Capitulo 1 Introducción a La Ingeniería de Tráfico

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍAS E INGENIERÍAS

CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 208022-TELETRAFICO

UNIDAD 1

INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DE TRÁFICO




CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DE TELETRÁFICO

La teoría de teletráfico se define como la aplicación de la teoría de las probabilidades a la solución

de problemas concernientes a la planificación, evaluación de la calidad de funcionamiento,

operación y mantenimiento de sistemas de telecomunicación. En forma más general, la teoría de

teletráfico se puede considerar como una disciplina de planificación en la que los medios

(procesos estocásticos, teoría de puesta en fila y simulación numérica) se toman de la

investigación de las operaciones.

El término teletráfico abarca todo tipo de tráfico de comunicación de datos y de tráfico de

telecomunicaciones. La teoría estará primordialmente ilustrada con ejemplos de sistemas de

comunicación telefónica y datos. Sin embargo, los medios formulados son independientes de la

tecnología y aplicables en otras áreas como tráfico de caminos, tráfico aéreo, cintas de fabricación

y montaje, distribución, gestión de talleres y almacenamiento, y toda clase de sistemas de servicio.

El objetivo de la teoría del teletráfico puede formularse así:

Lograr calcular el tráfico en unidades bien definidas mediante modelos matemáticos y

determinar la relación existente entre calidad de servicio y capacidad del sistema, de

tal manera que la teoría se convierta en una herramienta útil para la planificación de

las inversiones.

El cometido de la ingeniería de teletráfico es diseñar del modo más rentable posible sistemas cuya

calidad de servicio se hayan definido previamente cuando se conoce la demanda de tráfico y la

capacidad de los elementos del sistema. Asimismo, la teoría del teletráfico ha de establecer

métodos específicos para controlar que la calidad de servicio en un momento dado cumple los

requisitos, y determinar qué acciones de emergencia concretas se han de tomar cuando los

sistemas se encuentran sobrecargados o se producen fallos técnicos. Para ello se precisan

métodos de previsión de la demanda (por ejemplo, a partir de mediciones de tráfico) y métodos

para calcular la capacidad de los sistemas, y la especificación de los parámetros cuantitativos para

medir la calidad de servicio.

Cuando se pasa de la teoría a la práctica, 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 determinación del número de circuitos en

un grupo de enlace, el número de empleados en consolas de conmutación, la cantidad de sendas

abiertas en un supermercado y la atribución de prioridades a trabajos de un sistema informático.

Las decisiones a largo plazo abarcan, por ejemplo, decisiones relativas a la creación y




ampliación de redes de datos y de telecomunicaciones, la adquisición de cables, sistemas de

transmisión, etc.

La aplicación de la teoría en relación con la concepción de nuevos sistemas puede ayudar a

comparar distintas soluciones eliminando así las menos acertadas en una fase inicial sin tener que

elaborar prototipos.

Lección 1: Modelado de sistemas de telecomunicación

Para el análisis de un sistema de telecomunicación, 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 teoría del teletráfico pues se requiere conocimiento tanto del sistema

técnico como de las herramientas matemáticas y la aplicación del modelo en un medio informático.

Figura 1.1 Los sistemas de telecomunicación son sistemas complejos hombre/máquina.

El cometido de la teoría de teletráfico es el de configurar sistemas óptimos para conocimiento de

las necesidades y hábitos del usuario.

Este modelo contiene tres elementos principales (véase la figura 1.1):

La estructura del sistema.

La estrategia operacional.

Las propiedades estadísticas del tráfico.

1.1 Estructura del sistema

Esta parte se determina técnicamente y, en principio, es posible obtener algún nivel de detalles en

la descripción, por ejemplo en el nivel de componente. Los aspectos de viabilidad son estocásticos

pues los errores se producen al azar y estarán considerados como tráfico de alta prioridad. La

estructura del sistema viene dado por el sistema físico o lógico que normalmente se presenta en




manuales. En sistemas de tráfico de caminos, las carreteras, las señales de tránsito, rotondas,

etc., configuran la estructura.

1.2 Estrategia operativa

Un sistema físico determinado (por ejemplo un sistema de tráfico vial que utiliza rotondas de

distribución) se puede utilizar de diferentes maneras para adaptar el sistema de tráfico a la

demanda. En ingeniería vial, se aplica con reglas y estrategias de tránsito que podrían ser distintas

para el tráfico de la mañana y el tráfico de las primeras horas de la noche.

En una computadora, esta adaptación tiene lugar mediante el sistema de operación y por

intervención del operador. En un sistema de telecomunicación las estrategias se aplican a fin de

dar prioridad a las tentativas de llamada con el objeto de encaminar el tráfico a su destino. En

centrales telefónicas con control de programa almacenado (SPC, stored program control), las

tareas asignadas al procesador central se dividen en clases con diferentes prioridades. La

prioridad más 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 telefónicos

clásicos utilizaban lógica por conexión alámbrica para introducir estrategias mientras que en los

sistemas modernos éstos se efectúan por soporte lógico, que permiten el empleo de estrategias

más flexibles y adaptativas.

1.3 Propiedades estadísticas del tráfico

Las demandas del usuario están modeladas por las propiedades estadísticas del tráfico. Sólo

efectuando mediciones sobre sistemas reales es posible determinar que el modelado teórico está

de acuerdo con la realidad. Este proceso debe ser necesariamente de naturaleza iterativa (véase

la figura 1.2). El modelo matemático se establece a partir de un profundo conocimiento del tráfico.

Se calculan entonces las propiedades del modelo y se las comparan con los datos medidos. Si no

están en conformidad satisfactoria entre sí, se deberá efectuar una nueva iteración del proceso.

Parece natural dividir la descripción de las propiedades de tráfico en procesos estocásticos para la

llegada de tentativas de llamada y procesos que describen tiempos (de ocupación) del servicio. Se

supone normalmente que estos dos procesos son independientes entre sí, lo cual significa que la

duración 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 más tarde (intentos de

llamada repetidos). En la figura 1.3 se ilustra la terminología aplicada generalmente en la teoría de

teletráfico.




Figura 1.2. La teoría de teletráfico es una disciplina inductiva.

Para observaciones de sistemas reales se establecen modelos teóricos, de los que se derivan

parámetros, que pueden ser comparados con observaciones correspondientes del sistema real. Si

están de acuerdo, el modelo se convalida. En caso contrario, se debe elaborar el modelo en

mayor grado. Este método científico de trabajo se denomina espiral de experimentación

Figura 1.3 Ilustración de la terminología aplicada para un proceso de tráfico.

Nótese la diferencia entre intervalos de tiempo e instantes de tiempo. Los términos llegada y

llamada se utilizan como sinónimos. 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 así también determinar los

parámetros del modelo a partir de los datos observados.

2) Debe ser viable presentar el modelo para dimensionamiento práctico.




Se está buscando una descripción de, por ejemplo, las variaciones observadas en la cantidad de

llamadas establecidas en curso en una central telefónica, que varían incesantemente debido a

que las llamadas son establecidas y terminadas. Aun cuando por hábitos comunes, las

variaciones diarias siguen un diagrama predecible para el comportamiento del abonado, es

imposible prever las tentativas de llamadas individuales o la duración de las llamadas

establecidas. En la descripción, es por tanto necesario métodos estadísticos. Se dice que los

eventos de tentativas de llamada tienen lugar conforme a un proceso estocástico, y el tiempo de

llegada entre tentativas de llamada se describe a través de las distribuciones de probabilidad que

caracterizan el proceso estocástico.

Una alternativa al modelo matemático es un modelo de simulación o un modelo físico (prototipo).

En un modelo de simulación de computadora es común utilizar directamente los datos recopilados

o bien utilizar distribuciones estadísticas. Sin embargo, hay más demanda de recursos para

trabajar con simulación pues el modelo de simulación no es general. Cada caso individual debe

ser simulado. La elaboración de un prototipo llevará aún más tiempo que un modelo de

simulación.

En general, se prefieren los modelos matemáticos pero a menudo es necesario aplicar simulación

para desarrollar el modelo matemático. A veces se elaboran prototipos para efectuar la prueba

final.

1.5 Sistemas telefónicos convencionales

En esta sección se da una breve descripción sobre qué sucede cuando una central telefónica

tradicional recibe una llamada. La descripción se dividirá en tres partes: Estructura, estrategia y

tráfico. Es muy común distinguir entre centrales de abonados (conmutadores de acceso, centrales

locales, (LEX) y centrales de tránsito (TEX)) debido a la estructura jerárquica conforme a la cual

se diseñan la mayoría de las redes telefónicas nacionales. Los abonados se conectan a centrales

locales o a conmutadores de acceso (concentradores) que se conectan a centrales locales. Por

último, los conmutadores de tránsito se utilizan para interconectar centrales locales o para

aumentar la disponibilidad y fiabilidad.

1.5.1 Estructura del sistema Se examinará aquí una central telefónica del tipo de barras cruzadas. Si bien este tipo se

encuentra, en la actualidad, fuera de servicio una descripción de su funcionamiento permite una

buena ilustración sobre las tareas que son necesarias efectuar en una central digital. El equipo en

una central telefónica convencional comprende trayectos de señales vocales y trayectos de

control. (Véase la figura 1.4.)




Figura 1.4 Estructura fundamental de un sistema de conmutación

Los trayectos de señales vocales están ocupados durante el tiempo total de la llamada (3 minutos

de promedio) mientras que los trayectos de control sólo están ocupados durante la fase de

establecimiento de la llamada (entre 0,1 a 1 s). El número de trayectos de señales vocales es, por

tanto, considerablemente más grande que el número de trayectos de control. El trayecto de una

señal vocal es una conexión de una determinada entrada (abonado) a una determinada salida. En

un sistema con división en el espacio los trayectos de señal vocal están integrados por

componentes pasivos (como relés, diodos o circuitos VLSI). En un sistema con división en el

tiempo los trayectos de señales vocales se componen de uno o varios segmentos de tiempo

específicos dentro de una trama. Los trayectos de control son responsables del establecimiento de

la conexión. 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:

Identificación del abonado originante (quien desea efectuar una conexión (acceso de

entrada)).

Recepción de la información digital (dirección, acceso de salida).

Búsqueda de una conexión en estado de reposo entre los accesos de entrada y de salida.

Establecimiento de la conexión.

Liberación de la conexión (efectuada a veces por el propio trayecto de la señal vocal).

Asimismo, se debe tener en cuenta la tarificación de las llamadas. En centrales convencionales el

trayecto de control se establece sobre relés o dispositivos electrónicos y las operaciones lógicas

vienen dadas por un dispositivo lógico cableado. Las modificaciones en las funciones requieren

cambios físicos que son difíciles y costosos.




En centrales digitales los dispositivos de control son procesadores. Las funciones lógicas se llevan

a cabo mediante programas, y las modificaciones se consideran más sencillas de aplicar. Las

restricciones están mucho menos limitadas, así como la complejidad de las operaciones lógicas

comparadas con la lógica cableada. Las centrales controladas por soporte lógico también se

denominan sistemas con control de programa almacenado (SPC, stored program control).

1.5.2 Comportamiento del usuario Considérese un sistema telefónico 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

operación activa un relé en la central. El relé identifica al abonado y un microprocesador en el

circuito de abonado elige un cordón sin conexión. El abonado y el conductor se conectan a través

de un circuito conmutador. Esta terminología se originó en el tiempo en el que un operador manual

por medio de un cordón se conectaba con el abonado. El operador manual corresponde al

registrador. El cordón tiene tres salidas.

El registrador se acopla al cordón a través de otro circuito conmutador. Por tanto, el abonado se

conecta al registrador (selector de registro) a través del cordón. Esta fase tiene efecto en menos

de un segundo.

El registrador envía al abonado el tono de invitación a marcar, quien marca el número de teléfono

deseado del abonado B, el cual es recibido y mantenido por el registrador. La duración de esta

fase depende del abonado.

Un microprocesador analiza la información de cifras y por medio de un selector de grupo establece

una conexión con el abonado deseado, que puede pertenecer a la misma central, a una central

vecina o a una central remota. Por otra parte, es común distinguir entre centrales con las que

existe enlace directo, y aquéllas que no lo tienen. En este último caso debe haber una conexión a

través de una central en un nivel superior de jerarquía. La información de cifras se entrega por

medio de un transmisor codificado a un receptor codificado de la central deseada que transmite

entonces la información 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 rápido (alrededor de 1 - 10

ms) e independientes de los abonados. El cordón está 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 señales (ocupado, referencia, etc.), impulsos para tarificación, y

liberación de la conexión cuando la llamada se suprime.

Puede suceder que una llamada no pasa como está previsto. El abonado puede efectuar un error,

colgar repentinamente, etc. Asimismo, existen límites de capacidad en el sistema. Las tentativas

de llamada hacia un abonado tienen lugar aproximadamente de la misma manera. Un receptor

codificado en la central del abonado B recibe las cifras y se establece una conexión a través del




circuito de conmutación de grupo y al circuito de conmutación local a través del abonado B con

utilización de los registradores de la central receptora.

1.5.3 Estrategia de la operación El trayecto de las señales vocales funciona normalmente como sistemas de pérdidas mientras que

el trayecto de control funciona como sistemas de espera.

Si no hay cordón disponible ni registrador en reposo el abonado no tendrá tono de marcación sin

importar cuánto tiempo se encuentra a la espera. Si la central no tiene salida disponible para el

abonado B deseado, se emitirá un tono de ocupado al abonado A llamante. Independientemente de

cualquier espera adicional no se establecerá ninguna conexión.

Si un microprocesador (o todos los microprocesadores de un tipo específico cuando haya varios)

está ocupado, la llamada esperará entonces hasta que el microprocesador esté desocupado.

Debido al tiempo de retención 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,

obtendrán 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 cíclico, tal que presentan aproximadamente el mismo número de tentativas de

llamada. Esto constituye una ventaja pues asegura la misma cantidad de uso y en razón que el

abonado muy raramente tendrá otra vez un trayecto de control o cordón con defectos si la tentativa

de llamada se repite.

Si un trayecto de control está ocupado durante más de un tiempo determinado, se efectuará una

desconexión forzada de la llamada. Esto hace imposible que una simple llamada bloquee partes

vitales de la central, como por ejemplo un registrador. Asimismo, sólo es posible generar durante

un tiempo limitado el tono de llamada al abonado B y con ello bloquear momentáneamente este

teléfono en cada tentativa de llamada. Una central debe funcionar y operar independientemente

del comportamiento del abonado.

La cooperación entre las diferentes partes tiene lugar conforme a reglas estrictas y bien definidas,

denominadas protocolos, que en sistemas convencionales se determina por la lógica de

conexiones y en sistemas de control de soporte lógico por lógicas de programas.

Los sistemas digitales (por ejemplo, la RDSI = Red digital de servicios integrados), en el que el

sistema telefónico completo está 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

teletráfico para la evaluación son las mismas en ambos sistemas. Lo mismo también abarca los

futuros sistemas de banda ancha (RDSI-BA) que estarán basados en el modo de transferencia

asíncrono (ATM).




Lección 2: Redes de comunicación

Existen diferentes clases de redes de comunicaciones: redes telefónicas, redes de télex, redes de

datos, Internet, etc. Actualmente la red telefónica sigue siendo la más extendida y a menudo otras

redes están integradas físicamente en la red telefónica. En futuras redes digitales se planifica

integrar una numerosa cantidad de servicios en la misma red (RDSI, RDSI-BA).

2.1 Red telefónica

La red telefónica ha sido tradicionalmente construida como un sistema jerárquico. 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 específica que a

su vez se conecta a una central de tránsito (TEX) en la cual hay normalmente una, como mínimo,

para cada código de área. Las centrales de tránsito están normalmente conectadas en una

estructura poligonal (véase la figura 1.5). Las conexiones entre las centrales de tránsito conforman

una red de tránsito jerárquica. Existen otras conexiones entre dos centrales locales (o

preselectores de abonado) que pertenecen a diferentes centrales de tránsito (centrales locales) si

la demanda de tráfico es suficiente para justificarla.

Figura 1.5 Existen tres estructuras de redes básicas: poligonal, en estrella y en anillo.

Las redes poligonales se aplican cuando hay algunas centrales grandes (parte superior de la

jerarquía, también denominadas redes en malla), mientras que las redes en estrella son

adecuadas cuando hay numerosas centrales pequeñas (parte inferior de la jerarquía). Las redes

en anillo se aplican, por ejemplo, en sistemas de fibra óptica.

Una conexión entre dos abonados en diferentes zonas de tránsito pasará normalmente por las

siguientes centrales:

USUARIO → LEX → TEX → TEX → LEX → USUARIO

Los grupos de enlace de tránsito individuales se basan en sistemas de transmisiones analógicas o

digitales, y, a menudo, se utilizan equipos de multiplexación.




Doce canales analógicos de 3 kHz cada uno conforman un sistema de frecuencia portadora de

primer orden (múltiplex 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. (Múltiplex por impulsos codificados,

múltiplex en el tiempo.)

La anchura de 64 kbit/s se obtiene de una muestra de la señal analógica 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

señalización y control.

Figura 1.6 En una red de telecomunicación todas las centrales se disponen típicamente en

una jerarquía de tres niveles.

Las centrales locales o centrales de abonado (L), a las que los usuarios se conectan, están

vinculados con centrales principales (T), que a su vez se conectan a centrales interurbanas (I).

Una zona interurbana integra así una red en estrella. Las centrales interurbanas se interconectan

en una red poligonal. En la práctica las dos estructuras de red están mezcladas, pues cuando hay

suficiente tráfico se establecen grupos de enlace directos entre dos centrales cualesquiera. En la

red futura sólo habrá dos niveles, pues las centrales T e I se fusionarán.

Por razones de seguridad y viabilidad se dispondrá casi siempre de dos trayectos no consecutivos

mínimo entre dos centrales cualesquiera y la estrategia será utilizar primero las conexiones más

económicas. La jerarquía en la redes modernas se reduce a sólo dos niveles. El nivel superior con

centrales de tránsito comprende una red poligonal totalmente conectada mientras que las

centrales locales y los preselectores de abonados se conectan a tres centrales de tránsito

diferentes por razones de seguridad y viabilidad.

La red telefónica se caracteriza por el hecho de que antes que dos abonados cualesquiera se

puedan comunicar, se debe crear un vínculo bilateral completo (dúplex completo), y que la




conexión exista durante el tiempo total de la comunicación. Esta propiedad se conoce como red

telefónica con conexión en contraste con, por ejemplo Internet que es sin conexión. Cualquier red

que presenta, por ejemplo, conmutación de líneas o conmutación de circuitos es con conexión. En

la disciplina de planificación de red, el objetivo es optimizar las estructuras de red y el

encaminamiento del tráfico 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 transmisión de señales vocales y datos

entre diferentes divisiones de noticias de radiodifusión, en situaciones de catástrofe, etc. Estas

pueden ser conexiones punto a punto o conexiones de punto a multipunto (distribución y difusión).

El terminal de muy pequeña abertura (VSAT, very small aperture terminal) (estación terrena) es

una antena con un diámetro de 1,6 a 1,8 metros. El terminal es económico y portátil. Es así

posible prescindir de la red telefónica pública. Debido a condiciones reglamentarias restrictivas,

esta tecnología tiene hasta el momento una difusión muy limitada en toda Europa. Las señales se

transmiten desde un terminal VSAT a otro terminal VSAT a través de un satélite. El satélite está

en una posición fija a 35 786 km sobre el ecuador y, por tanto, las señales experimentan un

retardo de propagación 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 versión más 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

(asignación fija) o en forma dinámica (asignación por demanda). La asignación dinámica permite

mejor utilización pero requiere mayor control.

Debido a la pequeña parábola (antena) y a la atenuación típica de unos 200 dB en cada sentido,

es prácticamente imposible evitar el error de transmisión, por lo que se utilizan códigos de

corrección de errores y esquemas de retransmisión posibles. Un sistema más fiable se obtiene

mediante la introducción de un terminal principal (concentración de llamadas) con una antena de 4

a 11 metros de diámetro. La comunicación tiene lugar a través del terminal principal. Luego,

ambos saltos (VSAT → terminal principal y terminal principal → VSAT) se tornan más fiables pues

el terminal principal puede recibir las señales débiles y amplificarlas de modo que el VSAT en

recepción obtiene una señal más fuerte. El inconveniente de este procedimiento es que el retardo

de propagación es ahora de 500 ms. La solución del terminal principal permite también centralizar

el control y supervisión del sistema. En razón que toda la comunicación pasa a través del terminal

principal, la estructura de red constituye una topología en estrella.




2.2 Redes de datos

La red de datos se diseña conforme al mismo principio excepto que la duración de la fase de

establecimiento de la conexión es más breve. Otra clase de red de datos viene dada en las

denominadas redes de distribución de paquetes, que funcionan conforme al principio de

almacenamiento y retransmisión (véase la figura 1.7). Los datos que han de ser transmitidos no

se enviarán directamente del transmisor al receptor sino que efectuará por pasos de central a

central. Esto puede crear demoras pues las centrales que son computadoras funcionan como

sistemas de retardo (transmisión sin conexión).

Si el paquete tiene una longitud fija máxima, la red tiene la indicación conmutación de paquetes

(por ejemplo, protocolo X.25). En X.25 un mensaje se divide en un número de paquetes que no

necesariamente sigue el mismo trayecto a través de la red. El encabezamiento de protocolo del

paquete contiene un número de secuencias tal que los paquetes se pueden disponer en correcto

orden en el receptor. Asimismo, se utilizan códigos de corrección de errores y se verifica la

corrección 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 último,

hay un control completo de todo el mensaje de transmisor a receptor. De esta manera se obtiene

una transmisión muy fiable. Si el mensaje completo se envía en un solo paquete, se denomina

conmutación de mensajes.

Figura 1.7 Red datagrama: Principio de almacenamiento y retransmisión para una red de

datos con conmutación de paquetes




En razón que las centrales en una red de datos son computadoras, es viable introducir estrategias

avanzadas para el encaminamiento del tráfico.

2.3 Redes de área local

Las redes de área 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 informático están vinculados al mismo

sistema de transmisión digital, por ejemplo un cable coaxial. Por lo general, sólo un usuario por

vez puede utilizar el medio de transmisión y obtener algunos datos transmitidos a otro usuario.

Como el sistema de transmisión tiene una capacidad amplia comparada con la demanda de los

usuarios, cada uno de ellos tiene la sensación de ser el único usuario del sistema. Existen

diversas clases de redes de área local. Con la aplicación de estrategias adecuadas para el

principio de control de acceso al medio se tiene en cuenta la asignación de capacidad en el caso

de muchos usuarios que compiten por la transmisión. Existen dos tipos principales de redes de

área local: la red de acceso múltiple en sentido portador/detección de colisión (CSMA/CD, carrier

sense multiple access/collision detection) (Ethernet) y las redes testigo. La red CSMA/CD es una

de las más ampliamente utilizadas. Todos los terminales están haciendo escucha permanente al

medio de transmisión y tienen conocimiento cuando está libre y cuando está ocupado. Al mismo

tiempo, un terminal puede ver qué paquetes están dirigidos a su propio terminal y necesitan, por

tanto, ser almacenados. Un terminal que desea transmitir un paquete lo hará si el medio está

desocupado. Si el medio estuviera ocupado el terminal espera un tiempo aleatorio antes de

efectuar un nuevo intento. Debido a la velocidad de propagación finita es posible que dos (o aún

más) terminales inicien la transmisión dentro de un intervalo breve, de modo tal que dos o más

mensajes pueden chocar en el medio de transmisión. Este fenómeno se conoce como colisión.

Teniendo en cuenta que los terminales están haciendo escucha en todo momento, pueden

detectar inmediatamente que la información transmitida es diferente de la recibida y deducir que

se ha producido una colisión. Los terminales que intervienen detienen inmediatamente la

transmisión y efectuarán más tarde un nuevo intento en un intervalo aleatorio.

En una red de área local del tipo testigo, sólo podrá transmitir información el terminal que en ese

momento posea el testigo. El testigo estará rotando entre los terminales conforme a reglas

predefinidas.

Las redes de área local también funcionan con técnicas basadas en ATM (modo de transferencia

asíncrono). Asimismo, las LAN inalámbricas se están convirtiendo en sistemas de uso común. Las

condiciones de propagación en redes de zona local no son importantes debido a las pequeñas

distancias geográficas entre los usuarios. En una red de datos de satélite, por ejemplo, el retardo

de propagación 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 comunicación móviles

En estos últimos años se ha visto una enorme expansión de los sistemas de comunicación

móviles cuyos medios de transmisión son canales radioeléctricos (inalámbricos) analógicos o

digitales en contraste con los sistemas de cable convencionales. El espectro de frecuencias

electromagnéticas se divide en diversas bandas reservadas para fines específicos. Para

comunicaciones móviles se asigna un subconjunto de esas bandas. Cada banda corresponde a

un número limitado de canales radiotelefónicos, y es aquí donde surge el recurso limitado en los

sistemas de comunicación móviles. La utilización óptima de este recurso es un aspecto esencial

en la tecnología celular. En los puntos siguientes se describe un sistema representativo.

2.4.1 Sistemas celulares Estructura. Cuando una determinada zona geográfica ha de ser cubierta con telefonía móvil, se

debe instalar en ella una adecuada cantidad de estaciones de base. Una estación de base está

constituida por una antena y un equipo transmisor/receptor o un enlace radioeléctrico con una

central telefónica móvil (MTX), que es parte de la red telefónica tradicional. Una central telefónica

móvil es común a todas las estaciones de base en una determinada zona de tráfico. Las ondas

radioeléctricas se amortiguan cuando se propagan en la atmósfera y, por tanto, una estación de

base sólo puede cubrir una zona geográfica limitada que se denomina célula (no se debe

confundir con las células ATM). Mediante la transmisión de las ondas radioeléctricas con una

potencia adecuada es posible adaptar la zona de cobertura de modo tal que todas estaciones de

base cubran exactamente la zona de tráfico planificada sin demasiada superposición entre

estaciones vecinas. No es posible utilizar la misma frecuencia radioeléctrica en dos estaciones de

base vecinas pero si en dos estaciones de base sin una frontera común, permitiendo entonces la

reutilización de canales.

Figura 1.8 Sistema de comunicación móvil 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 número de canales

por célula conforme al volumen de tráfico dado. La dimensión de la célula depende del volumen

de tráfico. En zonas densamente pobladas como grandes ciudades, las células serán pequeñas

mientras que en zonas escasamente pobladas las células serán grandes.

La atribución de canales es un problema muy difícil. Además de las restricciones indicadas

anteriormente existen también otras. Por ejemplo, debe haber cierta distancia entre los canales en

la misma estación de base (restricción de canal vecino) y hay otras limitaciones para evitar

interferencia.

Estrategia. En sistemas de telefonía móvil debe existir una base de datos con información relativa

a todos los abonados. Cualquier abonado puede tener un papel activo o pasivo en el circuito

según esté encendido o apagado su radioteléfono. Cuando el abonado enciende el radioteléfono,

se le asigna automáticamente un canal de control y se produce su identificación. El canal de

control es una canal radioeléctrico utilizado por la estación de base para fines de verificación. El

resto de los canales son canales de tráfico de usuario.

Una petición de llamada a un abonado móvil (abonado B) se produce de la siguiente manera. La

central telefónica móvil recibe la llamada del otro abonado (abonado A, fijo o móvil). Si el abonado

B tiene su radioteléfono apagado, se informa al abonado A que el abonado B no está disponible.

Si el abonado B tiene el equipo encendido, el número se presenta entonces en todos los canales

de control en la zona de tráfico. El abonado B reconoce su propio número e informa, a través del

canal de control, en qué célula (estación de base) se encuentra. Si hay un canal de usuario

desocupado se asigna y la MTX pasa la llamada.

Una petición de llamada de un abonado móvil (abonado A) se inicia por la operación de

desplazamiento del abonado del canal de control a un canal de tráfico de usuario cuando se

establece la llamada. La primera fase que comprende la lectura de las cifras y la comprobación de

disponibilidad del abonado B es, en algunos casos, establecida por el canal de control

(señalización de canal común).

Un abonado tiene la facultad de poder trasladarse libremente dentro de su propia zona de tráfico.

Cuando se aleja de la estación de base es detectado por la central telefónica móvil (MTX) que

supervisa constantemente la relación señal/ruido y puede trasladar la llamada a otra estación de

base y a otro canal de usuario cuando se requiere mejor calidad. Esta es una cooperación entre la

MTX y el equipo de abonado que se produce automáticamente sin que sea notado por el

abonado. Esta operación se denomina traspaso a transferencia de llamadas, y, por supuesto,

requiere la existencia de un canal de usuario libre en la nueva célula. En razón 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 tráfico 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 envía

entonces un mensaje a la MTX de origen con información sobre la nueva posición. 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 serán tratadas de la manera usual.

Un sistema inalámbrico digital difundido es el GSM, que se puede utilizar en toda Europa

Occidental. La Unión Internacional de Telecomunicaciones está elaborando un sistema móvil

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 búsqueda de personas son sistemas primitivos unilaterales. El teléfono digital sin

cordón europeo (DECT, digital european cordless telephone), es una norma para teléfonos

inalámbricos. Se pueden conectar localmente en compañías, centros comerciales, etc. En el

futuro, surgirán equipos que pueden ser aplicados a los sistemas DECT y GSM. El sistema DECT

está constituido por células muy pequeñas mientras que el GSM es un sistema con células más

grandes.

Se han diseñado también sistemas de comunicación por satélite en el que la estación de satélite

se comunica con una estación de base. El primer sistema de este tipo fue Iridium que estaba

integrado por 66 satélites de tal modo que siempre había más de un satélite disponible en una

determinada ubicación dentro del alcance geográfico del sistema. Los satélites tienen órbitas de

sólo unos pocos centenares de kilómetros por encima de la Tierra. El sistema Iridium no tuvo

éxito, pero surgieron sistemas más modernos como Inmarsat.

Lección 3: Conceptos de tráfico y de grado de servicio

La caracterización de tráfico se efectúa por medio de modelos que se aproximan al

comportamiento estadístico de tráfico de red en una gran población de usuarios. Los modelos de

tráfico adoptan hipótesis simplificadas referentes a los procesos de tráfico complicados. Utilizando

esos modelos la demanda de tráfico se caracteriza por un conjunto de parámetros limitado (valor

medio, varianza, índice de dispersión de cuentas, etc.). El modelado de tráfico consiste

básicamente en identificar qué simplificación de hipótesis se pueden efectuar y qué parámetros

son pertinentes desde el punto de vista de las repercusiones de la demanda de tráfico sobre la

calidad de funcionamiento de la red.




Las mediciones de tráfico se efectúan para confirmar esos modelos, efectuando las

modificaciones que sean necesarias. No obstante, como no es necesario que los modelos sean

modificados frecuentemente, el propósito más usual de mediciones de tráfico es estimar los

valores que toman los parámetros definidos en los modelos de tráfico en cada segmento de red

durante cada periodo de tiempo.

Como complemento a la modelización del tráfico y mediciones de tráfico, se requiere también la

previsión de tráfico dado que, para fines de planificación y dimensionamiento, no es suficiente

caracterizar la demanda presente de tráfico, sino que es necesario también predecir las

demandas de tráfico para el periodo de tiempo previsto en el proceso de planificación.

Figura 1.9 Tareas de ingeniería de tráfico

Los costos de un sistema telefónico se pueden dividir en costos que dependen de la cantidad de

abonados y costos que dependen de la cantidad de tráfico 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 tráfico sin que surjan

problemas importantes, manteniendo los costos de las instalaciones en el nivel más bajo posible.

Los equipos han de utilizarse con la mayor eficacia posible.




La ingeniería de teletráfico se centra en la optimización de la estructura de la red y en el ajuste del

volumen del equipo, que depende del volumen de tráfico.

En las páginas siguientes se introducirán conceptos fundamentales y se ilustrarán algunos

ejemplos que indican cómo se comporta el tráfico en sistemas reales. Todos los ejemplos

proceden del sector de telecomunicaciones.

3.1 Ingeniería de tráfico en la UIT

Si bien el Grupo de Trabajo 3/2 tiene la responsabilidad global de la ingeniería de tráfico, algunas

Recomendaciones sobre este tema o relacionados con el mismo fueron elaboradas (o se están

elaborando) por otras Comisiones. La Comisión de Estudio 7 se ocupa de la serie X de

Recomendaciones con ingeniería de tráfico para redes de comunicación de datos, la Comisión de

Estudio 11 ha elaborado algunas Recomendaciones (Serie Q) sobre los aspectos de tráfico

relacionados con el diseño de sistemas de conmutación y señalización digitales, y algunas

Recomendaciones de la Serie I, elaboradas por la Comisión de Estudio 13, tratan sobre aspectos

de tráfico relacionados con la arquitectura de red de la RDSI-BA y RDSI-BE así como de redes

basadas en el protocolo Internet (IP). Dentro de la Comisión 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 gestión de tráfico de red.

Esta sección se centrará en las Recomendaciones producidas por el Grupo de Trabajo 3/2. Están

comprendidas en la Serie E (numeradas entre E.490 y E.799) y constituyen el cuerpo principal de

las Recomendaciones del UIT-T sobre ingeniería de tráfico.

Estas Recomendaciones se pueden clasificar conforme a las cuatro tareas de ingeniería de tráfico

principales:

Caracterización de la demanda de tráfico;

Objetivos de grado de servicio (GoS);

Controles y dimensionamiento de tráfico;

Supervisión de calidad de funcionamiento.

En la figura 1 se ilustro la interrelación entre esas cuatro tareas. La primera tarea en ingeniería de

tráfico es caracterizar la demanda de tráfico 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 tráfico apropiados. Por último, se requiere la

supervisión de la calidad de funcionamiento para verificar si los objetivos de GoS que se han

alcanzado son utilizados como realimentación de todo el proceso.




∫

3.2 Concepto de tráfico y unidad [erlang]

En teoría de teletráfico se utiliza normalmente el término tráfico para indicar la intensidad de

tráfico, es decir tráfico por unidad de tiempo. Este término proviene del italiano y significa

comercio. Conforme a la Recomendación UIT-T B.18, 1993 [36] se tiene la siguiente definición:

Definición de intensidad de tráfico: La intensidad de tráfico instantánea en un conjunto de

órganos es el número de órganos ocupados en un instante dado.

El conjunto de órganos puede ser un grupo de servidores, por ejemplo líneas de enlace. Los

momentos estadísticos de la intensidad de tráfico se pueden calcular para un periodo de tiempo T

dado. Para la intensidad de tráfico media se tiene:

donde n(t) indica el número de dispositivos ocupados en el tiempo t.

Tráfico transportado Y = Ac: Este es el tráfico transportado por el grupo de servidores durante

el intervalo de tiempo T (véase la figura 2.1). En aplicaciones, el término intensidad de tráfico

tiene, por lo general, el significado de intensidad de tráfico media.

Figura 2.1 − (Intensidad del) tráfico transportado (= número de dispositivos ocupados) en

función del tiempo (curva C).

Para fines de dimensionamiento se utiliza la intensidad de tráfico media durante un periodo de

tiempo T (curva D).

La Recomendación del UIT-T también indica que la unidad generalmente utilizada para la

intensidad de tráfico es el erlang (símbolo E). Este nombre fue dado a la unidad de tráfico en 1946

por el CCIF (predecesor del CCITT y del UIT-T), en honor del matemático danés A.K. Erlang




(1878-1929), que fue el fundador de la teoría del tráfico en telefonía. Esta unidad es adimensional.

El total de tráfico transportado en un periodo de tiempo T es el volumen de tráfico, y se mide en

erlang-hora (Eh). Es igual a la suma de todos los tiempos de ocupación dentro del periodo T.

Conforme a las normas ISO la unidad normalizada debe estar expresada en erlang/segundos,

pero por lo general la medición de erlang/hora tiene un orden de dimensión más natural.

El tráfico transportado nunca debe exceder el número de canales (líneas). Un canal puede

transportar como máximo un erlang. Los ingresos son a menudo proporcionales al tráfico

transportado.

Tráfico ofrecido A: En modelos teóricos se utiliza el concepto de tráfico ofrecido; es decir el

tráfico que sería transportado si no se rechazaran llamadas debido a la falta de capacidad por

ejemplo, si el número de servidores fuera ilimitado. El tráfico ofrecido es un valor teórico y no

puede ser medido. Sólo es posible estimar el tráfico ofrecido conforme al tráfico transportado.

Teóricamente se trabaja con la intensidad de llamada λ, que es el número de llamadas medio

ofrecido por unidad de tiempo, y tiempo de servicio medio s. El tráfico ofrecido es igual a:

A = λ ⋅ s (2.2)

Esta ecuación permite comprobar que la unidad de tráfico no tiene dimensión.

Esta definición supone que conforme a la definición anterior hay un número ilimitado de servidores.

Si se utiliza la definición para un sistema con capacidad limitada se obtendrá una definición que

depende de la capacidad del sistema. Esta última definición se ha utilizado durante muchos años

(por ejemplo para el caso Engset), pero no es apropiada pues el tráfico ofrecido debe ser

independiente del sistema.

Tráfico perdido o rechazado Al: La diferencia entre tráfico ofrecido y tráfico transportado es

igual al tráfico rechazado. El valor de este parámetro se puede reducir aumentando la capacidad

del sistema.

Ejemplo 3.1: Definición de tráfico

Si la intensidad de llamada es de 5 llamadas por minuto, y el tiempo de servicio medio es de 3

minutos, el tráfico ofrecido será entonces de 15 Erlang. El volumen de tráfico ofrecido durante un

día laborable de 8 horas es entonces de 120 Erlang/hora.

Ejemplo 3.2: Unidades de tráfico

Anteriormente se utilizaban otras unidades de tráfico. Las más comunes que se emplean aún son:

SM = Minutos de conversación

1 SM = 1/60 Eh.

CCS = Centenar de segundos de llamada:

1 CCS = 1/36 Eh.




Esta unidad se basa en un tiempo de retención medio de 100 segundos y aún se

puede encontrar, por ejemplo, en Estados Unidos.

EBHC = Llamada reducida en las horas más cargadas:

1 EBHC = 1/30 Eh.

Esta unidad se basa en un tiempo de ocupación medio de 120 segundos.

Se puede comprender de inmediato que el erlang es la unidad natural para la intensidad de tráfico

debido a que esta unidad es independiente de la unidad de tiempo escogida.

El tráfico ofrecido es un parámetro teórico utilizado en fórmulas de dimensionamiento teóricas. Sin

embargo, el único parámetro mensurable es, en realidad, el tráfico 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 transmisión. Una tarea puede ser por ejemplo la transferencia de s unidades (por ejemplo, bits o

bytes). La capacidad del sistema ϕ velocidad de señalización 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 transmisión, es s/ϕ unidades de tiempo (por ejemplo segundos), lo cual significa que

depende de ϕ. Si en promedio las tareas λ llegan por unidad de tiempo, la utilización ρ del sistema

es entonces:

La utilización observada estará siempre dentro del intervalo 0 ≤ ρ ≤ 1.

Tráfico de múltiple: Si se tienen llamadas que ocupan más de un canal, y otras del tipo i que

ocupan di canales, el tráfico ofrecido expresado en cantidad de canales ocupados se calcula con

la siguiente ecuación: N

A = ∑λi ⋅ si ⋅ di (2.4)

i =0

Donde N es el número de tipos de tráfico, y λi y si indican el régimen de llegada y el tiempo de

ocupación medio del tipo i.

Tráfico potencial: En la planificación y demanda de modelos se utiliza el término tráfico potencial

que equivaldría al de tráfico ofrecido si no hubiera limitaciones en la utilización del teléfono por

razones económicas o de disponibilidad (siempre está disponible un teléfono gratuito).




Lección 4: Variaciones de tráfico y concepto de hora cargada

El teletráfico varía conforme a la actividad en la sociedad. El tráfico está generado por una sola

fuente, los abonados, que normalmente efectúan llamadas telefónicas independientes entre sí.

Una investigación de las variaciones del tráfico indica que es parcialmente de naturaleza

estocástica y parcialmente de naturaleza determinística. En la figura 2.2 se muestra la variación

de la cantidad de llamadas en la mañana de un lunes. Mediante la comparación de diversos días

se puede distinguir una curva determinística con variaciones estocásticas superpuestas.

Durante un periodo de 24 horas el tráfico presenta una contribución como la que se indica en la

figura 2.3. El primer punto de máxima está producido por abonados de oficinas comerciales al

comenzar las horas laborables de la mañana, posiblemente llamadas diferidas del día 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 máxima causado por llamadas privadas y

una posible reducción de las tasas a partir de las 19.30 horas. El tamaño recíproco de las crestas

depende entre otras cosas que la central esté ubicada en una zona residencial típica o en una

zona comercial. También depende del tipo de tráfico deseado. Si se considera el tráfico entre

Europa y, por ejemplo, Estados Unidos la mayoría de las llamadas tendrá lugar en horas

avanzadas de la tarde debido a la diferencia horaria.

Figura 2.2 − Cantidad de llamada por minuto a una central de conmutación un lunes por la

mañana. Las variaciones regulares de 24 horas están superpuestas por variaciones estocásticas.(Iversen, 1973 [37])




Figura 2.3 − Número medio de llamadas por minuto para una central de conmutación tomada como promedio para periodos de 15 minutos durante 10 días laborales

(lunes a viernes). En el tiempo de las mediciones no había 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 ocupación de líneas 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 pequeña, alrededor de 1 minuto.

Hora cargada: La mayor cantidad de tráfico no se produce todos los días 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 tráfico más elevado.

Algunos días puede suceder que el tráfico durante la hora más cargada sea mayor que la TCBH,

pero en el promedio de varios días el tráfico en la hora cargada será el mayor.

Se ha de distinguir también entre hora cargada para el sistema global de telecomunicación, 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 tráfico fuera de la hora cargada para la central (por

ejemplo, grupos de enlace para llamadas a los Estados Unidos).

En la práctica, para mediciones de tráfico, dimensionamiento y otros aspectos es conveniente

tener una hora cargada bien definida y predeterminada.




Las variaciones determinísticas en teletráfico se pueden dividir en:

A. Variaciones de 24 horas (véanse las figuras 2.3 y 2.4).

B. Variaciones semanales (véase la figura 2.5). Normalmente el tráfico más denso se produce

los lunes, luego los viernes, martes, miércoles y jueves. Los sábados y en especial los

domingos tienen un nivel de tráfico muy bajo. Una regla empírica indica que el tráfico de 24

horas es igual a 8 veces el tráfico de la hora cargada (véase la figura 2.5), es decir sólo se

utiliza un tercio de la capacidad del sistema telefónico. Ésta es la razón de las tasas reducidas

fuera de las horas cargadas.

C. Variación durante un año. Hay una elevada afluencia de tráfico al comienzo de un mes,

después de una temporada festiva, y luego que comienza un periodo trimestral. Si Pascua

cae cerca del 1 de abril se observa un tráfico muy elevado hasta después de las vacaciones.

D. El tráfico aumenta cada año debido al desarrollo tecnológico y el factor económico de la

sociedad.

Hasta ahora se ha considerado el tráfico telefónico tradicional. Otros servicios y tipos de tráfico

tienen distintos diagramas de variación. En la figura 2.6 se muestra la variación de la cantidad de

llamadas en 15 minutos a un conjunto compartido de módem para establecer las llamadas de

Internet. En la figura 2.7 se ilustra el tiempo medio de ocupación en función de la hora del día.

Figura 2.4 − Tiempo de ocupación medio para líneas de enlace en función de la hora

del día. (Iversen, 1973 [37]). Las mediciones excluyen las llamadas locales




Figura 2.5 − Cantidad de llamadas en 24 horas a un centro de conmutación (escala

izquierda).La escala de la derecha indica la cantidad de llamadas durante la hora cargada para

fines de comparación. Se observa que el tráfico de 24 horas es aproximadamente 8 veces el

tráfico de la hora cargada. Este factor se denomina concentración de tráfico. (Iversen, 1973

[37])




Figura 2.6 − Número de llamadas durante 15 minutos a un conjunto compartido de módem de Tele Danmark Internet. Martes 19.01.1999

La telefonía móvil celular tiene un perfil diferente con valores máximos en horas avanzadas de la

tarde, con un tiempo de ocupación medio más breve que para llamadas por líneas alámbricas.

Mediante la integración de las diversas formas de tráfico en la misma red se puede obtener

entonces una mejor utilización de los recursos.

Lección 5: Concepto de bloqueo El sistema telefónico no está dimensionado para que todos los abonados se puedan conectar al

mismo tiempo. Numerosos abonados comparten los costosos equipos de las centrales. La

concentración tiene lugar del abonado a la central. El equipo que está separado para cada

abonado se debe hacer lo más económico 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 teléfono se utiliza de 10 a 16% del tiempo).

Para llamadas internacionales menos del 1% de los abonados efectúa llamadas simultáneamente.

De esta manera, se aprovechan las ventajas de la multiplexación estadística. 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 está limitada por razones económicas 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.




Figura 2.7 − Tiempo de ocupación medio en segundos en función de la hora del día

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 pérdidas (por

ejemplo, grupos de enlace) y sistemas de tiempo de espera (por ejemplo, unidades de control

común y sistemas de computación) o una mezcla de éstos si el número de posiciones de espera

(memoria intermedia) es limitado. El inconveniente en sistemas de pérdidas debido a la insuficiencia de equipos se puede expresar

de tres maneras (medidas de calidad de funcionamiento de la red):

Congestión de llamadas (B): Fracción de las tentativas de llamada que observan los

servidores ocupados (molestia que experimenta el abonado).

Congestión temporal (E): Fracción de tiempo cuando todos los servidores están ocupados. La

congestión temporal puede ser medida, por ejemplo, en la central (= congestión virtual).

Congestión de tráfico (C): Fracción del tráfico 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 pequeños valores de congestión es posible tratar la congestión con buena aproximación en las

distintas partes del sistema como independiente recíproca. La congestión para un determinado

encaminamiento es entonces aproximadamente igual a la suma de la congestión de cada enlace

del encaminamiento. Durante la hora cargada se permitirá normalmente una congestión de un

pequeño porcentaje entre dos abonados.




Estos sistemas no pueden tratar cada situación sin inconveniente para los abonados. El propósito

de la teoría de teletráfico es encontrar relaciones entre calidad de servicio y costos de los

equipos. El equipo existente debe poder funcionar a plena capacidad durante situaciones de

tráfico anormales (por ejemplo un incremento repentino de llamadas telefónicas), es decir el

equipo debe continuar funcionando y efectuar conexiones útiles.

El inconveniente en sistemas de espera (sistemas de puesta en fila) se miden como un tiempo de

retardo. No sólo el tiempo de espera medio es de interés sino también la distribución del tiempo

de espera. Podría ser que un pequeño retardo no constituya ningún inconveniente, de modo que

puede no haber una relación lineal entre inconveniente y tiempo de espera.

En sistemas telefónicos se define a menudo un límite superior para el tiempo de espera

aceptable. Si este límite se rebasa se interrumpirá la conexión (desconexión forzada).

Capitulo 1 Introducción a La Ingeniería de Tráfico

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