Gerência de redes BWA através de Framework e métricas de avaliação de desempenho

Abstract

O objetivo deste trabalho é apresentar métricas de avaliação de desempenho em Broadband Wireless Networks (BWA). Para atingir este objetivo foi necessária a construção de um Framework de gerência de redes customizado aos equipamentos utilizados. Foram aplicados os conhecimentos de propagação de sinais de rádio freqüência (RF), planejamento de sistemas celulares, gerenciamento de redes e análise estatística. Na realização dos testes para a coleta de dados foi configurado um setup de testes com uma Estação Rádio Base (ERB) e duas Estações Remotas (ER), localizadas na Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC Campinas). Para a validação da metodologia foi utilizada uma tecnologia denominada comercialmente como Pre-Wireless Interoperability of Multiple Accesses (Pre-WiMAX), operando em 5.8 GHz. Esta tecnologia utiliza Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) como técnica de multiplexação e Carrier Sense Multiple Access (CSMA) como controle de acesso ao meio. No desenvolvimento é apresentado um conjunto de métricas, referentes à propagação de sinais por RF. A coleta de dados foi efetuada utilizando Simple Network Management Protocol (SNMP). A avaliação de desempenho considerou as medidas realizadas e o seu tratamento analítico e estatístico por longos períodos de tempo. Com a utilização dos resultados de medidas, foram construídas as métricas que permitem avaliar o desempenho deste tipo de rede, tais como: eficiência de link, throughput, bit error rate (BER), frame error rate (FER), packet error rate (PER), entre outras. O trabalho como um todo apresenta uma estratégia de avaliação prática e aplicável a redes BWA, criando indicadores para tomadas de decisão. Para validar e complementar o trabalho foi efetuada uma avaliação de Quality of Service (QoS) segundo a International Telecommunication Union Telecommunication sector (ITU-T) e a International Engineering Task Force (IETF) com a comparação de resultados sem e com priorização do serviço Voice over Internet Protocol (VoIP).

The objective of this work is to present the metrics of performance evaluation in Broadband Wireless Access (BWA). To achieve this goal it was necessary to build a Framework of network management customized to the equipment used. It was applied the knowledge in signals propagation of radio frequency (RF), radio planning of cellular systems, network management and statistical analyses. In the realization of the tests for the data collect it was configured a setup of tests with one Radio Base Station (BTS) and two Remote Stations (RS) located in the Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC Campinas). It was used a technology commercially named as Pre-Wireless Interoperability of Multiple Accesses (Pre-WiMAX), operating in 5.8 GHz. This technology uses Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) as multiplex technique and Carrier Sense Multiple Access (CSMA) as an access control to the media. In the development, it is presented a set of metrics related to the signals propagation by RF. The data collect was executed using the Simple Network Management Protocol (SNMP). The performance evaluation has considered the measures realized and its analytic and statistic treatments for a long time. By using the results of the measures, it was built the metrics that allow the evaluation of the performance in this network type, such as: link efficiency, throughput, bit error rate (BER), frame error rate (FER) and packet error rate (PER), among others. The work, as a whole, presents a strategy of practical evaluation applicable to BWA networks, creating indicators for decision-makings. To validate and complement the work it was done an Quality of Service (QoS) evaluation according to the International Telecommunication Union - Telecommunication sector (ITU-T) and the International Engineering Task Force (IETF) comparing the results with and without prioritization of Voice over Internet Protocol (VoIP) service .