Ingeniería de trafico Ingeniería de trafico, demanda de servicios ………………………………………….3 Naturaleza del Servicio ………………………………………………………………………...4 Sistemas de Inventario ………………………………………………………………………….5 Servicios de voz……………………………………………………………………………………..5 Consideraciones………………………………………………………………………………….…6
Conmutación Conmutación………………………………………………………………………………………..8 conmutación de circuitos…………………………………………………………………..8,9 Conmutación de mensajes……………………………………………………………….…..9 Conmutación de paquetes……………………………………………………………….…10
Colas La Teoría de Colas……………………………………………………………………………….11 Elementos existentes en un modelo de colas……………………..………………11 Objetivos……………………….……………………………………………………………………11 Características claves………………………………………………………………..………..12 Aplicación a la telefonía………………………………………………..……………………12
Conclusiones ……………………………………………………………………………………13
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.
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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. En la mayor parte de los países existen organismos reguladores estatales tanto del mercado nacional como de las condiciones de prestación, derechos y deberes de prestatarios o concesionarios y usuarios de servicios de telecomunicaciones. Por otro lado, las redes de acceso, los equipos y sistemas en la centrales y los enlaces de interconexión entre centrales, que conforman redes de servicio y transporte, son caros de instalar, operar y mantener y deben ser eficientemente utilizados. Un sobre-dimensionamiento de la red reducirá las ganancias o provocará pérdidas a la operadora sin mejorar sensiblemente la calidad del servicio. Por el contrario, el subdimensionamiento repercute en un servicio pobre y en ocasiones en penalizaciones del regulador o del propio mercado. Al mismo tiempo, la optimización y adecuación de la estructura o topología de la red y de las tecnologías aplicables, facilitan el crecimiento a futuro y la adaptación a los nuevos servicios.
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Sistemas de Inventario 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. Servicios de Voz 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.
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Consideraciones Siguiendo con el ejemplo, en este caso particular, es necesario considerar al menos: •
La demanda de servicio: en forma de Intensidad de tráfico que intuitivamente indica el número medio de llamadas simultáneas que los usuarios trataran de establecer y que se ofrecerán a la ruta de enlace.
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La naturaleza del sistema de telecomunicación: determinara métodos o procedimientos específicos de cálculo. El caso más considera únicamente llamadas originadas en una de las centrales con destino a la otra y que las llamadas que traten de establecerse en un instante de tiempo que todos los enlaces estén ocupados se perderán y desaparecen del sistema, sin colas de espera y sin rutas alternativas.
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La calidad o grado de servicio que se considera para dicha ruta: en nuestro ejemplo, será el porcentaje promedio de llamadas que admitiremos se podrán perder durante el periodo definido como tiempo de observación. Este objetivo de calidad puede variar entre 0% y 100%, donde 0% implica que no se perdería ninguna llamada y 100% que se perderían todas.
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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. La información que accede a la red desde un terminal se encamina a su destino, siendo conmutada de un nodo a otro. Aparece así la conmutación como uno de los primeros conceptos que se necesitó desarrollar para conseguir interconectar entre sí a los usuarios de los diferentes sistemas de telecomunicación a un coste razonable, pudiendo ser definida la conmutación como la parte de la telecomunicación que estudia los sistemas que permiten establecer conexiones semipermanentes entre dos terminales cualesquiera enlazados al sistema. 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 Conmutación de circuitos. 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.
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En las comunicaciones telefónicas la utilización del canal puede ser alta. Sin embargo, en una conexión de transmisión de datos el canal puede no estar utilizado durante la mayor parte del tiempo. En este tipo de conmutación, desde el punto de vista del rendimiento, va a existir una demora previa a la transferencia de información debida al establecimiento de la llamada. Una vez que el circuito se ha establecido la red es transparente a los usuarios, transmitiéndose la información a una velocidad determinada sin otro retardo que el de propagación a través de los enlaces, considerándose que el retardo en cada nodo es despreciable. Cada nodo en una red de conmutación de circuitos es una central de conmutación
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.
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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. •
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.
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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 un 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”.
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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 Objetivos Identificar el nivel óptimo de capacidad del sistema que minimiza el coste 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. Prestar atención al tiempo de permanencia en el sistema o en la cola de espera.
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Características claves. • Determinístico, en el cual clientes/SERVICIOS sucesivos llegan en un mismo intervalo de tiempo, fijo y conocido. Un ejemplo clásico es el de una línea de ensamble, en donde los artículos llegan a una estación en intervalos invariables de tiempo (conocido como ciclos de tiempo) •
Probabilístico, en el cual el tiempo entre llegadas sucesivas es incierto y variable. Los tiempos entre llegadas probabilísticos se describen mediante una distribución de probabilidad.
Aplicación a la telefonía 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. Sin embargo, el uso de las colas permite que los sistemas esperen por las peticiones de su cliente hasta que los recursos libres estén disponibles. Esto significa que si los niveles de la intensidad del tráfico exceden de la capacidad disponible, las llamadas del cliente se perderían. La disciplina de colas determina la manera de cómo manejar las llamadas de los clientes. Define la manera en que les servirán, la orden de las cuales se sirven, y la manera en la que los recursos se dividen entre los clientes.
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• La ingeniería del tráfico es un tema de suma importancia ya que con ayuda de ésta podemos predecir sistemas estables que no estén sub ni sobre provistos, debido a que si un sistema está sobre previsto asegurará que todos los usuarios obtengan un servicio, pero se estará teniendo un sistema muy costoso; ahora que si se tuviera un sistema sub provisto, se tendrá un sistema pobre que no brindará un servicio eficiente a sus usuarios. Es por ello que el dimensionamiento y comportamiento del tráfico juegan un papel significativo en el diseño de sistemas de redes, gracias al incremento de la demanda por este servicio, los sistemas tuvieron que evolucionar rápidamente y trabajar por medio de la conmutación • La Conmutación representa una de las capas de los nuevos modelos de redes. Existen dos tipos básicos de arquitecturas de redes de comunicación: La Conmutación de Circuitos es la conmutación donde el camino o circuito entre los extremos del proceso de comunicación se mantiene de forma permanente mientras dura la comunicación. La telefonía convencional posee este tipo de conmutación. El otro tipo de conmutación es la Conmutación de paquetes, en esta conmutación no existe un circuito permanente entre los extremos y la red, simplemente, se dedica a encaminar paquete a paquete la información entre los usuarios. Podemos decir además, que la conmutación por paquetes posee dos técnicas como son los Datagramas en el cual el paso de los datos es mucho más seguro, y los circuitos virtuales, el cual su funcionamiento es similar al de las redes de conmutación de circuitos • La teoría de las colas en si no resuelve directamente el problema, pero contribuye con la información vital que se requiere para tomar las decisiones concernientes prediciendo algunas características sobre la línea de espera: probabilidad de que se formen, el tiempo de espera promedio.
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