CAPITULO IV RESULTADOS
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65 CAPITULO IV RESULTADOS En este capítulo se describen cada uno de las etapas a seguir para de esta manera, llegar a la propuesta final. Primeramente, por medio de la observación directa realizada a determinadas empresas que prestan el servicio de banda ancha, donde se analiza la red actual y entrevistas realizadas en diferentes zonas del municipio Maracaibo, con el fin determinar las los requerimientos de los usuarios y fallas de las redes actuales; analizando también los equipos y el tráfico que circula por la red existente. Para luego establecer los requerimientos en la red a diseñar a través de un análisis, en el cual se estudian los equipos a integrar para la nueva red, estableciendo los requerimientos para que de esta forma cumplan con los parámetros propuestos. Seguidamente se presenta el diseño de la red propuesta, dando a conocer la ubicación de cada uno de los equipos implantados para la interconexión de la red. Así como también un presupuesto de la red o del proyecto, involucrado el costo de cada uno de los equipos utilizados para el análisis y diseño de la red de banda ancha basado en en el estándar LTE.
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CAPITULO IV
RESULTADOS
En este capítulo se describen cada uno de las etapas a seguir para de
esta manera, llegar a la propuesta final.
Primeramente, por medio de la observación directa realizada a
determinadas empresas que prestan el servicio de banda ancha, donde
se analiza la red actual y entrevistas realizadas en diferentes zonas del
municipio Maracaibo, con el fin determinar las los requerimientos de los
usuarios y fallas de las redes actuales; analizando también los equipos y
el tráfico que circula por la red existente.
Para luego establecer los requerimientos en la red a diseñar a través
de un análisis, en el cual se estudian los equipos a integrar para la nueva
red, estableciendo los requerimientos para que de esta forma cumplan
con los parámetros propuestos.
Seguidamente se presenta el diseño de la red propuesta, dando a
conocer la ubicación de cada uno de los equipos implantados para la
interconexión de la red.
Así como también un presupuesto de la red o del proyecto, involucrado el
costo de cada uno de los equipos utilizados para el análisis y diseño de la
red de banda ancha basado en en el estándar LTE.
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1. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
De acuerdo con los resultados obtenidos y analizados a través de los
instrumentos de recolección de datos y en base a la metodología
propuesta por Smith (200) y Senn (1988 y 1988), se hace constatar la
aplicación de las fases para el desarrollo de la investigación.
1.1. ANALISIS DE LOS DATOS
Para dar cumplimiento al primer objetivo de la investigación, en el cual
se analiza la situación actual de la estructura de red de banda ancha
existente en la zona norte del municipio Maracaibo, en correspondencia
con la primera fase de la metodología orientada al análisis de la situación
actual, se utilizo como herramienta base la observación directa a las
instalaciones de MOVISTAR, MOVILNET Y DIGITEL, logrando de esta
forma conocer la manera en la cual trabaja el sistema de redes actual y
las fallas que presenta estas en sus servicios.
FASE I: ANALISAIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL
En el desarrollo de la investigación se llevo a cabo un análisis de la
situación actual de los elementos con los que cuenta la red existente en el
municipio Maracaibo, estudiando las funciones y características de cada
uno de es tos elementos, al mismo tiempo considerando todos los
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servicios ofrecidos a los usuarios móviles, servicios que van desde
básicos hasta los suplementarios. En la actualidad las operadoras
prestadoras de servicios telefónicos están implementando una red basada
en la tecnología 3.5G, soportada bajo la especificación de UMTS, con
características de una red HSDPA (High Speed Downlink Packet Acces),
lo cual permite Alcanzar velocidades teóricas de hasta 7,2 Mbps (con los
terminales disponibles en Venezuela) con un promedio de velocidad de
navegación entre 512 Kbps y 1 Mbps. La implementación de esta red fue
hecha de distintas maneras por parte de las operadoras presentes en
Venezuela.
En relación con lo anterior, la empresa Movilnet lanzo su red
UMTS/HSDPA en diciembre de 2009 habiendo desplegado
recientemente GSM/GPRS/EDGE, en forma paralela a sus servicios
CDMA 1X EV-DO Rev. A, en determinadas regiones del país se
mantienen pruebas HDSPA, en Caracas bajo la banda de 1900Mhz.
Así, la empresa Movistar sacó al mercado la red UMTS/HSDPA en
1900Mhz. únicamente para datos el 9 de diciembre de 2008 con cobertura
inicial en Caracas y Maracaibo, habiendo ampliado su cobertura a la
mayor parte del país espec ialmente en el centro occidente cabe destacar
que Movistar bajo la banda de 1900Mhz ha sido la que mayor avance ha
tenido en materia de 3.5G en Venezuela, llegando a ciudades y pueblos
donde otros operadores no llegan y ofreciendo equipos de punta.
Movistar posee una ventaja al usar frecuencias comunes para el
continente americano, en la actualidad se ofrece servicios de voz y video
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llamadas, movistar seguirá ofreciendo su red hibrida de datos HSDPA,
EDGE y CDMA 1X EV-Do disponibles para su uso en celulares y
dispositivos de datos tales como MODEM tarjetas PCMIA entre otros.
Por otro parte, la empresa Digitel colocó en funcionamiento la red
3G UMTS/HSDPA el 3 de marzo de 2009, bajo la banda de 900Mhz,
banda que no es estándar en el continente por lo cual será el primer
despliegue en la región en esta banda, posee cobertura en 25 ciudades y
pueblos de la parte occidental del país, no obstante la mayoría de su
stock de equipos y servicios se han vuelto en su contra al no utilizar una
frecuencia común para América.
Sin embargo, Digitel planea seguir distribuyendo sus equipos en
900Mhz, aunque en la actualidad la red 3.5G de digitel no es compatible
con voz o video solo datos sobre TCP/IP, próximamente lo será
aproximadamente a inicios del 2011 será compatible con los servicios de
video-llamada, voz, SMS, MMS, ETC. Ya que planean expandirse a la
banda 2100MHz estandarizada para toda Latinoamérica.
Como se puede observar las operadoras de servicios de telefonía se
encuentran implementando la red llamada 3.5 G que trabaja con
tecnología UMTS/HSDPA, las cuáles se encuentran en diferentes etapas
del desarrollo.
En la zona norte del municipio Maracaibo esta red se encuentra
implementada en su totalidad.
La tecnología UMTS, utiliza la misma red central de GSM pero con una
interfaz de radio completamente diferente. La nueva red de radio se llama
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UTRAN que significa UMTS Terrestrial Radio Access Network, ésta se
conecta por medio de la interfaz IU (Unidad de interconexión) a la red
central de GPRS.
La interfaz sirve para conectar al controlador de la red de radio (Radio
Network Controller) con la red central (Core Network) de GSM.
La interfaz IU hacia el dominio de la conmutac ión de paquetes de la red
central es llamada IU -PS, en el caso de la conmutación de circuitos se le
conoce como IU-CS. Existe otro tipo de IU que es la IU-BC que es para el
broadcast.
Figura 10 Arquitectura de la red de telefonía celular basada en la
tecnología de tercera generación UMTS para la ciudad de Maracaibo.
Fuente: www.mielvdsiba.wordpress.com (2010)
A continuación se indica el funcionamiento de los 2 equipos que
trabajan con UMTS, que se le agregan a la arquitectura GSM:
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El Nodo B, es el encargado de recibir las señales emitidas por los
terminales. Este es el equivalente al BTS de GSM. El Nodo B también
participa con el control de potencia, al hacer que la unidad móvil ajuste su
potencia por las indicaciones que llegan por el enlace de bajada, a causa
de las medidas enviadas por el enlace de subida de control de potencia
de transmisión. Otra función del nodo B es la sincronización de tiempo y
de frecuencia. Algo importante que añadir es que la relación entre RNC y
el nodo B es de una forma maestro – esclavo.
El RNC su función es la conexión de un portador de radio con su
relación IU. Para mantener la conexión entre el CN y la unidad móvil aun
cuando ésta se encuentra en movimiento. El RNC necesita una red de
conmutación para las señales de banda ancha. Adicionalmente en el RNC
se encuentran el Administrador de recursos de radio y el control de Utran.
Figura 11 equipo RNC Ericsson
Fuente: www.ericson.com (2010)
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FASE II: DETERMINACIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS BÁSICOS DE
LA RED.
Una vez estudiado el análisis de la situación actual, se determino que
la tecnología LTE (long Term evolution) es casi desconocida por el público
en general, las operadoras de servicios de telefonía están utilizando
tecnología anterior que ofrece poca calidad con respecto a la que ofrece
la tecnología basada en LTE, en esta fase, se evaluaran los requisitos
técnicos, funcionales y operacionales de nuestro diseño propuesto.
Debido a resultados favorables en la fase anterior, se puede confirmar la
necesidad de un nuevo diseño para satisfacer las necesidades de los
abonados.
Figura 12 red básica LTE
Fuente WiChorus (2010)
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Para dar cumplimento al segundo objetivo de la investigación, dirigido
a Estudiar la tecnología LTE para el servicio de banda ancha para la zona
norte del municipio Maracaibo, Edo. Zulia, se procedió a realizar una
exhaustiva recolección de datos con el propósito de adquirir la
información proven iente de una serie de informes y manuales técnicos.
LTE (Long Term Evolution) es la ruta preferida de desarrollo GSM / W-
CDMA / HSPA actualmente desplegadas, y una opción para la evolución
de las redes CDMA. Esta evolución esencial permitirá a las redes ofrecer
un mayor rendimiento de datos para terminales móviles con el fin de
ofrecer nuevos y avanzados servicios de banda ancha.
Para satisfacer las necesidades técnicas de la red LTE se necesitan
una serie de equipos tales como el eNodoB, MME (Equipo de gestión de
movilidad), SGW (puerta de enlace de servicios), PDN GW (puerta de
enlace de paquetes) y las antenas MIMO.
A continuación se describen las características técnicas de los equipos.
Figura 13 Antenas MIMO
Fuente lteuniversity (2010).
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Múltiple entrada múltiple salida; este es el caso en el que tanto
transmisor como receptor poseen varias antenas. Este conjunto de
antenas es usado en función de la tecnología dentro de MIMO que se
vaya a usar. Principalmente hay dos categorías de tecnología MIMO
Beamforming, Spatial multiplexing (multiplexación espacial).
Beamforming: Consiste en la formación de una onda de señal
reforzada mediante el desfase en distintas antenas. Sus principales
ventajas son una mayor ganancia de señal además de una menor
atenuación con la distancia.
Gracias a la ausencia de dispersión el beamforming da lugar a un
patrón bien definido pero direccional. En este tipo de transmisiones se
hace necesario el uso de dominios de beamforming, sobre todo en el caso
de múltiples antenas de transmisión.
Spatial multiplexing (multiplexación espacial): Consiste en la
multiplexación de una señal de mayor ancho de banda en señales de
menor ancho de banda iguales transmitidas desde distintas antenas. Si
estas señales llegan con la suficiente separación en el tiempo al receptor
este es capaz de distinguirlas creando así múltiples cana les en anchos de
banda mínimos. Únicamente está limitado por el número de antenas
disponibles tanto en receptor como en transmisor.
Para LTE se usan distintas configuraciones de las antenas MIMO
entre las que se encuentra la configuración 2x2 y 4x4 que se refiere al
número de antenas y su distribución en las torres. Ambas configuraciones
proporcionan una velocidad de subida mayos a 50 Mbits/s pero la
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diferencia está en el canal de bajada la cual es mayor a 300 Mbits/s para
4x4 y mayor a 100 Mbits/s.
• Palabra codificada: Una palabra codificada representa datos de un
usuario antes de que sean formateados para su transmisión. En el caso
más común de MIMO de usuario único (SU-MIMO), se envían dos
palabras codificadas a un solo teléfono móvil o UE.
• Capa (o flujo): En el caso de MIMO, deben utilizarse al menos dos
capas. Se permiten hasta cuatro. • Precodificación: La precodificación
modifica las señales de la capa antes de efectuarse la transmisión.
• El modelado de canales: Eligen (conocido a menudo como “modelado
de canales” sin más) modifica las señales de transmisión para generar la
mejor relación portadora a interferencia y ruido (CINR) en la salida del
canal.
Figura 14. Transmisión mimo 2x2
Fuente: revista electrónica (2009).
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-El EnodoB (Nodo B evolucionado)
El nodo B se encuentra en el borde de la red y proporciona apoyo
aéreo a los equipos de interface de usuarios a la vez que termina la
señalización y los paquetes de portador, así como la comunicación con
sus compañeros eNodoB en la red. El eNodoB también utiliza FDD y TDD
en un rango de frecuencias entre ellas: 700MHz, 800MHz, 900MHz,
1800MHz, 2100MHz, 2300MHz y 2600MHz.
Cada BNT contiene al menos un radio transmisor, receptor, sección de
control y fuente de alimentación. Además de radio transmisores y
receptores, eNBs contienen gestión de los recursos y las funciones de
lógica de control que tradicionalmente han sido separados en los
controladores de estación base (BSC) o controladores de red
radioeléctrica (RNC).Esta capacidad adicional permite eNBs para
comunicarse directamente entre sí, eliminando la necesidad de sistemas
de conmutación móvil (MSC) o controladores (CSB o RNC).
Las funciones del eNB incluyen la gestión de los recursos de radio,
mecanismo de reacción rápida, control de portador de radio, control de
acceso de radio, gestión de movilidad, la programación de recursos entre
las radios UEs y el eNB, la compresión de cabecera.
El cifrado de enlace de la corriente de datos del usuario, enrutamiento
de paquetes de datos de usuario hacia su destino (por lo general a la EPC
o eNBs), la programación y la transmisión de mensajes de buscapersonas
(llamadas entrantes y las solicitudes de conexión), coordinación de
difusión de la información (sistema de información), y presentación de
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informes de medición (para ayudar en las decisiones de la entrega).
Cada BNT se compone de un sistema de antena (por lo general una
torre de radio), la construcción y equipamiento de estaciones base de
radio. La estación base se compone de equipos de radio equipos de RF
(transmisores-receptores y una antena interfaz de equipo), controladores
y fuentes de alimentación.
-MME (Equipo de gestión de movilidad)
El MME es el equipo de control de nodo para el LTE acceso a la
red. Es responsable para el seguimiento del UE modo inactivo y el
procedimiento de paginación incluyendo retransmisiones.
Está implicado en el proceso del portador activación /desactivación y
también es responsable de elegir el SGW del UE al iniciar y adjuntar en el
momento de la entrega dentro de la red LTE.
Es responsable de la autenticación del usuario (mediante la interacción
con el HSS). El estrato sin acceso (NAS) de señalización termina en el
MME y también es responsable de la generac ión y asignación de
identidades temporales a UES.
Comprueba la autorización del UE al campo de Instrucción Pública del
proveedor de servicios de red móvil terrestre (PLMN) y hace cumplir las
restricciones del UE. El MME es el punto de terminación de la red de
protección de seguridad se encarga de la gestión de claves. La
interceptación legal de señalización también es apoyada por el MME.
El MME Además proporciona la función de plano de control para la
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movilidad entre LTE y redes 2G/3G de acceso con la interfaz de S3 que
termina en el MME del SGSN.
PDN GW (puerta de enlace de paquetes)
El PND GW proporciona conectividad al UE a las redes externas de
paquetes de datos por ser el punto de entrada y salida del tráfico de los
UE. EL UE puede tener conectividad simultánea con más de un PDN GW
para acceder a múltiples PDN. El PDN GW realiza la aplicación de
políticas, el filtrado de paquetes para cada usuario, la carga de apoyo, la
interceptación legal y el paquete de revisión. Otra función clave del PDN
GW es la de actuar como soporte para la movilidad entre Las tecnologías
3GPP y no 3GPP, tales como WiMAX y 3GPP2 (CDMA 1X y EVDO).
Puerta de enlace de servicios (SGW)
Las rutas SGW y envía paquetes de datos de usuario, mientras que
también actúa como la movilidad de anclaje para el usuario plano en los
traspasos entre BNT y como el ancla para la movilidad entre LTE y otras
tecnologías 3GPP (Fin de la interfaz S4 y reinstalación del tráfico entre los
sistemas de 2G/3G y GW PDN). Por inactividad UEs estado, el SGW
termina la ruta de datos DL y disparadores de paginación cuando los
datos DL llega para el UE. Gestiona y almacena contextos UE, por
ejemplo, parámetros del servicio portador de IP, red interna información
de enrutamiento. También se realiza la replicación del tráfico del usuario
en caso de interceptación legal.
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En cuanto a los planos físicos y topográficos del municipio Maracaibo,
se utilizo documentación facilitada por las compañías operadoras y la
herramienta Googlemaps que proporciona una mirada satelital de la zona
para determinar la mejor localización para las estaciones bases
principales para la implementación del diseño de red de banda ancha
FIGURA 15. Estaciones principales para la zona norte del municipio
Maracaibo. Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
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A continuación se muestra el diseño de red implantado en la zona
norte del municipio Maracaibo con la ubicación de la sede principal donde
esta ubicado el MME y el S/PGW (Paquete base).
FIGURA 16. Estaciones principales situando los equipos y el
paquete de base para la zona norte del municipio Maracaibo
Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
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CUADRO #3
CUADRO DE COORDENADAS DE LOS SITIOS
Nombre Latitud Longitud
URBE 10º 41´ 38,79” N 71º 38` 03,89” O
Lago Mall 10º 41´ 00,00” N 71º 35´ 42,00” O
Valle Frío 10º 39´ 24,33” N 71º 36´ 02,40” O
Cruz Roja 10º 39´ 33,62” N 71º 36´ 45,26” O
Delicias Norte 10º 41´ 28,91” N 71º 37´ 29,61” O
CITIBANK 10º 39´ 50,51” N 71º 37´ 09,15” O
5 de Julio 10º 39´ 55,06” N 71º 36´ 44,84” O
ELCA 10º 40´ 03,96” N 71º 36´ 06,69” O
Club Comercio 10º 40´ 12,34” N 71º 36´ 34,78” O
Presidente 10º 40´ 20,18” N 71º 36´ 55,47” O
Centro de Servicio 10º 40´ 45,67” N 71º 36´ 23,21” O
Las Mercedes 10º 40´ 58,28” N 71º 36´ 09,20” O
Montielco 10º 39´ 49,65” N 71º 37´ 35,15” O
Universidad 10º 41´ 00,73” N 71º 37´ 08,87” O
Liceo Baralt 10º 40´ 11,96” N 71º 37´ 39,01” O
Zona Norte II 10º 42´ 05,18” N 71º 37´ 32,37” O
18 Octubre 1 10º 42´ 05,55” N 71º 36´ 50,93” O
18 Octubre 2 10º 42´ 04,62” N 71º 36´ 30,58” O
Coca Cola 10º 43´ 03,81” N 71º 38´ 12,14” O
Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
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FASE III: DISEÑO DE LA RED DE DATOS.
En esta fase de acuerdo a los datos obtenidos y a los análisis
realizados al estándar LTE, propondremos el diseño de nuestra red.
Comenzando por dar una explicación y las especificaciones técnicas de
cada uno de los equipos en general y los que se usaron al momento del
diseño. Estos elementos son:
EnodoB (nodo b evolucionado)
Para el diseño de esta red utilizaremos la Serie Motorola WBR 500
LTE EnodoB. El cual es un galardonado portafolio basada en estándares
LTE que rápida y fácilmente encaja en GSM, UMTS, CDMA, TD-SCDMA
HSPA o en los sitios de la célula. El WBR 500 aprovecha OFDM y
avanzada tecnología de antenas MIMO, para ofrecer un diseño
espectralmente eficiente y modular que soporta una gran variedad de
escenarios de implementación.
Este mueble posee lo siguiente:
- Unidad de controlador de banda base (BCU).
- La unidad de radio remota (RRU).
La Unidad de Respuesta Rápida se puede colocar en la parte superior
de la torre o poste o pared, o en la base de la torre. El BCU se puede
colocar en la base de la torre, ya sea dentro o fuera de backhaul
integrado. Asimismo, el BCU es la plataforma de banda ancha común ara
otras soluciones OFDM, beneficio que ofrecen las economías de escala.
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La opción de impresión del pie flexible reduce los costes adicionales
por:
• La eliminación de la necesidad de aire acondicionado costoso y los
gastos de servicios públicos.
• Reducción de la adquisición del sitio, la instalación y los costos de
arrendamiento, eliminando la necesidad de muchos equipos costosos en
la base de la torre.
• Proporcionar una mayor flexibilidad en la selección del sitio, reduciendo
los requisitos de instalaciones para un sitio y maximizar la reutilización de
los operadores de GSM / UMTS / CDMA / TD-SCDMA HSPA o de los
sitios a través de una solución discreta que ofrece una superposición del
sitio discreta.
Figura 17. EnodoB Motorola WBR 500
Fuente Motorola (2009)
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Órgano de gestión de la movilidad (CMB 700 MME)
LTE de Motorola CMB MME 700 es una plataforma basada en ATCA
con aceleración de hardware para no acceso Estrato (NAS) de cifrado y
encriptación IPSec, diseñados específicamente para abordar el
procesamiento de paquetes aumento en LTE. Su multi-núcleo, la
tecnología de paquetes de procesamiento multi-hilo permite el
procesamiento del protocolo de alto rendimiento y reproducción de
mensajes que permite 100% de la preservación de sesión. El CMB 700
MME también se construye en un middleware abierto de SAF-base.
Figura 18. MME WBC 700
Fuente Motorola (2009)
CMB Motorola 700 S/P-GW
Es un estándar LTE basadas Servicios y paquetes ( S/P GW) plataforma
de puerta de enlace, una plataforma probada en el campo desplegado en
muchas de las redes más avanzadas del mundo móvil. El CMB 700 P-GW
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es una plataforma rentable diseñada con foco exclusivo el móvil
multimedia de redes de base para ayudar a mejorar la experiencia del
suscriptor. Las características clave de la Plataforma son:
Arquitectura distribuida - Una combinación de procesadores de alto
rendimiento, la memoria significativa, y un tejido de conmutación de gran
alcance permite un rendimiento óptimo, eficiente, inteligente y confiable el
manejo CAPEX de sesiones multimedia móvil con adaptación automática
de los recursos de CPU y la difusión de los procesos en toda la
plataforma
Características mejoradas de disponibilidad - Además de la norma
completa y software de redundancia de hardware, el CMB 700 P-GW
emplea técnicas de software de alta disponibilidad, tales como la
recuperación de la sesión, la contención de fallos y replicación de estado
para mantener la continuidad del servicio y la excelente experiencia de
usuario.
Conductor de Ingresos - Función de clasificación de paquetes y
características QoS garantiza que los operadores pueden activar las
políticas que ayudan a controlar los períodos de sesiones sobre la base del
flujo por suscriptor.
Esto permitirá a los operadores de carga basada en la clase de servicio,
tipos de abonado y el tipo de contenido, mientras que la reducción de
gastos de capital debido a la aproximación integrada que garantice menos
puntos de la configuración y la latencia de red mejorada.
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Diseñado para el crecimiento futuro – Con LTE usuarios
prometedores hasta cuatro veces la mejora del rendimiento de
procesamiento en contra de las redes actuales, la capacidad de la
plataforma y el rendimiento son fundamentales para apoyar el aumento del
volumen de tráfico, los suscriptores y análisis de tráfico.
El CMB 700 P-GW utiliza una matriz de conmutación 320Gbps para
entregar hasta 24Gbps rendimiento de hoy, con la capacidad de escala
para las demandas futuras.
Figura 19. Servicios y paquetes (S/P GW) WBC 700
Fuente Motorola (2009)
Antena MIMO
Estas antenas proporcionan una gran variedad de características tanto
físicas como lógicas para el buen funcionamiento de la red.
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Figura 20. Ubiquiti antena 2G16
Fuente balticnetworks (2010)
AirMax estación base / Antenas cohete y M2 con cohetes han sido
diseñados para trabajar juntos sin problemas.
• Rango de frecuencia: 2,3-2,7 GHz
• Ganancia: 16.0 17.0dBi
• Polarización: lineal dual
• Aislamiento de la Cruz polos: min 28 dB
• Número máximo de VSWR: 1.5:1
• Ancho del haz HPOL (-6 dB): 91 grados.
• Ancho del haz VPOL (-6 dB): 90 grados.
• Ancho del haz de elevación: 9 grados.
• Inclinación eléctrica: 4 °.
• ETSI pliego de condiciones: EN 302 326 DN2
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• Dimensiones: 27.6x5.7x3.1in (700x145x79mm) de diámetro
• Peso: 3,9 kg
• carga de viento: 160 mph
En la siguiente figura se observa el diseño de la red de banda ancha
basada en la tecnología LTE propuesta para la zona norte del municipio
Maracaibo.
Figura 21. Arquitectura de la red de banda ancha basada en la
tecnología LTE para la zona norte del municipio Maracaibo utilizando
los componentes Motorola.
Fuente: Casanova, Román, Portillo (2010)
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FASE IV. FACTIBILIDAD ECONÓMICA
En esta fase se evaluaron la característica económica para la
implementación de la red de banda ancha basada en el estándar lte para
la zona norte del municipio Maracaibo.
Así mismo se seleccionaron los equipos mencionados en la fase
anterior para evaluar la factibilidad económica, por sus características
técnicas las cuales cumplían con las necesidades básicas para la
implementación de la red.
También hicimos uso de una herramienta, facilitada por la compañía
AIRCOM INTERNATIONAL, para calcular el precio de la implementación
de la red basado en las características de la red, presupuesto de la
empresa, tipo de empresa entre otros aspectos esenciales para evaluar el
costo esta.
Por otra parte se aplico un estimado de los precios para cada equipo,
debido a la poca variedad de estos (equipos), ya que, la tecnología a usar
está en constante evoluc ión y no ha sido desplegada en su totalidad en
ninguna parte del mundo.
A continuación según informes, manuales de diferentes compañías e
información recolectada por la herramienta que ofrece AIRCOM
INTERNATIONAL, presentaremos las características técnicas de la red
que se presentara en una imagen, los costos de los equipos serán
presentados en un cuadro así como el presupuesto total por sitio. Además
se analizo el precio para la implementación de la red de banda ancha y
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una de las herramientas mas importantes usadas fue el AIRCOM LTE
CALCULATOR (Calculadora AIRCOM LTE), que nos permitió tener un
estimado de acuerdo a las especificaciones.
Figura 22. Especificaciones de la red LTE
FUENTE: Casanova, Portillo, Román (2010)
CUADRO # 3
PRECIOS DE COMPONENTES
Componentes Precios en dólares
ENODOB 19.300,00 $
CABLEADO DE FIBRA OPTICA 1000,00 $
ANTENA UBIQUITI 2G16 1000,00 $
S/P GW 3.000.000 $
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CUADRO #3
(PRECIOS DE COMPONENTES)
(CONT…)
Componentes Precio en dólares
MME 5.000.000 $
PRESUPUESTO POR SITIO 52.360,00 $
FUENTE: Casanova, Portillo, Román (2010)
Para esta red solo se comprara 1 MME y 1 S/PGW porque es lo
necesario y tomando en cuenta, que la red diseñada para la zona norte
del municipio Maracaibo cuenta con 25 sitios colocados, donde existe una
mayor densidad de tráfico de datos. El presupuesto total de esta
implementación se encuentra alrededor de 9.309.000$.
Fase V: Prueba de los sistemas.
De acuerdo a la última fase en la metodología planteada se usaron
las herramientas informáticas para comprobar el funcionamiento de la red
de banda ancha propuesta.
A pesar de que LTE es más simple en muchas formas que su
predecesor tecnológico UMTS, los equipos de usuario LTE son más
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complejos en conjunto, debido a que incorporan procedimientos
adicionales como MIMO, y esto incrementa la demanda de los sistemas
de test y medida. Un número de los tipos de medida pueden ser
adoptados del mundo de UMTS, pero LTE necesita nuevas medidas y un
nuevo rango amplio de parametrizaciones, tanto en el lado de RF como
en el de protocolo.
Para el test de estaciones base LTE, se usan conexiones expandidas,
por ejemplo, para verificar los procedimientos de rápida realimentación
son tan necesarios como generación de señal MIMO y análisis de señal,
implementados usando un enfoque multicamino. Cuando se hace un test
de traspaso con tecnologías previas, las plataformas multitecnología
proporcionan grandes beneficios.
Aparte de los test de funcionalidad RF pura, que es llevada a cabo
fundamentalmente usando analizadores y generadores de señal, los test
combinados de RF y señalización son también importantes.
En estos tests los equipos de usuario de transmisión y recepción son
testeados en combinación con las capas de señalización. Los tests son
simulaciones que se aproximan a los procedimientos de señalización y
escenarios en uso real en condiciones realistas, con señales interferentes
y durante la operación continua del dispositivo. El énfasis primario no es
probar los procedimientos actuales de señalización, sino que la
señalización sirve como un medio para realizar tests realistas en el
dispositivo completo. Se realizan tests separados para el transmisor y el
receptor.
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Durante los tests de transmisión se usa una gran variedad de métodos
de medida. Primero, la señal LTE se prueba usando métodos probados –
por ejemplo, medidas potencia y EVM – adoptados de otras tecnologías
de comunicación. Segundo, se verifican procedimientos extensivos como
control de potencia basado en perfiles – usados tanto en LTE como en
WCDMA.
Las medidas de espectro son un caso importante: el hecho de que las
bandas de frecuencia de LTE y WCDMA puedan ser adyacentes hace
que las exigencias del equipamiento de usuario sea excepcional. La
potencia transmitida en las bandas adyacentes no puede exceder los
límites específicos de LTE o WCDMA. Para comprobar esto, se realiza un
test extendido para la potencia de canal adyacente (ACLR). Esto ayuda a
prevenir interferencias entre sistemas LTE y WCDMA vecinos.
Figura 23. Medida ACLR en señal LTE
Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
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El uso de OFDM, que permite la asignación de bloques de recursos
basados en TTI, ha hecho que haya cambios significativos en los
requerimientos de test. Los equipos de medida son capaces de configurar
flexiblemente los requisitos de los parámetros de scheduling. Al mismo
tiempo, la correcta asignación de los bloques de recurso y la
característica de los transmisores de los equipos de usuario deben ser
comprobados en el enlace ascendente.
Figura 24. Medida que muestra la asignación parcial de los bloques
de recursos
Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010
Dado que múltiples dispositivos de usuario pueden usar el ancho de
banda disponible de forma concurrente, las emisiones en banda deben
ser medidas para determinar si el dispositivo de usuario cumple con los
requerimientos de asignación y potencia de transmisión para el enlace
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ascendente.
Esto permite comprobar que el dispositivo no interfiera con otras
señales de ascendente fuera de sus bloques de recurso asignados.
Si el equipo de medida puede establecer límites flexibles y comprobar
los límites independientemente, esto simplifica mucho las tareas de test.
Figura 25. Potencia transmitida en el nivel de bloque de recurso
Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
Dadas las opciones de asignación disponibles, un gran número de
resultados de test son generados. Estos resultados dependen
extensivamente de la localización y el tamaño de los bloques de recurso
asignados en el dominio de tiempo/frecuencia y deben, por tanto, ser
interpretados siempre en su contexto.
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Además, algunos impedimentos de RF sólo tienen efecto en ciertas
asignaciones.
La distribución de la potencia de transmisión a lo largo de múltiples
subportadoras puede llevar a potencias diferentes entre las subportadoras
individuales. La potencia de transmisión en el nivel de subportadora
puede ser examinado realizando un test de planicidad espectral. Esto
permite a los usuarios identificar las potenciales fluctuaciones con una
precisión excepcional.
En los tests de recepción, los métodos BLER localizados basados en
ACK/NACK se usan en la capa MAC. Estos métodos para analizar el
ascendente son familiares desde HSPA. Con LTE MIMO, el foco es en
escenarios en los que varios perfiles de fading son aplicados a la señal
descendente.
Para reducir el tiempo de desarrollo y los costos, se pueden usar
modelos estáticos de canal que simulan un perfil estático de fading en
lugar de perfiles de fading dinámicos. Esto permite efectos en el
comportamiento del receptor que pueden ser analizados con los métodos
BLER mencionados arriba. En HSPA, además, la señal de descendente
se mide con fading y con AWGN. En LTE, hay además señales
interferentes causadas por otras tecnologías dentro y fuera de la banda
LTE, que necesitan test de bloqueado y de canal adyacente más amplios.
El test Follow UL CQI, también familiar de HSPA, es muy importante
como método para ajustar los parámetros de señalización y por tanto
optimizar la calidad de señal recibida reportada por el dispositivo de
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usuario a través del channel quality indicador (CQI). Varios valores
afectan la calidad en LTE, incluyendo los valores CQI rango 1 o rango 2,
los indicadores de matriz precodificadora (PMI) y los indicadores de rango
(RI). Para ahorrar tiempo durante estos test estos parámetros pueden
cambiar dinámicamente en las conexiones activas con los equipos de
medida.
Los equipos de tes t de dispositivos de usuario necesitan un amplio
número de métodos de medida que sirvan para comprobar la transmisión
RF en combinación con la asignación de los bloques de recurso en el
ascendente. Idealmente, los datos usados para calcular las medidas TX
deben originarse de un ejemplo de test y ser mostrados simultáneamente
en una forma claramente estructurada.
Figura 26. Todas las medidas de un vistazo en modo
multi-evaluación
Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
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Tienen requerimientos más estrictos que los servicios de voz desde el
punto de vista de tests de protocolos y sistemas de medida.
En LTE, sólo existe el dominio de la conmutación de paquetes (PS), no
existe el dominio de conmutación de circuitos (CS). En general, múltiples
servicios con diferentes fines operan en paralelo de una forma
comparable a los servicios multi-llamada de WCDMA.
Es más, una vez encendido y registrado, los terminales de usuario
inmediatamente tiene un estado ”siempre activo” y puede requerir
transmitir datos en ascendente o descendente casi instantáneamente.
Esto significa que los tests funcionales a lo largo de todas las capas
requieren que los equipos de medidas proporcionen un servicio que
entreguen datos a través del plano de usuario (U-plane). A continuación
utilizamos el software Agilent 89600 VSA. Que es compatible con los
enlaces descendentes y ascendentes analiza las señales basadas en
LTE.
Se uso también el LTE DL de medición que muestra el diagrama
OFDMA de la constelación IQ, los bits dem odulada símbolo, así como
indicadores de medición, incluyendo EVM, la potencia del canal, un piloto
común, y CP de longitud. En las Figuras siguientes. Las señales han sido
generadas por el software de generación de señales Signal Studio de
Agilent y analizada por el software analizador vectorial de señales 89600
de Agilent. Las pruebas de rendimiento y del receptor de estaciones base
LTE son realizadas con canales de referencia fijos en el enlace
ascendente (FRC), de modo similar a como se hace en UMTS.
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Las señales han sido generadas por el software de generación de
señales Signal Studio de Agilent y analizada por el software analizador
vectorial de señales 89600 de Agilent.
Las pruebas de rendimiento y del receptor de estaciones base LTE
son realizadas con canales de referencia fijos en el enlace ascendente
(FRC), de modo similar a como se hace en UMTS.
Figura 27. Enlaces descendentes y ascendentes LTE
Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
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Figura 28. Diagrama de constelación, errores y espectros de canal 1
de OFDMA Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
Conceptualmente, el FRC de la estación base es parecido a los
canales de medida de referencia usados para las pruebas de equipos de
usuario.
La mayoría de las veces se trata de señales unipolares que pueden ser
generadas por un generador de señales sin necesidad de
retroalimentación en tiempo real. La prueba 64QAM ilustrado en la Tabla
que se encuentra a continuación utiliza una tasa de código de 5/6, que
sirve para probar los requisitos de rendimiento más exigentes. En el caso
de los 100 bloques de recursos (RB) de A5-7, hay 86.400 bits por 1 ms de
100
sub-trama, lo que indica un rendimiento máximo de 86,4 Mbps. Los
requisitos de rendimiento de la estación bases medidas en condiciones de
desvanecimiento se basarán en la capacidad para alcanzar un porcentaje
del rendimiento máximo en condiciones especiales.
TABLA #1.
Parámetros FRC para requisitos de rendimiento (64QAM 5/6)
Fuente: Casanova, Portillo, Román (2010)
