SS7 EN LAS TELECOMUNICACIONES

El modelo para la Red de Telecomunicaciones del futuro

 

El modelo de una futura red para un área metropolitana tendrá mas o menos de 5 a 10 centrales locales, cada una capaz de servir a mas de 100.000 abonados. Las centrales locales estarán conectadas a centrales de tránsito (tandem) redundantes (o sea que aparecen por pares), las cuales manejarán el trafico de área local. Se requerirán algunas rutas directas por razones de capacidad. Las centrales tandem también podrán operar como puntos de conmutación del servicio (SSP’s) actuando como nodos para filtrar las llamadas con servicios de redes inteligentes (IN). Para el tráfico de larga distancia las centrales locales estarán directamente conectadas a través de rutas a centrales de tránsito nacional redundantes (por pares). La capacidad SS7 de la red será suministrada por STP’s integrados o STP’s “stand alone”, los cuales atenderán a las centrales cercanas dentro del área metropolitana. Cuando la estructura anteriormente mencionada este implementada, las cargas de tráfico podrán ser pesadas, con menos centrales y con unas pocas rutas grandes. En consecuencia se obtendrá una mayor estabilidad de la red al culminar esta etapa. 

DIMENSIONAMIENTO DE LA RED SS7

Las dos tareas principales que se realizan al llevar a cabo el dimensionamiento de una red SS7 son:

•      Establecer el número adecuado de enlaces de señalización (SL’s) desde un SP hasta los SP’s adyacentes dentro de la red de señalización.

•      Calcular el número y el tamaño de STP’s necesarios (integrados o “stand alone”) y su ubicación dentro de la red.

Para realizar tales cálculos nos basamos principalmente en 3 parámetros:

1. Número promedio de MSU’s procesados por segundo

2. Longitud promedio de los MSU’s

3. Carga máxima del enlace de señalización

Los dos primeros parámetros dependen de la mezcla entre la cantidad de tráfico esperada y el servicio ofrecido. Esto se debe analizar y calcular separadamente de acuerdo a la teoría de Erlang. Se utilizará el modelo de red de la figura anterior como ejemplo. Con esto tenemos algo más o menos así:

STP 1

stand alone

STP 1

stand alone

Central local

SP = 2-15

SP = 2-25

SP = 2-100

SL

SL

Lo primero que se debe hacer es responder a estas dos preguntas:

Cuantos enlaces de señalización (SL’s) son necesarios en cada set de enlaces (LS) desde y hacia el SP = 2-100 ?

Cuanto se puede cargar (en MSU’s procesados) el STP “stand alone” para transferir MSU’s desde / hacia el SP = 2-100 ?

Datos de tráfico iniciales

Se necesitan los siguientes datos iniciales:

Número máximo de abonados que puede atender la central local

Tráfico por abonado (total, llamadas entrantes y salientes) durante la “hora pico”, por ejemplo: POTS (Líneas de abonado telefónico): 0.05 Erl/abonado y 80% del trafico total ISDN: 0.10 Erl/abonado y 20% del trafico total

La duración promedio de cada llamada (MHT – Mean Holding Time), por ejemplo 100 segundos.

Con estos datos iniciales podemos calcular:

Trafico total de interés en la central local

Numero promedio de llamadas por segundo

El tráfico total de interés en la central local será:

POTS: A(tot) = 0.05 x 100.000 x 0.8 = 4000 Erl

ISDN: A(tot) = 0.1 x 100.000 x 0.2 = 2000 Erl

Esto nos da un tráfico de interés total de:

A = 4000 + 2000 = 6000 Erl 

Intensidad de las llamadas: El siguiente paso es calcular el número promedio de llamadas por segundo. Esto se puede calcular con la fórmula de Erlang A = y *s, donde “A” es el tráfico de interés; “y” es el número promedio de llamadas por unidad de tiempo y “s” es la duración de la llamada (MHT).

Y A

s

y = 4000 = 40 llamadas / seg para POTS

100

y = 2000 = 20 llamadas / seg para ISDN

100

Esto da una frecuencia de llamadas total de 60 llamadas / segundo 

Capacidad del enlace de señalización disponible: para dimensionar la capacidad del enlace los siguientes parámetros iniciales deben ser calculados. En nuestro modelo esto ya fue hecho y tenemos los siguientes valores: La máxima carga del enlace de señalización. De acuerdo al criterio del Grado de Servicio (GoS) la carga debe ser de 30%. Tanto para POTS como para IDSN asumimos un número promedio de 6 señales (3 en cada dirección) por cada llamada. Se asume una longitud promedio del MSU para llamadas POTS de 15 octetos y para ISDN de 30 octetos/mensaje. Un enlace es un canal bidireccional de 64 Kbps, por lo tanto una carga del 30% equivale a 19.2 Kbps de carga máxima. El GoS debe ser considerado para una carga doble del enlace ya que en la situación en la que un enlace este temporalmente fuera de servicio la señalización será reenrutada hacia el enlace alterno y este quedara cargado al 60% de acuerdo al GoS. Por lo tanto una situación normal significa una carga del 30% que es el valor que debe ser usado para el dimensionamiento de la red de señalización. 

Carga generada en el enlace de señalización: se debe calcular en cada dirección basada en el tráfico de interés durante la hora pico, desde y hacia la central local.

Asumamos que el tráfico es simétrico en ambas direcciones. Eso significa que en promedio 3 señales son enviadas en cada dirección por cada llamada y que estas ocupan la misma capacidad del enlace. Por lo tanto podemos enfocarnos en realizar los cálculos en una sola dirección así:

El tráfico (POTS e ISDN) en la central local genera 60 llamadas / seg en promedio, lo cual corresponde a 60 * 3 = 180 señales (MSU’s) en cada dirección.

La longitud promedio del MSU para esta mezcla de tráfico será:

 (40 x 15 + 20 x 30) = 20 octetos / MSU 60

Esto corresponde a un tren de bits de:

180 x 20 x 8 = 28.800 bits / seg en cada dirección

Este flujo total de MSU’s lo llevamos en dos juegos de enlaces separados (2 LS’s) lo cual significa que: Cada enlace transportará 28.800 / 2 = 14.000 bits / seg en promedio asumiendo una carga compartida 50/50 entre los dos juegos de enlaces (LS’s)

Como la carga del enlace fue fijada en 30% lo que corresponde a una capacidad máxima disponible de 19.200 bits / seg entonces un solo enlace (SL) en cada juego de enlaces (LS) es suficiente para manejar nuestro trafico.

Cada enlace queda utilizado 14.400 / 64.000 = 0.225 ≈ 23% < 30%!

CAPACIDAD DEL STP

Cuando un SP actúa como un STP, este transfiere MSU’s entrantes de un juego de enlaces (LS) a otro LS que lo conecta a los SP’s que lo rodean. La capacidad disponible del STP depende de si este es un STP integrado o un STP “stand alone”. Si es un STP integrado, debe compartir la carga del procesador con otras muchas actividades, limitando la transferencia de MSU’s. Si es un STP “stand alone” tendrá toda la capacidad de procesamiento disponible pata transferir MSU’s.Por ejemplo en una central AXE de Ericsson en modo stand alone la capacidad de procesamiento es de 30.000 MSU / seg.En nuestro modelo el número promedio de MSU’s en el SP = 2-100 dio 180 MSU / seg en cada dirección, o sea 360 MSU / seg en total. El SP = 2-100 ocupa entonces 360 / 30.000 = 0.012 = 1.2 % del total de la capacidad del STP.

Cuantos SP’s en las mismas condiciones puede manejar el STP de nuestro ejemplo?

1 / 0.012 = 83 SP’s es decir 8.3 millones de abonados!

Aspectos adicionales

A causa del rápido desarrollo e implementación de muchos nuevos servicios, especialmente servicios de red inteligente, los requerimientos de capacidad de la red SS7 aumentaran rápidamente en el futuro. También otras áreas de continua expansión son las redes celulares.

Estos aspectos deben tenerse en cuenta cuando se planifique y dimensione la capacidad de la red SS7. Si no; la congestión podrá afectar seriamente la operación de la red de telecomunicaciones.Por último dejamos un esquema que ilustra los datos básicos que se necesitan en el momento de ir a dimensionar la capacidad de una red SS7.

SP = 2-25

SP = 2-15

Central local

STP 1

stand alone

STP 1

stand alone

SP = 2-100

Numero de abonados: 100.000

Trafico de interés: A% / A por abonado / A tot:

POTS: 80% / 0.05 Erl / 4000 Erl

ISDN: 20% / 0.10 Erl / 2000 Erl

MHT: 100 seg

Da un promedio de 60 llamadas / seg

Capacidad máxima del STP:

Por SP: 15.000 MSU / seg

Enlace de señalización (SL):

Carga: 30%

Carga compartida: 50/50%

Longitud de MSU:

POTS: 15 octetos

ISDN: 30 octetos

Numero de mensajes de señalización:

Por llamada (POTS & ISDN)

3 mensajes en cada dirección / llamada