en la secuencia original.
Método de circuitos virtuales. En este caso se establece una conexión lógica antes de proceder a la transmisión de la información, pudiendo ser esta conexión permanente o transitoria, denominándose respectivamente circuito virtual permanente o conmutado. En el caso del circuito virtual permanente la ruta está predeterminada para un par de terminales, lo que implica que está dedicada. En el caso del circuito virtual conmutado la ruta se establece en la fase de establecimiento de la llamada, siendo necesario en cualquiera de los dos casos que cada paquete contenga un identificador de circuito virtual además de la información.
Comparación de las técnicas de conmutación. En la gráfica comparativa se aprecian tres tipos de demoras, a saber: retardo de propagación (RP), que es el tiempo que requiere una señal para propagarse de un nodo a otro, tiempo de transmisión, que es el tiempo que precisa un terminal emisor para enviar un bloque de información, y retardo nodal (RN), que es el tiempo requerido en un nodo para conmutar la información.
COLAS Teoría y Consideraciones Las "colas" son un aspecto de la vida moderna que nos encontramos continuamente en nuestras actividades diarias. El estudio de las colas es importante porque proporciona tanto una base teórica del tipo de servicio que podemos esperar de un determinado recurso, como la forma en la cual dicho recurso puede ser diseñado para proporcionar un determinado grado de servicio a sus clientes. La teoría de colas es el estudio matemático del comportamiento de líneas de espera. Esta se presenta, cuando los "clientes" llegan a un "lugar" demandando un servicio a un "servidor", el cual tiene una cierta capacidad de atención. Si el servidor no está disponible inmediatamente y el cliente decide esperar, entonces se forma la línea de espera. La Teoría de Colas es una formulación matemática para la optimización de sistemas en que interactúan dos procesos normalmente aleatorios: un proceso de “llegada de clientes” y un proceso de “servicio a los clientes”, en los que existen fenómenos de “acumulación de clientes en espera del servicio”, y donde existen reglas definidas (prioridades) para la “prestación del servicio”.
MODELO DE FORMACIÓN DE COLAS Se forman debido a un desequilibrio temporal entre la demanda del servicio y la capacidad del sistema para suministrarlo. En las formaciones de colas se habla de clientes, tales como máquinas dañadas a la espera de ser rehabilitadas. Los clientes pueden esperar en cola debido a que los medios existentes sean inadecuados para satisfacer la demanda del servicio; en este caso, la cola tiende a ser explosiva, es decir, a ser cada vez más larga a medida que transcurre el tiempo. Los clientes puede que esperen temporalmente, aunque las instalaciones de servicio sean adecuadas, porque los clientes llegados anteriormente están siendo atendidos ELEMENTOS EXISTENTES EN UN MODELO DE COLAS Fuente de entrada o población potencial Cliente Disciplina de la cola Mecanismo de servicio La cola El sistema de la cola
Los modelos sirven para encontrar un buen compromiso entre costes del sistema y los tiempos promedio de la línea de espera para un sistema dado. Los SISTEMAS DE COLAS son modelos de sistemas que proporcionan servicio. Pueden representar cualquier sistema en donde los trabajos o clientes llegan buscando un servicio de algún tipo y salen después de que dicho servicio haya sido atendido. Podemos modelar los sistemas de este tipo tanto como colas sencillas o como un sistema de colas interconectadas formando una red de colas. Objetivos Identificar el nivel óptimo de capacidad del sistema que minimiza el coste del mismo del mismo.
Evaluar el impacto que las posibles alternativas de modificación de la capacidad del sistema tendrían en el coste total del mismo. Establecer un balance equilibrado (“óptimo”) entre las consideraciones cuantitativas de costes y las cualitativas de servicio. Las redes telefónicas se diseñan para acomodar la intensidad ofrecida del tráfico con solamente una pequeña pérdida. El funcionamiento de los sistemas depende de si la llamada es rechazada, de si está perdida, etc. Normalmente los sistemas de desbordamiento hacen uso de rutas alternativas e incluso estos sistemas tienen una capacidad de carga finita o máxima de tráfico.
Ingeniería de Tráfico, Fundamentos Básicos En telefonía o en general en telecomunicaciones se denomina ingeniería o gestión de tráfico a diferentes funciones necesarias para planificar, diseñar, proyectar, dimensionar, desarrollar y supervisar redes de telecomunicaciones en condiciones óptimas de acuerdo a la demanda de servicios, márgenes de beneficios de la explotación, calidad de la prestación y entorno regulatorio y comercial. SERVICIO Demanda de Servicios Como cualquier otro servicio público, un sistema de telecomunicaciones tiene que atender una demanda de servicio fluctuante que solo se puede predecir con un grado limitado de exactitud mediante técnicas de análisis de mercado, medición y proyección adecuados.
La demanda de servicio se entiende en diferentes aspectos: número de clientes de la red, uso de la red por dichos clientes para los distintos servicios de la red, origen y destino de las conexiones, tiempos de conexión y la evolución de los distintos aspectos en el tiempo (variaciones horarias y estacionales, previsiones de crecimiento a corto, medio y largo plazo, etc.). También se consideran las necesidades de interconexión entre diferentes operadores locales, nacionales e internacionales.
Naturaleza del Servicio La naturaleza del servicio requiere un alto estándar de rendimiento, desde el punto de vista del usuario la gran mayoría de las demandas deben ser satisfechas con poco o ningún retraso y la calidad funcional de los servicios está regulada y estandarizada internacionalmente por la Unión Internacional de Telecomunicaciones(ITU) y en las últimas décadas por otros organismos y foros de normalización que dan respuesta a la rápida introducción de tecnologías que se produce en este campo.
Sistemas de Inventario
Servicios de Voz
Un aspecto crítico y frecuentemente olvidado son los sistemas de inventario y de supervisión de la red orientados a la Ingeniería de Tráfico. La inexistencia o desactualización de inventarios son fuente de errores de planificación y diseño que provocan compras innecesarias pero también focos de desatención de la demanda y congestión. Los sistemas de supervisión aportan los datos necesarios para identificar sobrecargas e infrautilizaciones de la red y los niveles de servicio en cada punto y permiten determinar soluciones adecuadas para resolver y anticipar problemas de calidad desde el corto al largo plazo y son fundamentales para alimentar con datos de partida a los procesos de proyección de crecimiento.
El mundo de las redes de telefonía, entendido como prestación de servicios de voz, es modernamente un caso particular ya que la evolución del sector está moviendo los esfuerzos a la integración de redes multiservicio, que facilitan voz, datos y multimedia mediante infraestructuras y procedimientos compartidos. El ejemplo más claro se tiene en las redes de telefonía celular, originalmente de voz analógica que llegan en los comienzos del siglo XXI a los móviles de tercera generación que integran voz, datos y servicios multimedia de música, entretenimiento y video. Las funciones y técnicas de Ingeniería de Tráfico en este escenario son aún más importantes dada la diversidad de tecnologías y aplicaciones que corren por las redes que aunque complican enormemente todos estos procesos, requieren un diseño aún
más cuidadoso y eficiente que las viejas redes puras de conmutación y transmisión de circuitos.
Dimensionado de Equipos Uno de los aspectos más interesantes en diseño de redes es el dimensionado de equipos y elementos de interconexión. Cualquier intento o telecomunicación en progreso va a requerir recursos de red desde la fase de establecimiento hasta la finalización. Estos recursos, para una "llamada" particular, pueden variar en tipo o cantidad dependiendo del servicio demandado, la fase del proceso de comunicación y la propia red o redes que se atraviesen. Un ejemplo simple es el dimensionado de una ruta de enlaces entre centrales de conmutación de circuitos. Los clientes servidos por dos centrales dadas se comunican entre sí a través de esta ruta, la cual posee a su vez un número de enlaces o circuitos individuales por los que se puede tener una única comunicación simultánea. El objetivo del dimensionado de esta ruta es determinar el número de circuitos necesarios para satisfacer la demanda de llamadas en condiciones de calidad para los usuarios y costos para el operador óptimas para ambos.