1. Descripción de la Empresa y Contexto del Proyecto.
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Universidad de Carabobo
Facultad Experimental de Ciencia y Tecnología
Departamento de Computación
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CONSULTA
DE CONFIGURACIÓN DE EQUIPOS DE LAS REDES DE ACCESO
GSM Y UMTS Y DE LA RED DE TRANSPORTE DE LA
CORPORACIÓN DIGITEL C.A. EN LA REGIÓN CENTRO.
FASE I
Informe Final de Pasantías
Autor:
Tutor Académico:
Tutor Empresarial:
Br. Javier Carrasco.
Lic. Luis León.
Ing. Henry Gómez
Valencia, Enero 2011
Índice General
1. Descripción de la Empresa y Contexto del Proyecto. ............................... 3
1.1 Descripción de la Empresa. ................................................................ 3
1.2 Descripción y Contexto del Proyecto. ................................................. 4
1.3. Plan de Trabajo ................................................................................. 5
2. Requisitos, características y conocimientos necesarios para el
Desarrollo del Proyecto ................................................................................... 7
2.1. Características Generales del Sistema.............................................. 7
2.2. Herramientas Utilizadas ..................................................................... 8
2.3. Proceso para la obtención de Datos de configuración de las BTS. . 10
Conclusión ...................................................................................................... 12
Recomendaciones .......................................................................................... 12
Anexos............................................................................................................. 14
2
1. Descripción de la Empresa y Contexto
del Proyecto.
1.1.
Descripción de la Empresa.
El proyecto fue desarrollado en el departamento de Operación y Mantenimiento
(O&M) Región Centro de la Corporación Digitel C.A., ubicado en la AV EsteOeste Zona Industrial Norte Condominio Industrial Jiménez-Márquez Valencia,
edo. Carabobo. La región Centro está conformada por los estados Carabobo,
Cojedes y Falcón.
La ejecución de la Fase I del proyecto fue supervisada por el Ing. Henry Gómez,
Coordinador de Operaciones y el Ing. Jesner Lugo, especialista de
Operaciones.
La Corporación Digitel C.A. es una empresa de telecomunicaciones que
presta servicios de telefonía inalámbrica básica, pública y móvil en Venezuela,
a través de la tecnología 2G (GSM, Global System for Mobile Communications)
y 3G (UMTS, Universal Mobile Telecommunications System), cuyo principal
objetivo es brindar a sus clientes un servicio confiable y de calidad.
El departamento O&M Región Centro es el encargado de realizar labores de
mantenimiento preventivo y correctivo en todos los elementos que conforman:
• La red de acceso 2G o Subsistema de Estación Base (BSS, Base Station
Subsystem).
• La red de acceso 3G o Red de Acceso Radio Terrestre UMTS (UTRAN,
UMTS Terrestrial Radio Access Network).
3
• La red de Transporte (radios PDH, radios SDH, Switches, Routers, etc).
1.2.
Descripción y Contexto del Proyecto.
El personal del departamento de O&M cuenta con Sistemas para la gestión de
los equipos que conforman la red de acceso 2G, la red de acceso 3G y su
correspondiente red de Transporte los cuales son proporcionados por los
proveedores de los mismos equipos. Muchos de estos sistemas ofrecen la
posibilidad de conexión remota mediante diversos protocolos (telnet, ssh, ftp),
para la consultas de sus bases de información.
A pesar de contar con los Sistemas de Gestión de los equipos, no existe una
plataforma capaz de concentrar toda la información que permita describir en
forma esencial y mostrar de manera sencilla la
realidad de la red
(configuración de equipos, diagrama de interconexión, etc) en un momento
determinado. Dicha realidad es consecuencia de las actividades ejecutadas por
distintos
factores:
departamento
de
Planificación,
departamento
de
Implementación y departamento de O&M, entre los cuales no hay presente un
normal flujo de información.
Todo lo anterior tiene como consecuencia inconsistencias en la realidad de la
red manejada por los departamentos involucrados y por consiguiente el
aumento de tiempo necesario para realizar las diversas actividades de
planificación, implementación y mantenimiento de manera oportuna, lo cual
influye directamente en la prestación del servicio.
4
De la necesidad de un Sistema centralizado con las características
mencionadas, se plantea el proyecto “Diseño e Implementación de un Sistema
de Consulta de Configuración de Equipos de las Redes de Acceso GSM Y
UMTS y de la Red de Transporte de la Corporación Digitel C.A. en la Región
Centro.”
La realización de este trabajo de pasantía se destinó a la ejecución de la Fase I
del proyecto la cual comprendió un conjunto de actividades que se muestran
en el siguiente plan de Trabajo.
1.3. Plan de Trabajo
El Cronograma de actividades desarrolladas en la pasantía se divide en fechas
según lo siguiente:
• 1/09/2010: Estudio de las actividades realizadas dentro del departamento
de O&M, conocimiento del equipo de trabajo.
• 13/09/2010: Estudio del estándar para sistemas de telefonía móvil de
segunda generación (GSM), su arquitectura, diferentes subsistemas,
equipos e interfaces.
A partir de esta actividad se realiza la
caracterización de los equipos de la red de acceso 2G GSM (BSS)
Huawei
• 4/10/2010: Estudio del estándar para sistemas de telefonía móvil de
tercera generación (UMTS), su arquitectura, diferentes subsistemas,
equipos e interfaces.
A partir de esta actividad se realiza la
caracterización de los equipos de la red de acceso 3G UMTS (UTRAN)
Huawei.
5
• 25/10/2010: Caracterización los equipos de transporte (radios SDH, radios
PDH, switches, routers).
• 8/11/2010: Diseño de un modelo de datos que soporte las necesidades de
información del sistema a ser desarrollado.
• 29/11/2010: Implementación de una rutina para la consulta de la
configuración de los elementos de la red de acceso 2G BTS (Base
Transceiver Station) y la actualización de su información en la base de
datos.
• 6/12/2010: Evaluación de diferentes librerías y herramientas de software
para visualización de redes con el fin de seleccionar la que mejor se
adapte a los requerimientos del sistema.
Actividades realizadas durante todo el periodo de pasantía
• Salidas de campo con los especialistas de operaciones a fin de tener
contacto directo con los equipos de la red y un mejor entendimiento de su
estructura y funcionamiento.
• Análisis, especificación y refinamiento de los requerimientos funcionales y
no funcionales del sistema a ser desarrollado.
6
2. Requisitos,
conocimientos
características
necesarios
para
y
el
Desarrollo del Proyecto
2.1.
Características Generales del Sistema
• Visualización, como un diagrama de interconexiones o grafo, de la
estructura de la Red de Telecomunicaciones de Digitel Región Centro
(Redes de acceso 2G y 3G y red de Transporte asociada) con elementos
representativos para cada tipo de nodo (Sitios con tecnología 2G y 3G,
Clientes Corporativos)
y
enlace (radios PDH y SDH, con o sin
protección).
•
Consulta de configuración de elementos que componen la red de acceso
2G (BTS -Base Transceiver Station , BSC – Base Station Controller) y 3G
(RNC – Radio Network Controller, Nodo B).
•
Consulta de configuración de elementos que componen la red de
transporte.
•
Filtrado en la visualización del diagrama de interconexiones de acuerdo a
configuración de los equipos de las redes de acceso y transporte.
•
Consulta de información sobre Intervenciones a un Nodo (Asistencia del
personal de O&M a un Sitio para ejecutar labores de mantenimiento
preventivo o correctivo).
•
Consulta de información de Pendientes en un Nodo (Actividad que
requiere ser ejecutada por el equipo de O&M en un Sitio).
7
2.2.
Herramientas Utilizadas
Como servidor de Base de datos se utilizo:
• MySQL
Server
5.5:
es
un sistema
de
gestión
de
base
de
datos relacional, multihilo y multiusuario. Se utilizo este gestor debido a
su alto rendimiento y rapidez.
Para el diseño del modelo de datos se utilizo:
•
MySQL Workbench 5.2 CE: es una herramienta para el diseño visual de
esquemas de bases de datos, multiplataforma, desarrollada por MySQL.
Algunas de las características que posee esta herramienta:
Soporte de MySQL 5
Modelado de datos: Creación y edición de modelos EntidadRelación Extendido (Diagramas ERE).
Exportar script para creación de base de datos (comandos SQL
CREATE)
Exportar el diagrama ERE gráficamente en formatos png, svg, pdf
y PostScript,
Conexión a bases de datos existentes para ejecutar comandos
SQL, scripts SQL, editar datos y manejar objetos.
Administración del servidor de base de datos, configurar cuentas
de usuario, consultar status y registros (archivos log).
Se utilizo esta herramienta debido a que permite diseñar esquemas de
bases de datos visualmente de manera muy intuitiva, facilita el manejo de
la base de datos y representa una buena plataforma para hacer análisis
de los esquemas de base de datos con el fin de escribir aplicaciones,
realizar mejoras en el diseño conceptual y físico, escalar el modelo, etc.
Para el continuar con el desarrollo del sistema se propone utilizar:
•
Java JUNG (Java Universal Network/Graph Framework) 2.0.1: es una
librería de software que provee un lenguaje extensible para el modelado,
análisis y visualización de datos que pueden ser representados como un
8
grafo o una red. Está escrito en Java, lo que permite a las aplicaciones
basadas en JUNG hacer uso de las capacidades extensas de la API
(Application programming interface) de Java, así como de otras librerías
de Java desarrolladas por terceros.
Después de evaluar diversas librerías y software para visualización de
redes utilizando criterios como se propone Java JUNG ya que cuenta con
un conjunto de características deseables para la satisfacción de los
requerimientos del sistema. Algunas de estas características son:
Es una librería de código abierto disponible bajo la licencia BSD
(Berkeley Software Distribution)
Aspectos de visualización altamente configurables (imágenes
para representar nodos, diferentes colores y tipos de línea para
representar los enlaces, enlaces paralelos, zoom, etc)
Permite realizar filtrado de los nodos y de los enlaces de
acuerdo a sus características.
Librería con amplia documentación.
En consecuencia se propone Java como lenguaje de programación a
utilizar para el desarrollo del sistema.
• Java: es
un lenguaje
de
programación orientado
a
objetos,
multiplataforma que cuenta con amplia cantidad de librerías de desarrollo
y una extensa documentación.
9
2.3.
Proceso para la obtención de Datos de configuración de
las BTS.
Los equipos de la red de acceso 2G de Digitel Centro son proporcionados por
la compañía Huawei Technologies Co. Ltd. La rutina de consulta y actualización
de información se escribió para el modelo de BSC (Base Station Controller)
BSC6000, el cual es el único modelo instalado en esta Red.
Para la obtención de la información de configuración se realizaron dos
procedimientos:
Procedimiento 1: Obtención de archivos de configuración de la BSC.
• Conexión telnet a la BSC6000.
• Ejecutar comando LST BTS- LSTTYPE=ALL; y guardar su salida en un
archivo de texto. Este comando se utiliza para obtener información sobre
todas las BTS asociadas a dicha BSC.
• Ejecutar comando LST CELL-; y guardar su salida en un archivo de texto.
Este comando se utiliza para la obtener información sobre las celdas
asociadas a cada BTS.
• Ejecutar comando LST TRXDEV-; y guardar su salida en un archivo de
texto. Este comando se utiliza para obtener información sobre los TRx
asociados a cada celda.
• Cerrar conexión telnet.
Procedimiento 2: Obtención de datos de configuración de las BTS.
• Procesar archivo LST BTS- LSTTYPE=ALL;.txt y actualizar la base de
datos.
• Procesar archivo LST CELL-;.txt y actualizar la base de datos
• Procesar archivo LST TRXDEV-;.txt y actualizar la base de datos
10
En la siguiente imagen se muestra la estructura de una red GSM y un esquema
de la ejecución del Procedimiento 1 y Procedimiento 2
Procedimiento 1
Procedimiento 2
11
Conclusión
Después de realizar un estudio de las actividades del departamento de O&M y
explorar sus necesidades se planteo un proyecto para el desarrollo de un
sistema centralizado para la consulta de información diversa sobre las redes
de acceso 2G y 3G, la red de transporte de Digitel Centro.
En la Fase I de este proyecto se logró la recolección de los requerimientos de
información del departamento de O&M además de diseñar, utilizando
herramientas computacionales, un modelo de datos conceptual que representa
fielmente dichos requerimientos y su modelo de datos lógico implementado en
el manejador de Base de Datos MySQL. Luego de un análisis detallado de los
distintos requerimientos se obtiene que el lenguaje de programación Java junto
con la librería de visualización Java JUNG constituyen el marco de trabajo
ideal realizar el desarrollo de un sistema que permita visualizar el diagrama de
interconexión de una red y consultar su información de manera intuitiva.
Adicionalmente se diseñaron e implementaron unos procedimientos para
actualización de configuración de las BTS
en la base de datos cuya
verificación se realizo a partir de consultas realizadas desde el propio sistema
de gestión. Esto permite actualizar de manera automatizada y sobre bases
periódicas esta información.
Recomendaciones
Para finalizar se indican algunas recomendaciones:
•
Desarrollo de los procedimientos de actualización de configuración de
Nodo B tomando como esquema los procedimientos análogos para BTS
implementados durante el desarrollo de este trabajo.
12
•
Revisión de la documentación de la librería Java JUNG disponible en
internet además de los diversos ejemplos proporcionados en su pagina
http://jung.sourceforge.net/applet/index.html a fin de obtener un buen
entendimiento de su funcionamiento y de esta manera satisfacer las
necesidades referentes a la visualización en el Proyecto que está en
desarrollo.
•
Revisión
constante
de
los
requerimientos
departamento de O&M y realizar cualquier
de
información
del
adición o modificación
pertinente directamente en el Diagrama ERE mediante la herramienta
MySQL Workbench para luego ejecutar el script de creación (Forward
Engineer) a fin de mantener correspondencia entre el modelo de datos
Conceptual (representado por el diagrama) y el modelo de datos Lógico
(implementado en la base de datos). También se recomienda obtener
respaldo de los datos antes de realizar cualquier modificación al modelo.
13
Anexos
En la siguiente página se muestra el modelo de datos conceptual (Diagrama
ERE) diseñado para este proyecto utilizando la herramienta MySQL Workbench
5.2 CE. En el diagrama se muestran diferentes áreas de color en las cuales se
agrupan entidades relacionadas. Estas áreas son:
• 2G: Comprende las entidades BSC, BTS, BTS_Marca_Modelo y
CeldaGSM encargadas de almacenar información sobre la red de
acceso 2G.
• 3G: Comprende las entidades RNC, NodoB, NodoB_Marca_Modelo y
CeldaUMTS encargadas de almacenar información sobre la red de
acceso 3G
• Enlace: comprende las entidades Enlace y Radio, encargadas de
almacenar información referente los equipos de la red de transporte
(radios PDH y SDH).
• Información General: comprende las entidades FotoSitio, Intervención,
fotoIntervención,
Pendiente y Región, encargadas de almacenar
información referente a los Sitios o Estaciones donde se encuentras los
equipos de las redes de acceso.
• PIC_CDA_CC: comprende las entidades PIC_CDA_CC y ServicioPCC
encargadas de almacenar información sobre los PIC, CDA y Clientes
Corporativos.
• Sistema: comprende la entidad Usuario, encargada de almacenar
información sobre los usuarios que tendrán acceso al sistema.
• Switch/Router:
abarca
las
entidades
SwitchRouter
y
SwRt_marca_modelo.
Existe una entidad llamada Sitio la cual es el centro de todo el Sistema, y
representa los nodos dentro de la red a partir de los cuales se podrá consultar
la información.
14
2G
BTS_Marca_Modelo
CeldaGSM
Informacion General
fotoIntervencion
Modelo VARCHAR(20)
idfotoIntervencion INT
marca VARCHAR(20)
cellIndex MEDIUMINT
Pendiente
cellID INT
nombreCelda VARCHAR(45)
ReportadoPor VARCHAR(45)
numTRX TINYINT
siteIndex MEDIUMINT
nombreBTS VARCHAR(45)
Indexes
PRIMARY
fk_Celda_BTS1
BTS
DepartamentoResponsable V…
FotoSitio
siteIndex MEDIUMINT
Prioridad ENUM('Alta','Baja')
idFotoSitio SMALLINT
nombreBTS VARCHAR(45)
Modelo VARCHAR(20)
tipoAcceso ENUM(...)
nombreSitio VARCHAR(45)
Descripcion TEXT
Foto MEDIUMBLOB
Foto MEDIUMBLOB
Status ENUM(...)
Indexes
Intervencion
NumeroIntervencion INT
Region
nombreSitio VARCHAR(45)
region VARCHAR(20)
FechaIntervencion TIMESTAMP
Indexes
Ejecutantes VARCHAR(100)
Indexes
nombreSitio VARCHAR(45)
Descripcion TEXT
PRIMARY
fk_Pendientes_Sitio1
NumeroBSC TINYINT
NumeroBSC TINYINT
Indexes
FechaReporte TIMESTAMP
Configuracion VARCHAR(15)
BSC
foto MEDIUMBLOB
nombreSitio VARCHAR(45)
Indexes
BCCHFrequency TINYINT
cellBand VARCHAR(20)
NumeroIntervencion INT
idPendiente INT
Comentarios TEXT
idPendiente INT
Indexes
Indexes
nombreSitio VARCHAR(45)
Marca VARCHAR(20)
Modelo VARCHAR(20)
DireccionIP VARCHAR(20)
ImagenBSC MEDIUMBLOB
Indexes
PRIMARY
fk_BSC_Sitio1
Enlaces
Sitio
NumBSC
nombreSitio VARCHAR(45)
Enlace
ReferenciaUbicacion TEXT
Latitud VARCHAR(15)
NombreEnlace VARCHAR(100)
Longitud VARCHAR(15)
SitioA VARCHAR(45)
TipoAcceso ENUM(...)
SitioB VARCHAR(45)
TipoSitio SET(...)
Configuracion VARCHAR(3)
Region VARCHAR(20)
TipoEnlace ENUM(...)
3G
ODUDescripcion_A VARCHAR(100)
DireccionOyM_A VARCHAR(45)
RNC
ODUDescripcion_B VARCHAR(100)
RNCindex TINYINT
nombreSitio VARCHAR(45)
Marca VARCHAR(20)
Modelo VARCHAR(20)
DireccionIP VARCHAR(45)
ImagenRNC MEDIUMBLOB
Indexes
PRIMARY
fk_RNC_Sitio1
RNCIndex
Radio
DireccionOyM_B VARCHAR(45)
MarcaRadio VARCHAR(15)
MarcaRadio VARCHAR(15)
ModeloRadio VARCHAR(15)
ModeloRadio VARCHAR(15)
ColorEnlace INT
FotoRadio MEDIUMBLOB
NodoB
Indexes
NombreNodoB VARCHAR(45)
Indexes
idNodoB SMALLINT
DireccionOyM VARCHAR(15)
Indexes
TipoInterfaz ENUM(...)
PRIMARY
fk_Sitio_Region1
E1configurados TINYINT
PRIMARY
fk_Sitio_has_Sitio_Sitio2
PRIMARY
Index_ModeloRadio
ColorEnlace_UNIQUE
fk_Enlace_Radio1
Subrack TINYINT
NodoB_Marca_Modelo
Modelo VARCHAR(20)
Marca VARCHAR(20)
Slot TINYINT
Subsistema TINYINT
nextHopIPadress VARCHAR(…
tipoAcceso ENUM(...)
Indexes
nombreSitio VARCHAR(45)
PRIMARY
Modelo VARCHAR(20)
Switch/Router
RNCindex TINYINT
CeldaUMTS
cellID SMALLINT
SwitchRouter
Indexes
PIC CDA CC
Usuario
cellName VARCHAR(45)
DLScramblingCode SMALLINT
NombreNodoB VARCHAR(45)
Indexes
nombreEquipo VARCHAR(45)
Sistema
PIC_CDA_CC
login VARCHAR(45)
nombreSitio VARCHAR(45)
password CHAR(40)
tipoSitio ENUM(...)
Nombre VARCHAR(20)
nombrePCC VARCHAR(45)
Email VARCHAR(20)
NombreContacto VARCHAR(45)
Telefono VARCHAR(15)
ServicioPCC
servicio VARCHAR(20)
Indexes
Apellido VARCHAR(20)
email VARCHAR(45)
Departamento VARCHAR(20)
Servicio SET(...)
Comentarios TEXT
Indexes
Indexes
DireccionOyM VARCHAR(45)
SwRt_marca_modelo
Descripcion TINYTEXT
Marca VARCHAR(20)
nombreSitio VARCHAR(45)
Modelo VARCHAR(20)
tipoEquipo ENUM(...)
Marca VARCHAR(20)
Modelo VARCHAR(20)
Indexes
tipoEquipo ENUM(...)
Indexes
Vista del ejemplo PluggableRendererDemo de Java JUNG disponible en
http://jung.sourceforge.net/.
En este ejemplo se puede apreciar las capacidades de configuración dinámica
para visualización y filtrado de nodos y enlaces de acuerdo con sus
características.
16
Vista del ejemplo ImageShaperDemo
de Java JUNG disponible en
http://jung.sourceforge.net/.
En este ejemplo se puede apreciar la posibilidad de colocar imágenes como
nodos en el grafo además de etiquetas de identificación.
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