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Documentos: Resolução de problemas de serviço de LTE e VoLTE para operadoras móveis

As operadoras móveis no mundo inteiro estão apressando-se para migrar dos serviços 2G e 3G para as tecnologias 4G. O desenvolvimento ou a migração para o serviço de dados de alta velocidade EPC (Evolved Packet Core) em LTE 3G e 4G representam grandes desafios à equipe das operações da rede. Com redes LTE atuais, o volume de tráfego é mais alto e se há um problema, ele exige a identificação do problemas no IP e no desempenho de aplicativos através do plano de controle assim como no plano do usuário.

Este Documento técnico discutirá a mudança do requisitos para a resolução de problemas da rede e as novas habilidades que os administradores da rede das capacidades precisam para resolver rapidamente problemas de dados e de voz.

    Índice
  • Introdução
  • Os números
  • Demanda crescente do mercado
  • Crescimento e penetração regional de banda larga móvel LTE
  • Aspectos financeiros otimizados do LTE
  • O LTE apresenta novos desafios de rede
  • A solução do 360° para a resolução de problemas de LTE e VoLTE
  • Análise de ponta a ponta da sessão do assinante
  • Capacitando os administradores da rede
  • Resumo

Introdução

As operadoras móveis no mundo inteiro estão apressando-se para migrar dos serviços 2G e 3G para as tecnologias 4G. Uma vez distribuídos, as operadoras devem otimizar sua rede de banda larga móvel de LTE. Logo que o LTE é implantado, as operadoras iniciam os planos de engenharia da rede para a integração e sobreposição da funcionalidade de VoLTE (voz sobre LTE) para liberar seu espectro valioso ainda consumido por serviços de voz 2G e 3G e para sua reimplementação para LTE.

O processo é complicado e cria novos desafios para testes e para a resolução de problemas para as equipes de engenharia das operadoras. Antes de LTE e do VoLTE, a resolução de problemas através dos testes da sinalização era o modo padrão de operação. O aparecimento dos serviços de banda larga verdadeiramente móveis aumentou os padrões para os administradores da rede, especialmente para aqueles cuja a experiência era primariamente dentro do silo das comunicações móveis. Conhecimentos, conjuntos de habilidades e equipamento novos são vitais para mitigar de maneira rápida e eficaz os problemas do serviço.

Os números

A explosão de dispositivos de banda larga móveis parece uma vara de hockey em cada gráfico que você olha.
O crescimento de banda larga móvel é impulsionado pela rápida ubiquidade dos smartphones que se aproxima rapidamente tanto em mercados desenvolvidos quanto em desenvolvimento, modens de PCs, tablets da última geração, fabletes, dispositivos de máquina-à-máquina e os dispositivos móveis de dados ainda a serem inventados.
O apetite dos consumidores globais de comunicar-se e estarem conectados está aumentando exponencialmente as demandas sobre as operadoras sem fio.

Os dispositivos móveis ultrapassa o número de seres humanos no planeta em 2017 = 10.3 bilhões


Projeções e estatísticas da banda larga móvel global:

  • Os dispositivos móveis ultrapassam o número de seres humanos do planeta em 2014.
  • 1,4 dispositivos por pessoa por volta de 2017. Mais simplesmente: 10.3 bilhões.
  • 12 por cento de penetração global de LTE por volta de 2017.
  • 1 bilhão (15 por cento) de dispositivos/conexões móveis com capacidade para IPv6 já hoje
  • 4.2 bilhões (41 por cento) de dispositivos com capacidade para IPv6por volta de 2017.
  • 2.1 bilhões de assinaturas de banda larga móveis no início de de 2014.
  • 8 bilhão de assinaturas de banda larga móvel até o fim de 2017.
  • 70% por ano de aumento no consumo de dados.
  • O aumento do tráfego de dados foi próximo a 13 vezes 2017.


Demandas crescentes do mercado

LTE e VoLTE fornecem aos clientes uma melhora enorme em sua experiência como usuário. Os clientes sem fio estão recebendo os melhores níveis do serviço e uma cobertura mais ampla enquanto as redes são distribuídas.
As taxas de dados de LTE são muito superiores às taxas de 3G e isto se traduz nos clientes utilizando mais aplicativos e serviços que dependem de velocidades mais altas.

A competição entre provedores de serviço é extrema. A lealdade do cliente é uma coisa do passado. Porque os serviços pagos antecipadamente se transformam na nova realidade em muitos mercados, os clientes têm a liberdade de mudar para uma empresa concorrente. Para atender a esta demanda continuamente crescente de largura de banda móvel para dados e reter seus clientes, as operadoras estão apressando-se em implementar redes LTE que suportarão dispositivos 4G e conexões que geram atualmente 20 vezes mais tráfego de dados do que produtos
não 4G.

Os clientes móveis das comunicações dos dados e de voz dependem da flexibilidade que os provedores de dispositivos sem fio fornecem tanto ao setor empresarial quanto aos setores de uso pessoal. As principais corporações internacionais confiam na distribuição rápida e precisa das informações críticas apenas para manter uma posição competitiva. Os empresários de pequenos negócios em mercados emergentes utilizam os smartphones e dispositivos da computação móvel para conduzir seus negócios. SOHO, o acrônimo inventado nos anos 80 para o escritório pequeno/caseiro pode ser redefinido como o escritório com um único proprietário/em dispositivo móvel em muitos lugares do mundo atualmente. O uso pessoal dos dados continua a aumentar exponencialmente devido à maior cobertura de LTE, capacidade, melhoramento dos dispositivos, e novos usuário nas redes. Os usuários de banda larga móveis continuam a demonstrar um apetite insaciável e cada vez maior por uma conectividade mais interativa - fluxos de vídeo, jogos online, opção por notificações por envio ou qualquer dos inumeráveis aplicativos que os incentivam a manter seus dispositivos “sempre ligados”.

Sempre ligado tornou-se o modo de serviço padrão de ouro para a empresa e para usuários privados da banda larga móvel



Sempre sobre tornou-se o modo padrão do serviço de Gold para a empresa e usuários pessoais da banda larga móvel. Eles esperam acessibilidade completa à sua intranet corporativa, conteúdo distribuído por envio, serviços de assinatura, parceiros de negócio e seus amigos 24/7/365. Os consumidores de dados móveis são bem semelhantes à maioria dos proprietários de automóveis. Não querem saber como seu serviço móvel ou automóvel funcionam, apenas querem que estejam sempre funcionando sem interrupções, sempre e em qualquer lugar. Querem  velocidade. Querem perfeição. Querem agora.


Crescimento e penetração regional de banda larga móvel LTE

As estatísticas de banda larga móvel global apresentadas (no gráfico 2) demonstram a necessidade das operadoras preparem-se para os desafios que enfrentarão quando seus sistemas de banda larga enfrentarem um aumento tão rápido de usuários. A Global Mobile Suppliers Association relatou recentemente que haviam 260 redes LTE em funcionamento comercial em 93 países até o fim de 2013, e 200 redes adicionais já planejadas.


Mais de 80 por cento das 100 milhões de conexões calculadas de assinantes de LTE se encontram nos EUA, Canadá, Coreia do Sul, Japão e Austrália. Devido à vastidão das áreas geográficas dos EUA, Canadá e Austrália, vale a pena destacar que 80 por cento da população têm cobertura de LTE.

Na região da Ásia/Pacífico, espera-se que a Coreia do Sul, que adotou o LTE no início, alcance uma penetração de 50 por cento de usuários de banda larga em 2014. O Japão está a ponto de conseguir uma penetração de 20 por cento de LTE até o fim de 2013, taxa semelhante à taxa da adopção de LTE dos EUA. A China deverá alocar licenças do espectro 4G em 2014 e parece favorecer o TD-LTE (uma variação da divisão do tempo). Uma vez lançado, o serviço de banda larga móvel da China está destinado a se transformar rapidamente em um mercado enorme.
As operadoras de rede devem se preparar para atender esses novos clientes.


Aspectos financeiros otimizados do LTE

Atender às demandas dos cliente é a base de um negócio de banda larga móvel financeiramente sustentável.
A otimização de uma rede de LTE conduz a um impacto financeiro imediato e positivo para a operadora, direta e indiretamente. Uma rede otimizada reduz os gastos de capital para a infraestrutura de rede e para o hardware dos centros de operações hardware e suporte. Economia adicionais significativas em despesas operacionais são conseguidas atribuindo-se recursos especializados para focalizar em criar e suportar novos serviços. As redes inteiramente otimizadas de LTE oferecem às operadoras a capacidade de migrar o tráfego intensivo de dados das plataformas 2G e 3G, um recurso que libera esse espectro para os serviços de 4G, resultando em melhor utilização de um espectro de alto custo e difícil de obter.

As operadoras atingem uma ARPU (receita líquida média por usuário) maior de usuários de banda larga móvel satisfeitos. Estes clientes usam dados mais faturáveis; compram apps e conteúdo oferecidos pela operadora, reforçam as métricas de retenção de assinantes e mais frequentemente indicam a operadora a associados, amigos e parentes que se tornam assinantes novos. As redes de LTE e de VoLTE ajudam as operadoras a atender eficazmente as demandas de seus clientes e a beneficiar-se de um fluxo aumentado de receita somente se houver cobertura da rede suficiente no mercado de serviço e se a operadora de rede for capaz de resolver rapidamente problemas da experiência do usuário e de restaurar um nível de serviço otimizado.

Não atender os requisitos dos clientes do serviço baseado em LTE é frequentemente uma realidade para as operadoras cujas as redes estão sobrecarregadas. Os clientes descontentes e insatisfeitos resultam em diminuição de receita e, maior rotação de clientes e em publicidade negativa. As perdas por rotação per capita variam de acordo com a região global, os subsídios que as operadoras oferecem adquirir e carregá-los, e se estão em planos pagos antecipadamente ou posteriormente. Independente disso, um assinante perdido exige a adição de um novo assinante de igual valor ou maior, apenas para permanecer no mesmo nível.

Vamos examinar algumas das causas preliminares de QoS (qualidade de serviço) baixo, uma vez que a rede está operacional e o que pode ser feito para remediar os problemas rapidamente e manter a experiência do usuário em nível elevado. Como mencionamos, o LTE é uma tecnologia mais sofisticada e mais complicada. A adição de redes IPv6 e de seus fornecedores aumenta o nível de complicações.

A degradação do serviço de banda larga móvel apresenta-se geralmente em duas formas:

  1. Problemas do serviço da rede: localizados ou em todo os sistema, afeta múltiplos conectores e dispositivos de banda larga e podem ocorrer em LTE ou em serviço de VoLTE.
  2. Problemas centrados em dispositivos: isolados ao usuário, podem manifestar-se como a incapacidade de fazer uma conexão de dados, baixa qualidade de voz, chamadas caídas ou, às vezes, em falta de conexão do serviço.

O LTE apresenta novos desafios de rede
Administradores de campo de backhaul Administradores de desempenho/operações central
do LTE
Administradores da rede do centro de dados/operadora do IMS
Desafios
  • Crescimento elevado em todo tráfego baseado em IP
  • Implementação de VoLTE
    com QoS
  • Os problemas não são mais resolvidos adicionando-se largura de banda
  • Novas expectativas da experiência do usuário, por exemplo, VoLTE, fluxos de vídeo
  • Expansão do IMS para o crescimento do LTE
  • Implementação de novos serviços para geração de receita
Necessidades
de visibilidade
  • Largura de banda, perda do pacotes e latência
  • Pontos de delimitação do transporte
  • Perda de pacotes e latência
  • Análise do plano de controle e do usuário (LTE, VoLTE)
  • Diminuição da capacidade dos elementos de rede
  • Métricas de desempenho do IMS
  • Perfil do tráfico da Internet
  • Desempenho de aplicativos de negócio

Na primeira instância de problemas baseados na rede, há dezenas de causas possíveis. As fontes destes problemas são frequentemente difíceis de superar porque há tantos componentes e transações possíveis onde os problemas podem se esconder. Algumas das fontes possíveis: o eNodeB (rádio transceptor), o núcleo de pacotes evoluídos do LTE , o IMS (plataforma dos serviços de multimídia da Internet) ou mesmo upstream ao ISP (provedor de serviços da Internet). O problema é causado pelo eNodeB ou pelo backhaul? A rede está perdendo os pacotes devido aos problemas com os portadores? Ou o problema encontra-se no plano do usuário? Poderia ser um exemplo do sinal do controle não funcionando corretamente e comprometendo a capacidade de configurar um link de ponta a ponta com Google ou em uma intranet corporativa.

No nível de dispositivos do assinante, o VoLTE apresenta outro conjuntos de desafios. A migração da voz de 3G para LTE deve ser invisível. As operadoras devem poder resolver problemas associados com clientes específicos e precisam ser capazes de escalar os problemas através de níveis progressivos de suporte. Qualquer degradação é imediatamente óbvia para o usuário. O usuário está pagando por este serviço e consequentemente não deve somente ser atendido, mas ser plenamente satisfeito com “aplicativo de alta demanda” como o Skype em termos de acessibilidade e qualidade de serviço.

Com mais de 500 dispositivos 4G diferentes disponíveis no mercado - telefones, tablets, modems, M2M, e outros conectores e outros 1.000 dispositivos de LTE estimados que foram anunciados por cem fabricantes diferentes, os desafios de resolver problemas de usuários específicos são cada vez mais complexos. Descobrir as fontes dos problemas centrados em dispositivo é uma grande preocupação das equipes de engenharia da operadora e são frequentemente bastante difíceis de detectar e resolver. A causa pode ser um algoritmo impróprio codificado no próprio dispositivo, ou uma programação incorreta por parte do departamento de CRM (gerenciamento da relações com o cliente) do plano escolhido pelo cliente. Talvez o dispositivo tenha sido colocado no mercado antes de todos os bugs do software terem sido corrigidos. Talvez a carcaça cubra a antena ou o dispositivo esteja propenso a ser afetado por interferência de maneira incomum. O problema pode também estar relacionado ao HSS (serviço de assinantes domiciliares) que não conseguem autenticar o usuário porque determinados dados do usuário não estão corretos.

As ferramentas tradicionais de resolução de problemas que incluem muitos produtos de equipamentos teste conhecidos, quando úteis, não conseguem proporcionar os resultados que o LTE demanda. As histórias dos administradores do núcleo que passam semanas em busca de um problema usando algumas destas ferramentas são legendárias no setor. Estas ferramentas não fornecem aos administradores do núcleo a informações detalhadas de que precisam rápida e eficientemente para solucionarem o problema. As redes de LTE têm mais problemas de sinalização. As ferramentas tradicionais centram-se na análise da sinalização e não fornecem aos administradores a análise de aplicativos, que é essencial para validar de modo persuasivo que o problema é do aplicativo e não da rede.

Além disso, estas ferramentas com menores recursos não têm a capacidade de controlar as taxas de dados altas em backhaul/EPC que levam à queda de pacotes e à ausência de corpos de dados (payload). Não são projetadas para configurar filtros complexos de modo a evitar o transbordo dos buffers de captura. A sincronização de múltiplos pontos de captura é demorada. Muitas ferramentas de teste existentes são deficientemente projetadas para descobrir e correlacionar pacotes de múltiplas fontes. Geralmente, são pobres na captura da inteligência do plano do controle e em transferi-la para o centro de operações. Devido a seu projeto e funcionalidade essenciais sofisticados, estes dispositivos de teste são frequentemente complicados demais para que os técnicos do campo os utilizem corretamente. Enviar engenheiros altamente especializados e com habilidades específicas ao local do problema para operar estes dispositivos é algo com um custo proibitivo. E quantos centros de operações de rede tem um número suficiente de engenheiros de nível sênior experientes em IPV6, LTE e análises de aplicativos que poderiam até mesmo considerar para enviar em uma missão de resolução de problemas?


A solução do 360° para a resolução de problemas de LTE e VoLTE

As operadoras de rede devem constantemente lembrar-se de que estão nos negócios para satisfazer as expectativas dos clientes de que seus dispositivos estarão “sempre ligados”. Para atingir este objetivo a rede deve também estar “sempre ligada”, operando sem nenhuma degradação de desempenho. Para manter a rede neste padrão otimizado, as operadoras devem ter as ferramentas sofisticadas e de alto desempenho para diagnosticar a causa raiz de todos os problemas.

Se aceitamos que o “tempo é dinheiro” e uso perdido do cliente, ou clientes efetivamente perdidos, é igual a dinheiro perdido, então a resolução imediata e bem-sucedida dos problemas é um fator imperativo. As características críticas exigidas do equipamento de resolução de problemas que lida com os problemas e atinge o objetivo de estar “sempre ligado” são: conectar, capturar, identificar e solucionar. Essas características podem ser identificadas por quatro capacidades funcionais:

  1. Desempenho: os equipamentos para a resolução de problemas devem ser escaláveis para lidar com eficácia com os requisitos da capacidade da operadora.
  2. Visibilidade: os administradores da rede devem poder ver imediata e claramente as métricas no nível de pacotes quando os problemas aparecerem e devem saber exatamente onde se encontram as lacunas no canal de comunicações.
  3. Portabilidade: o equipamento deve ser construído de maneira que possa ser transportado rápida e economicamente para o local especificado, não importando as circunstâncias nem quando é necessário.
  4. Usabilidade: a operação do equipamento deve ser fácil, e plug and play para que os técnicos do campo o operem, mas deve fornecer a captura e a análise detalhadas exigidas pelo pessoal de engenharia mais especializado, normalmente situados longe do local dos testes.

A resolução de problemas eficaz exige visibilidade para:

  • Identificar e solucionar problemas no passado através da "captura e armazenamento de todos os pacotes e eventos”.
  • Analisar aplicativos de voz/vídeo/dados para uma área de assinantes/cobertura específica
  • Identificar a causa raiz da lentidão de aplicativos e QoS de voz de baixa qualidade/desempenho
  • Correlacionar vídeo/voz/dados dos múltiplos locais para identificar a causa raiz

Análise de ponta a ponta da sessão do assinante

Coletivamente, a ferramenta ideal para a resolução de problemas fornecerá a capacidade de correlacionar sinais do controle, tráfego do controle, sinais do usuário e tráfego do usuário. O resultado é uma imagem clara da experiência do usuário.

No LTE, a qualidade do tráfego do usuário é baseada no “portador”, o envelope ou o túnel que transporta os pacotes de dados através da rede. Cada usuário pode ter portadores múltiplos simultaneamente se estiverem fazendo uma chamada de voz, visualizando um e-mail, ou surfando na internet. Cada portador é configurado com índices de controle de qualidade diferentes para vários serviços dos dados, como voz, fluxos de vídeo, SMS, etc. A equipe da engenharia da desempenho da rede deve ter visibilidade clara do status do portador e do desempenho do tráfego no plano do usuário para determinar como se correlaciona com o tráfego do usuário. A qualidade de chamadas de voz em tempo real é a mais óbvia aos assinantes. Eles não toleram nenhum nível de degradação ou de latência.

O aumento no tráfego de dados em IP muito mais rico deve ser facilmente visível aos administradores quando o tráfego se torna excessivo. A ferramenta para a resolução de problemas deve proporcionar o acompanhamento, com a mais alta qualidade, de fontes variadas de tráfego de IP, como HDTV baseada na web, fluxos de vídeo, e também a operadora da Internet em que o tráfego móvel pode estar passando e ficando sujeito à interferência de tráfego de operadoras móveis em competição. Devem poder capturar rapidamente cada fluxo baseado em IP e fornecer as informações necessárias quando o serviço está degradado ou foi interrompido. Quanto melhor e mais rápido os dados forem capturados e apresentados, mais rápido pode-se encontrar a solução para o problema e restaurar a qualidade da experiência do usuário.


Capacitando os administradores da rede

Antes do advento do LTE e do IPv6, tráfego e redes de IP atuais, os problemas da rede de IP eram muito menores. Os grupos de operações e manutenção de rede podiam trabalhar com dispositivos de captura de pacotes com desempenho de nível inferior e não precisavam tantos engenheiros proficientes em habilidades avançadas de IP. Com redes LTE atuais, o volume de tráfego é mais alto e se há um problema, ele exige a identificação do problemas no IP e no desempenho de aplicativos através do plano de controle assim como no plano do usuário. Como leva tempo para os engenheiros de campo adquirirem experiência com a resolução de problemas de LTE baseados em IP, as ferramentas de hoje devem ser muito fáceis de configurar e devem permitir que o técnico do campo tenha visibilidade do evento na rede e que possa colaborar com os administradores mais especializados no núcleo para resolver problemas enquanto adquirem experiência. A ferramenta deve permitir que a equipe da engenharia de desempenho se torne uma equipe mais colaboradora e eficaz e aumentar seu desempenho total com uma equipe.

Resumo

À medida que as redes de banda larga de LTE são implementadas e expandidas, os administradores do núcleo se deparam com desafios cada vez maiores, e é crítico que sejam equipados com uma ferramenta completa para a resolução de problemas que possa descobrir, analisar e determinar o problema em minutos, e não em horas ou dias. Para atingir este objetivo, são necessárias ferramentas proporcionem visibilidade máxima de dados da sinalização e de aplicativos.

Os engenheiros de núcleo de operadoras de redes de LTE e os executivos do nível C reconhecerão imediatamente as vantagens de um dispositivo portátil completo para a resolução de problemas. Os engenheiros do núcleo apreciarão a facilidade de uso que proporciona desempenho superior e apresenta visibilidade transparente. Os CFOs e os CMOs notarão um ROI quantificável através uma fatia de mercado aumentada, do uso dos dados, e de maior ARPU, bem como através de maior economia de custos operacionais e de capital líquido.

 
 
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