Análisis de la Evolución de una Red de Núcleo Centralizada a una Distribuida en Comunicaciones Móviles

Abstract

El objetivo del presente trabajo de título es construir dos modelos de planificación de la infraestructura de núcleo de redes de telefonía móvil en el caso chileno. Luego, analizar los resultados y determinar la dependencia de estos con la topología y demografía del país.

El problema consiste en determinar la localización óptima de los MSC (Mobile Switching Center), en el caso centralizado. Y de los MGW (Media Gateway) y MGC (Media Gateway Controller) en el distribuido. Los objetivos del estudio consisten en: minimizar los costos de inversión y operación en un horizonte de planificación definido; se cumplan todas las restricciones técnicas y de calidad de servicio; y se satisfaga la demanda en dicho período.

Se enmarca el trabajo definiendo los conjuntos, parámetros y variables necesarios. Luego, utilizando datos del caso chileno y estructuras de diseño de redes, se plantean los modelos de optimización y planificación conjunta.

El modelo de minimización de costos da como resultado 7 MSC para el caso centralizado; y de 1 MGC en Santiago con 14 MGW en el distribuido, siendo este último el de menor costo. Al analizar la solución se desprende que el principal factor que determina la capacidad total de los equipos a utilizar es la relación que existe entre el precio de los enlaces y los costos marginales de conmutación. Estos son mucho más bajos en el modelo distribuido que en el centralizado, lo que explica la gran diferencia en la instalación de conmutadores en ambos problemas. En cuanto a la ubicación de los nodos el parámetro más incidente es el intercambio de tráfico que es generado y tiene por destino la mima zona. Este valor actúa como “centro de masa” y al verificar los pesos relativos de cada sector con los resultados se confirma su repercusión, especialmente en el sistema distribuido.

Respecto a los efectos de las particularidades de la red chilena, se aprecia que la demografía provoca una gran concentración de equipos en Santiago. A su vez, la topología repercute en los modelos al preferir Chillán en desmedro de Concepción para ubicar conmutadores. Al forzar el uso de esta última zona se observa un gasto adicional en enlaces debido a su ubicación. Sin embargo, la diferencia de costos no es significativa.

Se concluye que el caso distribuido es ampliamente superior al centralizado debido a que el costo es un 37% menor, y además, en el óptimo se dispone de una capacidad de conmutación extra de 963 E1 a la demandada, por lo tanto, existe holgura en cuanto a su uso futuro o en otras aplicaciones.

Para trabajos posteriores, suponiendo que se disponga de mayor poder computacional, se propone extender el modelo a la capa de acceso. Además, se sugiere reestructurar el estudio para realizar la optimización utilizando distintas tecnologías o redes preexistentes.