Diseño e implementación de una metodología para la medición de QoS/QoE en servicios OTT montados sobre una plataforma LTE/IMS

Abstract

Las redes móviles de tercera generación (3G) brindan servicios de voz y datos en forma separada mediante conmutación de circuitos y conmutación de paquetes, en una misma tecnología. En cambio, una red Long Term Evolution (LTE) presenta un enfoque exclusivo al uso de datos de manera All IP (todo con Internet Protocol), de modo que las llamadas deben ser cursadas mediante Voz sobre IP (VoIP) en una red de conmutación de paquetes. Esto se logra haciendo uso de un núcleo de paquetes IP Multimedia Subsystem (IMS), a través de servidores Session Initiation Protocol (SIP). De esta manera, se heredan los problemas de un servicio ofrecido por mejor esfuerzo mediante IP, surgiendo la gran necesidad de establecer Calidad de Servicio (QoS), mecanismo que establece prioridad de tráfico según las aplicaciones a las cuales acceden los usuarios. Así, resulta obligatorio monitorear el correcto funcionamiento de este mecanismo para cumplir con los acuerdos de nivel de servicio establecidos con el usuario. En este escenario, las mediciones de Calidad de Experiencia (QoE), son clave. El presente trabajo de título tiene como objetivo general diseñar e implementar una metodología para medir indicadores de QoE y QoS en aplicaciones multimedia Over The Top (OTT), en una red de laboratorio LTE/IMS. Para esto, se implementa un IMS Open Source en una red de área local (LAN), lo que sirve como prototipo de verificación para el correcto desempeño de los servicios y herramientas de medición, así como también para tener un punto de comparación de los valores logrados por la metodología en el caso LTE/IMS. El resultado del trabajo es una metodología compuesta por 5 pruebas de concepto, las cuales miden un indicador específico de calidad de acuerdo al servicio y a la modalidad de acceso (Internet, o vía operador). Dichas pruebas son verificadas en dos escenarios de tráfico: (i) el óptimo, que consiste en no establecer más de una sesión multimedia en la red; y (ii) el congestionado, que emula el comportamiento de una red con tráfico. Se logra obtener indicadores de calidad en las redes LAN/IMS y LTE/IMS. De lo anterior, se obtienen herramientas docentes para realizar capacitaciones y cursos de LTE e IMS orientados al estudio de QoS y QoE en la Universidad de Chile. Este trabajo constituye, por un lado, un acercamiento práctico a la medición y monitoreo de QoE aplicable a una red móvil LTE; y, por otro, a nivel docente, entrega una plataforma de medición y de estudio para las nuevas arquitecturas móviles. Esto último permite proponer como trabajos futuros los siguientes temas: estudio del impacto de la movilidad y de las políticas de control de recursos en el QoE, en servicios sobre LTE; implementación de la interconexión de LTE a la telefonía fija a través de IMS y una Central Telefónica IP tipo Asterisk; y, por último, un estudio del sincronismo audio-video en un servicio de videostreaming montado sobre LTE haciendo uso de herramientas de medición de QoE.