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La Calidad en redes 4G se parece a una persona atractiva que nadie quiere frecuentar más de una vez (Available in English)

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Beginner

Es como tener un motor grande para un carro que anda sobre ruedas de madera

Cuando los primeras versiones de las tecnologías LTE y WiMAX fueron presentadas al público, se evidenció el potencial sin precedentes de ambas tecnologías para para proveer calidad de servicio de una forma que solo podía soñarse con versiones anteriores de tecnología y al parecer la industria apoyó esa idea convirtiendo a la calidad de servicio o (QoS Quality of Service) en un tema popular, inclusive yo he presentado sus bondades en entradas de blog previas y hasta he apoyado el hecho de que pueda ser usada por proveedores de red como una herramienta efectiva para crear diferenciación y lealtad a la marca, pero existen muchos factores que ralentizan y obstaculizan el desarrollo del potencial  de la calidad en redes 4G, factores que van desde la regulación de la neutralidad en Internet hasta la inexistencia de especificaciones aplicables entre dominios diferentes de calidad que permitan una realización transparente de la misma entre redes de distintas familias de tecnología.

Impresiona su apariencia, pero decepciona su personalidad

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Imagen tomada de: http://anromaway.wordpress.com/2012/03/01/10-things-to-remember-when-delivering-customer-service/

Las discusiones sobre calidad no son nuevas, las tecnologías de transporte han luchado por contar con un concepto utilizable de calidad y han presentado varios marcos de referencia para implementarla, pero al igual que para IP, dichos esfuerzos no han sido muy populares. Los MNO (Mobile Network Operators) han adoptado la implementación de calidad desde la primera introducción de aplicaciones de priorización de tráfico en GSM y WCDMA y en otras tecnologías de 2G y 3G, pero nunca ha sido un diferenciador real para ellos, ha sido más bien una opción de optimización totalmente a discreción del operador de red. Pero 4G llegó como la respuesta al cambio de hábitos en el uso de Internet, cambio que hizo que los usuarios usaran menos sus computadoras de mesa y usaran cada vez más sus dispositivos portátiles, cambio que impactó igualmente a los MNO porque los usuarios demandan servicios pesados en términos de ancho de banda que están por fuera del control de los operadores de red y cuando se cuenta con un recurso tan escaso como espectro electromagnético, la aplicación de calidad parece ser la respuesta para retomar el control de la utilización de los recursos de red, inclusive se llegó a pensar que podría ser la respuesta para recuperar algo de las utilidades perdidas que fueron a parar a los bolsillos de los proveedores de contenido. Pero cuando se observa la situación en detalle, se puede visualizar un caso de negocio casi perdido para la calidad, más si se considera que el entusiasmo por las aplicaciones y el poder que tienen ahora los dispositivos han ocasionado que el servicio se derrame por fuera de los límites de red de los MNO. Parte de la filosofía de 4G es llegar a varias redes para que los operadores de red móvil puedan retener el control del usuario, pero esta característica ha creado otro problema; la calidad transparente entre dominios de red diferentes. Finalmente, para complicar más las cosas, una vez que se implementa la calidad en la red, se empieza a reflexionar sobre la necesidad de extenderla a todos los aspectos de la infraestructura creando el reto de una calidad extremo a extremo o E2E, y en ese punto, se concluye que en realidad no se trata de la calidad de la red, sino de la calidad en la experiencia del usuario como método definitivo para permanecer relevante en la industria.

Entonces se compró, se llevó a casa, se conectó, se sintió estafado, ahora se devuelve a la tienda

En realidad no, los cuerpos de estandarización hicieron la tarea; han propuesto marcos de referencia bastante fuertes para desarrollar el concepto de calidad, en el caso de LTE, se logró una arquitectura cohesiva que involucra el acceso LTE con el núcleo EPC para soportar la portadora EPS que representa el estado más granular de la calidad en esa tecnología. Además, tanto LTE como WiMAX han hecho notables esfuerzos para desarrollar procedimientos consistentes para proveer una correlación adecuada hacia tecnologías precedentes, de manera que las redes antecesoras pueden operar de manera transparente con las redes actuales. De igual manera, a medida que el interés en la calidad aumenta la investigación también se involucra cada vez más y si miramos hacia redes NGN y generaciones futuras de tecnologías de red celular, el panorama se ve muy interesante. Finalmente las implementaciones actuales de redes 4G ya cuentan con un potente esquema para el control de tráfico en la red.

Vender complejidad no es fácil

Entonces ¿qué hace las redes 4G tan diferentes como para que la calidad sea un píldora tan difícil de tragar? Para empezar el segmento de acceso está planeado para soportar varias capas de cubrimiento celular conformado por celdas Pico, Femto y nodos repetidores, esta configuración es conocida como una red heterogénea, para manejar la interferencia y el control de recursos en una red de este tipo, el dispositivo de usuario o UE (User Equipment) debe asumir un papel activo, suministrando mediciones clave al eNB (enhanced Node B), en otras palabras el sobre costo por señalización de control es significativo, si ahora consideramos algunos de los marcos de referencia propuestos para el desarrollo de calidad E2E, también se espera que el dispositivo UE provea información específica de forma periódica, o explicado de otra forma, más señalización, más recursos para el control y menos para el tráfico de usuario, eso sin mencionar que los dispositivos actuales vienen con un gestor de conexión que está totalmente fuera del control de los MNO, muy relacionado con este último factor hay una amenaza para un servicio que ha tenido asegurada la calidad desde que existieron las redes celulares; la voz en redes de 4G se transportan sobre IP y pueden ser montadas sobre una aplicación dentro de un dispositivo que prioriza procesos con base en el sistema operativo programado en un procesador. Yendo un poco más allá, para el caso de LTE, el EPC está equipado para manejar el tráfico proveniente de accesos que no son 3gpp, pero esas otras tecnologías, como la actual WiFi, no se encuentran listas para correlacionar parámetros de calidad como se espera.

El EPC tiene las entidades funcionales para ejercer políticas y controlar los recursos asignados a una aplicación en términos de la portadora de EPS, pero hay una tecnología de transporte subyacente que soporta la comunicación entre las entidades funcionales del EPC y hacia el acceso y obviamente también lleva el tráfico de usuario, una red totalmente IP que ha tenido problemas durante largo tiempo para implementar calidad, las arquitecturas actuales como DiffServ o IntServ han probado ser poco efectivas para aplicaciones con exigencias estrictas en términos de jitter y retardos en el caso de la primera y han probado tener problemas de escalabilidad en el caso de la segunda. Si miramos más allá del borde de la red EPC encontramos Internet que es la red IP más grande que existe y que no ha necesitado la calidad para ser exitosa, allí están los servidores de aplicación, no es necesario decir que los operadores de red tienen un ínfimo control sobre Internet.

Las soluciones para los problemas más complicados son a la final las que más cuentan

He mencionado la complejidad como un reto separado que debe enfrentar la calidad, a continuación quiero listar los retos que veo como barreras importantes para implementarla como fue concebida por los estándares de 4G:

  1. La regulación de neutralidad en Internet es un tema tan delicado que sin importar cómo, si se aplica ingeniería de priorización de tráfico, tarde o temprano se tendrá que explicar que no se busca vulnerar los derechos de acceso a la información del usuario. Yo he propuesto un enfoque centrado en el usuario, o como lo llamo ahora; calidad pedida por el usuario.
  2. La calidad E2E, desde el dispositivo de usuario hasta el servidor de aplicación, no puede ser implementada sin considerar un gran CAPEX (Capital Expenditure), y hasta el momento la pérdida de usuarios o “churn” parece ser la única manera de justificar el gasto en calidad, pero es casi una tarea titánica relacionar ambas, adicionalmente la radio propagación es “caprichosa” y no se puede vender calidad diciéndole al usuario que en algunas ocasiones recibirá lo que pagó y otras no.
  3. Los fabricantes de dispositivos portátiles han encontrado una forma de dominar la capa de control de radio de los accesos inalámbricos, los teléfonos inteligentes actuales y no tan actuales tienen un SW gestor de conectividad programado y que hasta puede ser controlado remotamente por el fabricante que en su mayor parte se encuentra fuera del alcance del proveedor de red, de forma que en cualquier estrategia que el MNO quiera implementar tendrá que considerar un manejo del gestor de conectividad.
  4. La calidad se convirtió en un tema tan popular que cada cuerpo de estandarización, investigación y regulación tiene su propia agenda para desarrollarla; la tecnología 4G fue concebida para funcionar como un agrupador de diferentes tecnologías bajo una gran sombrilla, así, esfuerzos dispersos parecen no ser una buena idea para beneficiar la tecnología. Existen muy pocas propuestas que unan dominios diferentes de calidad, aunque se pudiera pensar que siendo IP el medio común de transporte para todos, las cosas serían más fáciles, pero el estado actual de implementación prueba lo contrario. Vale la pena mencionar el trabajo de la IETF para un conjunto de protocolos de señalización extensibles, llamado NSIS.
  5. Paradójicamente, el usuario queda de último cuando se habla de calidad. Ya mencioné previamente que es difícil vender calidad al usuario final, pero es aún más difícil cuando a nadie le importa explicársela, las agencias de regulación nacional de varios países ha fallado totalmente en este aspecto, regula para que los MNO publiquen indicadores de desempeño usando unidades de ingeniería que no le dicen nada al usuario; un mejor enfoque sería presentar estos indicadores en tiempo, expresando indisponibilidad o periodos en los cuales la red estuvo por fuera de la media aceptada de velocidad de descarga, o una mejor idea aún es agruparlos en indicadores de calidad que reúnan las mediciones para presentar un comportamiento más general de la red o del servicio.

Es muy gratificante cuando se encuentra un propósito para aquel objeto que se consideraba inutilizable

Considerando todos estos factores, no veo cómo la calidad puede ser realizable en redes 4G… al menos no como la industria intenta mostrarla. Aun cuando la historia dice que se debe empezar a suministrar calidad para la red, los MNO deben cambiar el enfoque y empezar a proveer calidad al usuario, o como se conoce, Calidad de experiencia, que contrario a lo que muchos creen puede ser implementada en paralelo a la de la red, y puede hasta ser independiente de la tecnología subyacente. La calidad de experiencia se beneficia de las herramientas que la tecnología de red puede suministrar, sin lugar a dudas cuando se detecta un evento, se debe poner en marcha un proceso de calidad para mejorar el servicio que el usuario experimenta y esta acción se fundamenta en la tecnología de la red para lograrse, pero esta es solo la dimensión reactiva de la calidad, la dimensión proactiva considera una continua optimización de los parámetros de red, la programación adecuada de mantenimientos preventivos, el entrenamiento apropiado del personal de servicio al cliente, los procedimientos adecuados de escalamiento de problemas y por qué no los acuerdos apropiados con socios estratégicos y fabricantes de dispositivos, todo lo anterior puede lograr hacer la diferencia que todos esperan de la calidad. Ahora desde el punto de vista de la tecnología actual, la tarea es para los reguladores haciendo de la calidad una medición más entendible. Otro punto es el caso de negocio; está claro que un proveedor de red inalámbrica no puede asegurar el nivel de calidad que un usuario va recibir siempre, pero los servicios y aplicaciones que pueden explotar las capacidades de la tecnología 4G no han sido creados aún (e.g aplicaciones de contexto consciente), los MNO deben empezar a pensar en estas oportunidades como servicios de valor agregado para tomar ventaja de las capacidades actuales de la red antes que otros actores interesados lo hagan.

Para más, sígueme, @jomaguo

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