Retos que enfrentan las redes celulares LTE y LTE-A para la transmisión de tráfico en tiempo real.

7 May

Por definición las redes celulares tienen una alta movilidad y cubren extensas áreas, lo cual introduce grandes rutas con sus respectivos retardos de propagación y procesamiento. En este caso la conmutación de paquetes de datos del backbone IP debe tener la capacidad de manejar la jerarquía y prioridad de estos, siendo la comunicación de voz uno de los servicios que se debe garantizar la transmisión en tiempo real, tanto para los canales de ida y retorno, sin embargo en las redes LTE y LTE-A y su
característica interworking, también se debe garantizar la calidad de servicio para la transmisión de datos de acuerdo a la clase de los mismos.
En esta arquitectura, las redes interconectan usuarios que pueden estar en la misma celda, o en su defecto hasta distancias considerables, desde el punto de vista de un país desde los extremos del mismo, en las redes LTE y LTE-A toda la información de voz y datos que salen de una estación base, se insertan en el Backbone IP, y luego dependiendo de si se trata de una comunicación de voz, la conmuta a través de la misma red celular por conmutación de paquetes, mientras que si se trata de datos,  dependiendo de la red de destino, los datos son dirigidos, también por conmutación de paquetes a su destino final. Hasta aquí se identifica claramente como prioritario el canal de voz, pero en las tramas de datos se debe identificar la clase de estos
para jerarquizarlos, así los retardos de propagación y procesamiento de la red celular, se suman a los de la red destino, la cual como ejemplo ilustrativo puede ser el Internet, el cual funciona en principio por conmutación de paquetes, con sus propias reglas de jerarquización de paquetes.
Los servicios de tráfico en tiempo real, en este escenario interworking, requieren que los paquetes lleguen en secuencia, sin pérdidas y con el mínimo retardo posible. En el caso de los enlaces dedicados, es más simple el diseñar una estructura que permita la transmisión de tráfico en tiempo real, ya que los paquetes siguen una sola ruta definida por el enlace de canal dedicado, que en el caso de ser compartido para el envío adicional de datos, con una buena administración de QoS se debe garantizar en gran medida que los paquetes de los servicios en tiempo real lleguen en secuencia, sin pérdidas y con el mínimo retardo posible.
En el caso de las redes interworking LTE, LTE-A e Internet, la tecnología que se utiliza por defecto para la transmisión de datos es la conmutación de paquetes, esto permite que muchos usuarios puedan usar y compartir esta gran red interworking, y existen más de una ruta posible para cada paquete de una trama, tanto en la red celular como en el Internet, esto significa que los paquetes que parten de un origen, llegan al destino por rutas distintas y en una secuencia distinta a la transmitida. Con este
escenario y sin la presencia de un protocolo especializado es difícil garantizar los servicios en tiempo real.
No se puede elegir una sola ruta si existen muchas posibilidades que buscan encontrar el mejor camino posible para cada paquete de una sola trama. Este principio es válido, e incluso oportuno para la transferencia tradicional de paquetes, pero si esta trama es parte de un servicio de tiempo real, esta selección de la ruta se convierte en algo crítico. En tiempo real existen varios servicios en los cuales la pérdida de paquetes o retardo puede ser tolerada, por ejemplo streaming en vivo de video ó audio, pero que en otros casos es crítica, como por ejemplo en una conversación telefónica natural de la red celular, e incluso de telefonía sobre IP, la cual es posible sobre LTE y LTE-A, sin usar la arquitectura telefónica de la red, sino como clientes IP de algún servidor en la red. Para estos casos se requiere de protocolos y herramientas que garanticen la calidad de servicio de la transmisión de datos de tal manera, que aunque en su naturaleza la red use conmutación de paquetes, sea posible sobre esta levantar enlaces pesudo-dedicados o túneles que garanticen la comunicación en tiempo real con la introducción de retardos mínimos de procesamiento y en lo posible de propagación. Si bien es cierto las redes interworking serán una gran solución a la movilidad y conectividad de voz y datos sin limitación de largas distancias, el usuario encontrará que con esta tecnología, no solo es posible conversar telefónicamente, interconectar oficinas o usuarios remotos u otros servicios convergentes, sino que, usando como referencia el estándar Japonés-Brasileño de la TV Digital, encontrará alternativas a su único segmento móvil (one sec), con mayor cobertura, movilidad, e incluso interacción. La emisión de IPTV, en tiempo real o bajo demanda, es una realidad actual con poca penetración en los usuarios de Internet, pero que con las características de las redes interworking y los dispositivos móviles inteligentes de los usuarios, no solo que puede dejar de ser un producto sustituto para la TV Digital, sino que competirá directamente contra ella. Un análisis similar se puede hacer a los streaming en vivo de audio y a las emisiones en línea de las estaciones de radio.

Analizada la factibilidad de servicios de datos que pueden transmitirse sobre las redes interworking, es necesario ahora clasificar los datos por clases, para jerarquizarlos de acuerdo al servicio y demanda del usuario, es entonces cuando la calidad de servicio (Qos) se convierte en un elemento crítico de la red