Surgimiento del problema

Una pequeña cantidad de E1s son suficientes para mantener las estaciones bases de 2G y 2.5G. En el caso de nuestro país con un E1 por enlace es suficiente para las estaciones bases. Con la capacidad de datos que se necesita para 3G no seria inteligente ni económico mantener las estaciones solamente con E1s. Para dar solución a esto se necesitan nuevas tecnologías y estrategias. El aumento de la capacidad en las redes de 3G se debe a la necesidad de proporcionar más inteligencia y más eficiencia a la red (Harris Stratex, 2009a).

El despliegue de las redes UMTS proporciona una interfaz de radio más eficiente, lo que permite mayores velocidades de datos y más capacidad para la voz. Esta evolución requiere capacidades adicionales de transmisión especialmente en el backhaul de la red para que sea posible transportar el tráfico adicional que se genera en una red UMTS y con esto poder brindar múltiples servicios a los clientes. Por otro lado la tecnología del backhaul de GSM se basa en TDM que es una tecnología de conmutación de circuito, mientras que el despliegue de UMTS requiere una nueva red de backhaul basada en ATM según WCDMA

R.99 y para la implementación de HSPA se requiere una red Ethernet según WCDMA R.5/R.6. Como el objetivo del trabajo es la modernización de la red, lo lógico seria implementar WCDMA R.5/R.6 que permite contar con una red de mayor capacidad.

Construir de forma separada el backhaul de las redes para UMTS y GSM no es una solución eficaz ni rentable y eliminar las redes GSM no tiene lógica, debido a que su infraestructura ya está montada y es una tecnología que funciona muy bien en las aplicaciones de voz. Por eso la solución más lógica y económica consiste en unir las dos tecnologías (GSM y UMTS) en un solo backhaul que permita aprovechar lo mejor de las dos. La tecnología de transporte a utilizar en este backhaul no puede ser cualquiera, los operadores necesitan implementar una tecnología que soporte el aumento de la capacidad que se necesita para satisfacer la demanda de los nuevos servicios de datos (Plewes, 2008). Se pudiera decir que es posible aumentar la capacidad agregando más líneas E1, o utilizando microonda PDH, tecnología SDH o ATM, pero estas soluciones serian demasiado costosas. Existe una relación bastante lineal entre el costo y el ancho de banda al emplear estas tecnologías, es decir al aumentar el ancho de banda, el costo también aumenta. La solución consiste en buscar la manera de desemparejar el ancho de banda del costo y para esto es necesario utilizar una tecnología de paquete que sea más escalable y económica (Plewes, 2008).

La tecnología más rentable para entregar capacidad e inteligencia a la red es Ethernet, porque proporciona la flexibilidad, la capacidad y garantiza la calidad de los servicios necesarios para una solución completa en el backhaul. Ethernet trabaja en ráfaga a diferencia de ATM por ejemplo, que trabaja con longitudes de tramas fijas. Ethernet brinda la capacidad de escalar hacia arriba y hacia abajo según se necesite mientras que proporciona la calidad y el aseguramiento de los servicios. Mudarse a una infraestructura de Ethernet tiene la ventaja de poder contar con la capacidad de acomodar las necesidades masivas de escalamiento de la red móvil en desarrollo a un costo razonable (Plewes, 2008).

2.1.1 El costo Operacional.

PDH. En la figura 2.1, lado izquierdo, se muestra la curva del costo asociada a la utilización de TDM en el backhaul en la era de los servicios de datos. Con el uso de una infraestructura de Ethernet se puede disminuir considerablemente la curva del costo como se muestra en la figura 2.1, lado derecho (Alcatel-Lucent, 2009a).

Figura 2.1. Modelos de tráfico, costo y ganancia para Backhaul TDM y Ethernet (Alcatel-Lucent, 2009a). La curva del tráfico se debe a un número determinado de fuentes. Mientras que la penetración de los suscriptores con servicios de voz está saturada en muchos mercados, el uso de los servicios de voz sigue en aumento debido a la forma de vida de las nuevas generaciones móviles. Sin embargo, el verdadero incremento del tráfico está viniendo en los datos en todas sus formas. Las nuevas tecnologías como en el caso de HSPA, tienen el potencial para generar grandes cantidades de datos (14 Mbit/s en el enlace de subida y 5.8 Mbit/s en el enlace de bajada), en servicios basados en videos, juegos y páginas web. Las nuevas aplicaciones generan un volumen de datos muy alto, por lo que las oportunidades de obtener ganancias son numerosas además de que disminuye el costo por bit transportado (Alcatel-Lucent, 2009a).

En el modelo del lado izquierdo de la figura 2.1, la capacidad de la red se incrementa para absorber el tráfico y mantener la disponibilidad de servicios (con el objetivo de atraer y mantener suscriptores), por lo que se hace difícil alcanzar beneficios. En el modelo de backhaul de Ethernet mostrado en el lado derecho de la figura 2.1, se necesita desplegar una menor capacidad debido al uso eficiente de la multiplexación estadística, especialmente en las ráfagas de datos (Alcatel-Lucent, 2009a).

La multiplexación estadística lo que hace es multiplexar un número de enlaces sobre un enlace común que tenga una capacidad más baja que la capacidad combinada de los enlaces individuales. Esto se realiza aprovechando el hecho de que los períodos de máxima demanda del tráfico no ocurren al mismo tiempo en todos los enlaces y que algunas ráfagas de datos solicitados por los usuarios corresponden a datos de otros usuarios lo cual contribuye a disminuir el ancho de banda que se necesita (Halabi, 2003).

Todo esto subraya la necesidad de tener una estructura de costo estable en la red de transporte del backhaul, lo cual se puede obtener con el uso e implementación de una red Ethernet.

2.1.2 Ethernet contra TDM.

Es bueno mencionar algunas ventajas generales de la tecnología de transporte Ethernet basada en la conmutación de paquetes, sobre TDM que se basa en la conmutación de circuitos (Harris Stratex, 2009a).

 Costo: Ethernet entrega un ancho de banda más rentable que otras tecnologías permitiendo la reducción de los gastos operacionales y económicos.

 Flexibilidad: Ethernet soporta velocidades desde 1 a 10 Gbit/s en pasos de 1 Mbit/s. En una red de backhaul esto significa que Ethernet puede proporcionar una solución extremo a extremo (end-to-end) desde el sitio celular hasta el centro de la red y con esto se elimina la necesidad de considerar conexiones PDH a una base costosa SDH. Ethernet también soporta fácilmente convergencias con otras redes IP.

 Calidad de los servicios (QoS): Ethernet apoya la prioridad de tráfico basado en la QoS. Es decir, si ocurre congestión o deterioro de la calidad, los datos y servicios de alta prioridad como el caso de los servicios de voz se priorizan sobre los servicios de datos que no sean en tiempo real.

 Agregación: Con la multiplexación estadística de dos o más flujos de tráfico, las variaciones en el tráfico agregado se disminuyen para consumir la menor cantidad de ancho de banda posible. Esto significa que más datos pueden ser enviados sobre una misma capacidad de enlace en comparación con TDM.

 Escalabilidad: Ethernet se presta fácilmente para mantener muchas conexiones individuales para servicios locales, metropolitanos, nacionales e internacionales. Es decir, da la posibilidad de ofrecer servicios a clientes que requieran velocidades de datos extremadamente altas, pero también permite ofrecer servicios a los clientes que necesiten un ancho de banda más moderado. Esta capacidad de Ethernet permite que los operadores controlen de manera flexible el ancho de banda de sus redes, al ofrecer los servicios según la demanda real de los usuarios.

En resumen, Ethernet se considera la vía principal para expandir el Backhaul de las redes móviles debido a su confiabilidad y disponibilidad.