Grado de servicio

En la ingeniería de telecomunicaciones , y en particular en la ingeniería de teletráfico , la calidad del servicio de voz se especifica mediante dos medidas: el grado de servicio ( GoS ) y la calidad de servicio ( QoS ).

Grado de servicio es la probabilidad de una llamada en un circuito grupo ser bloqueado o retrasado por más de un intervalo especificado, expresado como fracción vulgar o fracción decimal . Esto siempre se refiere a la hora punta cuando la intensidad del tráfico es mayor. El grado de servicio puede verse de forma independiente desde la perspectiva de las llamadas entrantes frente a las salientes, y no es necesariamente igual en cada dirección o entre diferentes pares fuente-destino. "Grado de servicio" a veces significa una medida del tráfico entrante del centro de llamadas para verificar el cumplimiento de las condiciones para medir el éxito de los clientes atendidos.

Por otro lado, la calidad de servicio para la que está diseñado o acondicionado un solo circuito , por ejemplo, grado de voz o grado de programa, se denomina calidad de servicio. Los criterios de calidad para tales circuitos pueden incluir ecualización de amplitud en una banda de frecuencias especificada o, en el caso de datos digitales transportados a través de circuitos analógicos, puede incluir ecualización de fase . Los criterios para la calidad del servicio móvil en los circuitos de telefonía celular incluyen la probabilidad de terminación anormal de la llamada.

¿Qué es el grado de servicio y cómo se mide?

Cuando un usuario intenta realizar una llamada telefónica, el equipo de enrutamiento que maneja la llamada tiene que determinar si acepta la llamada, la redirecciona a un equipo alternativo o la rechaza por completo. Las llamadas rechazadas se producen como resultado de una gran carga de tráfico (congestión) en el sistema y pueden provocar que la llamada se retrase o se pierda. Si una llamada se retrasa, el usuario simplemente tiene que esperar a que disminuya el tráfico; sin embargo, si se pierde una llamada, se elimina del sistema. ^[1]

El grado de servicio es un aspecto de la calidad que un cliente puede esperar experimentar al realizar una llamada telefónica. ^[2] En un sistema de pérdida, el grado de servicio se describe como la proporción de llamadas que se pierden debido a la congestión en la hora pico. ^[3] Para un sistema de llamada perdida, el grado de servicio se puede medir utilizando la ecuación 1 . ^[4]

${\displaystyle {\mbox{Grade of Service}}={\frac {\mbox{number of blocked calls}}{\mbox{total offered calls}}}\qquad (1)}$

Para un sistema de llamadas retrasadas, el grado de servicio se mide utilizando tres términos separados: ^[1]

• Retraso medio : describe el tiempo medio que un usuario pasa esperando una conexión si su llamada se retrasa.${\displaystyle t_{d}}$
• Retraso medio : describe el tiempo medio que un usuario pasa esperando una conexión, independientemente de que su llamada se retrase o no.${\displaystyle t_{o}}$
• La probabilidad de que un usuario se demore más que el tiempo t mientras espera una conexión. El proveedor de servicios de telecomunicaciones elige el tiempo t para poder medir si sus servicios se ajustan a un grado de servicio establecido.

• ¿Dónde y cuándo se mide el grado de servicio?

El grado de servicio se puede medir utilizando diferentes secciones de una red. Cuando una llamada se enruta de un extremo a otro, pasará por varios intercambios. Si el grado de servicio se calcula en función del número de llamadas rechazadas por el haz de circuitos final, el grado de servicio se determina mediante los criterios de bloqueo del haz de circuitos final. Si el grado de servicio se calcula en función del número de llamadas rechazadas entre centrales, el grado de servicio se determina mediante los criterios de bloqueo de central a central. ^[1]

El grado de servicio debe calcularse utilizando tanto las redes de acceso como las redes centrales, ya que son estas redes las que permiten a un usuario completar una conexión de extremo a extremo. ^[4] Además, el grado de servicio debe calcularse a partir del promedio de las intensidades de tráfico en las horas pico de los 30 días de mayor tráfico del año. Esto se adaptará a la mayoría de los escenarios, ya que la intensidad del tráfico rara vez superará el nivel de referencia.

El grado de servicio es una medida de la capacidad de un usuario para acceder a un sistema troncal durante la hora de mayor actividad. La ocupación se basa en la demanda del cliente en la hora de mayor actividad durante una semana, mes o año.

Clase de servicio

Las diferentes aplicaciones de telecomunicaciones requieren diferentes Calidades de servicio. Por ejemplo, si un proveedor de servicios de telecomunicaciones decide ofrecer diferentes calidades de conexión de voz, una conexión de voz premium requerirá una mejor calidad de conexión en comparación con una conexión de voz normal. Por lo tanto, son apropiadas diferentes Calidades de servicio, dependiendo del uso previsto. Para ayudar a los proveedores de servicios de telecomunicaciones a comercializar sus diferentes servicios, cada servicio se clasifica en una clase específica. Cada clase de servicio determina el nivel de servicio requerido. ^[4]

Para identificar la clase de servicio para un servicio específico, los conmutadores y enrutadores de la red examinan la llamada en función de varios factores. Estos factores pueden incluir: ^[2]

• El tipo de servicio y la prioridad debido a la precedencia.
• La identidad de la parte iniciadora
• La identidad de la parte receptora

Calidad de servicio en redes de banda ancha

En las redes de banda ancha, la Calidad de Servicio se mide utilizando dos criterios. El primer criterio es la probabilidad de pérdida de paquetes o retrasos en llamadas ya aceptadas. El segundo criterio se refiere a la probabilidad de que una nueva llamada entrante sea rechazada o bloqueada. Para evitar lo primero, las redes de banda ancha limitan el número de llamadas activas para que los paquetes de las llamadas establecidas no se pierdan debido a la llegada de nuevas llamadas. Al igual que en las redes de conmutación de circuitos, el grado de servicio se puede calcular para conmutadores individuales o para toda la red. ^[5]

Mantener un grado de servicio

El proveedor de telecomunicaciones suele conocer el grado de servicio requerido para un producto en particular. Para lograr y mantener un grado de servicio determinado, el operador debe asegurarse de que haya suficientes circuitos o rutas de telecomunicaciones disponibles para satisfacer un nivel específico de demanda. También debe tenerse en cuenta que demasiados circuitos crearán una situación en la que el operador está proporcionando un exceso de capacidad que puede que nunca se utilice o, al menos, que se infrautilice gravemente. Esto agrega costos que deben ser sufragados por otras partes de la red. Para determinar el número correcto de circuitos necesarios, los proveedores de servicios de telecomunicaciones utilizan las tablas de tráfico. ^[4] En la Figura 1 se puede ver un ejemplo de una tabla de tráfico . ^[4]De ello se deduce que para que una red de telecomunicaciones continúe ofreciendo un grado de servicio determinado, el número de circuitos proporcionados en un haz de circuitos debe aumentar (de forma no lineal) si aumenta la intensidad del tráfico. ^[4]

Supuestos de llamadas perdidas de Erlang

Para calcular el grado de servicio de un grupo específico de circuitos o rutas, Agner Krarup Erlang utilizó un conjunto de suposiciones que se basaban en que la red perdía llamadas cuando todos los circuitos de un grupo estaban ocupados. Estos supuestos son: ^[4]

• Todo el tráfico a través de la red es tráfico de pura casualidad, es decir, todas las llegadas y terminaciones de llamadas son eventos aleatorios independientes.
• Hay equilibrio estadístico, es decir, el número medio de llamadas no cambia.
• Disponibilidad total de la red, es decir, se puede acceder a todas las salidas de un conmutador desde todas las entradas
• Cualquier llamada que encuentre congestión se pierde inmediatamente.

A partir de estos supuestos, Erlang desarrolló la fórmula Erlang-B que describe la probabilidad de congestión en un haz de circuitos. La probabilidad de congestión da el grado de servicio experimentado. ^[4]

Calcular el grado de servicio

Para determinar el grado de servicio de una red cuando se conoce la carga de tráfico y el número de circuitos, los operadores de redes de telecomunicaciones utilizan la Ecuación 2 , que es la ecuación de Erlang-B . ^[4]

${\displaystyle {\mbox{Grade of Service}}={\frac {\left({\frac {A^{N}}{N!}}\right)}{\left(\sum _{k=0}^{N}{\frac {A^{k}}{k!}}\right)}}\qquad (2)}$

A = Intensidad de tráfico esperada en Erlangs, N = Número de circuitos en grupo.

Esta ecuación permite a los operadores determinar si cada uno de sus haces de circuitos cumple con el grado de servicio requerido, simplemente monitoreando la intensidad del tráfico de referencia.

(Para las redes de demora, la fórmula Erlang-C permite a los operadores de red determinar la probabilidad de demora en función del tráfico pico y el número de circuitos. ^[4] )

Referencias

1. Kennedy I., teoría de la llamada perdida, notas de la conferencia, ELEN5007 - Ingeniería de teletrafico, Escuela de Ingeniería Eléctrica y de la Información, Universidad de Witwatersrand, 2005
2. Peuhkuri M., Calidad de servicio de IP, Universidad Tecnológica de Helsinki, Laboratorio de tecnología de telecomunicaciones, 1999.
3. Farr RE, Tráfico de telecomunicaciones, tarifas y costos: una introducción para gerentes, Peter Peregrinus, 1988.
4. Flood, JE, Conmutación de telecomunicaciones, tráfico y redes, Capítulo 4: Tráfico de telecomunicaciones, Nueva York: Prentice-Hall, 1998.
5. Ritter, M., Phuoc, P., Modelos multivelocidad para dimensionamiento y evaluación del rendimiento de redes ATM, COST 242, Instituto de Ciencias de la Computación, Universidad de Würzburg, junio de 1994

•  Este artículo incorpora  material de dominio público del documento de la Administración de Servicios Generales : "Norma Federal 1037C" .(en apoyo de MIL-STD-188 )