Diseño e implementación de un curso teórico y de un laboratorio sobre calidad en redes 3G y LTE

Abstract

El creciente avance de las telecomunicaciones móviles nos permite hoy en día, no tan solo comunicarnos con quien deseamos de una manera fácil y rápida, sino que también nos entrega la posibilidad de descargar archivos, música y videos a través de nuevas generaciones de dispositivos móviles, liderados principalmente por los teléfonos inteligentes o smartphones. Actualmente la penetración de la telefonía móvil alcanza un 140% y con ello se acrecienta la demanda de servicios que utilizan un mayor ancho de banda, lo que congestiona la red y hace que los usuarios perciban una calidad de servicio deteriorada. Los operadores de telecomunicaciones responden a la necesidad del usuario, tanto de mayores velocidades de datos como de una mejor calidad de servicio, con la incorporación de una nueva y mejor tecnología de acceso a internet, denominada Long Term Evolution (LTE), la cual alcanzaría velocidad hasta 10 veces mayores que sus predecesoras, además de contar con bajos tiempos de latencia. El presente Trabajo de Título, tiene como motivación satisfacer la necesidad de capacitación existente, tanto en la industria como en los centros de estudio, enfocando el contenido de un curso, tanto teórico como práctico, hacia el análisis de la Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service) percibida por los usuarios de los servicios de Banda Ancha Móvil (BAM) actualmente montados sobre redes 3G y sobre las futuras redes LTE. El objetivo general del Trabajo de Título es desarrollar un curso sobre calidad de servicio en Redes 3G y LTE, compuesto por una parte teórica y una parte práctica o de laboratorio. Para lograr el objetivo planteado, se diseña una metodología docente para la parte teórica del curso, la cual consiste en la confección de un material docente basado en el diseño y construcción de cursos universitarios, mientras que para la metodología de los prototipos de prueba, se diseñan e implementan una serie de pruebas de laboratorio, que ejemplifican como diversos factores de red y condiciones de usuario afectan la QoS percibida por el usuario de servicios BAM tanto para redes 3G como para LTE. Los prototipos de prueba se implementan bajo la red de un ISP en el caso 3G y bajo la red de un laboratorio en el caso LTE. El resultado del trabajo es el material complementario para un curso, compuesto en su parte teórica por nueve capítulos, y en su parte práctica por nueve experiencias de laboratorio basadas en prototipos de prueba diseñados e implementados. Cada capítulo se materializa en un conjunto de diapositivas a modo de material docente, mientras que, por otro lado, se confecciona una guía de laboratorio con los prototipos de prueba detallados paso a paso. Las pruebas de laboratorio fueron validadas a través de la obtención de mediciones de throughput, en condiciones de red simuladas, observándose una disminución de la QoS acorde con los resultados teóricos. El Trabajo de Título propone como trabajos futuros la realización de más prototipos de prueba, usar los prototipos descritos en esta memoria, en otras tecnologías de acceso o en la futura red LTE y por último la realización de las pruebas a través de un enlace internacional. La memoria de Título presenta una propuesta atractiva para un curso que abarca temáticas contingentes y de interés tanto para los Operadores de Telecomunicaciones como para los estudiantes del DIE de la Universidad de Chile, estableciendo metodologías de medición con proyecciones en el plano investigativo principalmente para redes LTE.