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CAPÍTULO 2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS

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2.1

Sistema global para las comunicaciones móviles (GSM) GSM es un sistema estándar de acceso al medio para comunicación,

utilizando teléfonos móviles que incorporan tecnología digital. Por ser digital cualquier cliente de GSM puede conectarse a través de su teléfono con su ordenador y puede hacer, enviar y recibir mensajes por e-mail, fax, navegar por Internet, acceso seguro a la red informática de una compañía (LAN/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos, incluyendo el Servicio de Mensajes Cortos (SMS). GSM digitaliza y comprime la información y luego divide cada canal de 200MHZ en ocho espacios de tiempo de 25MHZ. Este sistema opera en las bandas 900MHZ y 1800MHZ en Europa, África y Asia y en las bandas 850MHZ y 1900MHZ en Estados Unidos. La banda 850MHZ también se utiliza para GSM y 3GSM en Canadá, Australia y en varios países de Latinoamérica. Algunas de las ventajas que posee la tecnología GSM son las siguientes: x Eficiencia: GSM usa las radiofrecuencias con pérdidas menores a otras tecnologías. x Integración: El sistema GSM soporta transmisión de datos. x Seguridad: La señal de voz es encriptada y de esta manera se garantiza la privacidad de la información del suscriptor. x Roaming internacional: es posible entre los países que poseen esta tecnología. x Economía:

Es

mucho

más

económico

para

las

inversionistas, ante otras tecnologías de telefonía móvil.

empresas

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Básicamente la red GSM está dividida en tres subsistemas: el NSS (Network Switching Subsystem), el BSS (Base Station Subsystem) y el NMS (Network Management Subsystem).

Figura 2.1 Elementos de la Red GSM

2.1.1 El NSS

Los componentes del NSS son: el MSC (Mobile Switching Center), el VLR (Visitor Location Register) y el HLR (Home Location Register).

Figura 2.2 El NSS

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Se puede decir que la MSC es el encargado del controlar las llamadas y el proceso que se requiere para tal. Es el responsable de identificar el origen y el destino de la llamada (tanto para un teléfono móvil como para un fijo), así como el tipo de llamada. El MSC puede actuar como un puente entre la red móvil y la red de telefonía fija, aunque en algunos casos esta tarea se le asigna a otro elemento que se puede calificar de opcional en el NSS que es el MGW (Media GateWay). Junto con el MSC viene generalmente integrado el llamado VLR que es el encargado de mantener almacenada la información de los suscriptores que se encuentran actualmente en el área de servicio de ese MSC. El MSC realiza una operación llamada “paging” que se trata de una señal que es transmitida por todas las celdas a las estaciones móviles en su área local, la información que es respondida por la estación móvil sin que el suscriptor se dé cuenta se almacena en el VLR. La base de datos de un VLR siempre es temporal, la información es retenida mientras el suscriptor se encuentre ubicado fortuitamente en dicha área local, a diferencia del HLR, el cual mantiene un registro permanente de los subscriptores establecidos en dicha área. Adicionalmente de la información fija, el HLR también mantiene una base de datos temporal que almacena la ubicación actual de dichos suscriptores, es decir, si el suscriptor sale de su área de permanencia, el HLR almacena en qué VLR está almacenado. Todos estos datos son necesarios para poder realizar el enrutamiento de las llamadas. Aparte de estos elementos del NSS, existen: el AC (Authentication Center) y el EIR (Equipment Identity Register). Estos son generalmente implementados como parte del HLR y son los encargados de ejercer las funciones de seguridad de las llamadas.

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Las funciones principales del NSS son: x Control de Llamadas: Realiza la identificación del suscriptor, establece las llamadas y despeja la conexión luego de que la llamada ha finalizado. x Cobro de Llamadas: Almacena toda la información relacionada con el cobro de las llamadas: el número que realiza la llamada y el que la recibe, el tiempo y el tipo de transacción, entre otras. Y la transfiere al Billing Center. x Manejo de Movilidad: Mantiene información acerca de la ubicación de los suscriptores. x Señalización con otras redes y el BSS: Esto aplica a las interfaces con el BSS y la red PSTN. x Manejo

de

Información

permanentemente

en

el

del HLR

Suscriptor: y

la

la

almacenada

relevante

almacenada

temporalmente en el VLR.

El Media Gateway (MGW) es un elemento de red que ha sido diseñado usando una arquitectura modular distribuida, permitiéndole así soportar una variedad de configuraciones. Cuando se incorpora el MGW en la red GSM, normalmente el MSC se subdivide en dos elementos: el MSC Server (MSS), que es un Switch digital diseñado para el manejo y control de tráfico de llamadas en redes de telefonía celular GSM, y el propio MGW. El Media Gateway puede ser empleado en redes de circuitos conmutados de tercera generación y redes basadas en Voz IP (IP Multimedia Subsystem).

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Figura 2.3 El MGW dentro de la red GSM

EL MGW se encarga principalmente de manejar el tráfico de los usuarios, tanto de voz como de datos, enrutándolo por medio de las troncales del núcleo de la red. También realiza tareas de procesamiento como transcodificación, inserción de tonos y anuncios y eliminación de eco.

Figura 2.4 Esquema de Funcionamiento del MGW

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2.1.2 El BSS

El BSS comprende tres elementos principales: la BSC (Base Station Controler), la BTS (Base Tranceiver Station) y el TC (Transcoder)

Figura 2.5 El BSS

La BSC es el elemento de red central del BSS y está encargado del control de la “red de radio” (radio network). Esto significa que las responsabilidades principales de la BSC son: establecer la conexión entre la estación móvil y el NSS, manejar la movilidad del usuario, recolectar la data estadística primaria, soportar la señalización de las interfaces A y Air. La BTS es un elemento de red que se mantiene en contacto con la interfaz Air. Se encarga de la señalización y procesamiento de voz. En este contexto, procesamiento de voz está referido a todas las funciones que la BTS realiza en orden de garantizar una conexión libre de error entre la estación móvil y la BTS. El TransCoder (TC) es un elemento de la BSS que se encarga de la transcodificación de la señal de voz, es decir, tiene la capacidad de convertir la señal de voz a un formato de codificación digital y viceversa.

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Se puede concluir que las funciones del BSS son las siguientes: x Controlar: en la red GSM, el BSS es la parte de la red encargada de los recursos de radio, es decir, la asignación de canal y la calidad de las conexiones. Para este propósito, las especificaciones técnicas de GSM definen cerca de 120 diferentes parámetros para cada BTS. Estos parámetros definen exactamente cuál es el tipo de BTS en cuestión y cómo las estaciones móviles percibirán la red cuando se estén movilizando en su área local. x Sincronizar: el BSS usa sincronización de tipo jerárquica, la BSC sincroniza la(s) BTS(s) asociada(s) y éstas a su vez a los elementos que las componen. La sincronización es un punto de gran importancia en la red GSM debido a que si no trabaja correctamente, las llamadas pueden cortarse o su calidad puede no ser la mejor posible. x Señalizar: con el fin de establecer las llamadas, la estación móvil debe tener una comunicación a través del BSS. Esta conexión requiere de varios protocolos de señalización, uno de ellos es el BSSAP (Base Station Subsystem Application Part) el cual es responsable de comunicar mensajes específicos GSM entre el MSC y la BSC, así como entre el MSC y las estaciones móviles. Otro protocolo es el MTP (Message Transfer Part), el cual es responsable de transferir mensajes SS7 de un elemento de la red a otro. x Establecer conexiones: el BSS está ubicado entre dos interfaces, la interfaz Air y la interfaz A. Antes de que una llamada pueda establecerse, la estación móvil debe tener una conexión a través de estas dos interfaces. Generalmente esto puede ser tanto por señalización como por tráfico de voz o de datos. x Manejar movilidad de los usuarios: el manejo de movilidad en el BSS cubre los diferentes casos de handover. El concepto básico de

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handover es simple, cuando el suscriptor se mueve de una celda específica a otra, con una llamada activa, debe ser establecida una conexión con la nueva celda y la conexión con la anterior deber ser liberada. x Recopilar datos estadísticos: el BSS recoge cierta cantidad de información estadística que más adelante es enviada al NMS con propósitos de post procesamiento. Usando las herramientas en el NMS, un operador es capaz de crear gráficas estadísticas y con estas evaluar la calidad de la red.

2.1.3 El NMS

El NMS (Network Management Subsystem) es el último de los tres subsistemas de la red GSM. El propósito del NMS es monitorear varias de las funciones y elementos de la red. Estas tareas generalmente son llevadas a cabo por un grupo de elementos comprendido por: servidores, routers y operadores, que hacen posible la conexión a una red de comunicación de datos (DCN). Los operadores de la estación se encuentran conectados por medio de una red LAN, a los servidores de base de datos y a los servidores de comunicación. Los servidores de base de datos almacenan la información general para el manejo de la red. Los servidores de comunicación se encargan de la data necesaria para las conexiones entre el NMS y el equipamiento de la red GSM conocido como “Elementos de Red”. Esta acción es llevada a través de una red de comunicación de datos (DCN) que se conecta al NMS vía router. La DCN normalmente es implementada usando una red de conmutación de paquetes X.25.

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Figura 2.6 El NMS

Las funciones principales del NMS son las siguientes: x Monitorear fallas: el propósito es asegurar el correcto funcionamiento de la red y la rápida corrección de cualquier tipo de problema que sea detectado. Provee al operador información acerca del estatus actual de las alarmas y mantiene un historial de las mismas. x Monitorear configuración: tiene como objetivo mantener data actualizada acerca del estatus de operación y configuración de los elementos de la red. Se incluye monitoreo de: software, hardware, sincronización y operaciones de seguridad. x Monitorear funcionamiento: el NMS recopila datos de diversas mediciones realizadas a elementos específicos por separado y los almacena en una base de datos. En función de lo recopilado, el operador de la red puede comparar su funcionamiento actual con el desempeño esperado, y de esta forma detectar altas y bajas en su operatividad.

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2.2

Nokia NetAct

NetAct es un sistema de gestión proporcionado por NOKIA basado en una arquitectura abierta y en estándares de la industria, para proporcionar mejoras significativas en el monitoreo y configuración de las redes 3G. El sistema ofrece plena escala para la capacidad de gestión tanto de paquetes como de datos y el tráfico tradicional de voz, independiente de la tecnología. Por la reducción de los costos y la complejidad, esto apoya una migración sin fisuras de GSM a GPRS, EDGE, WCMDA y las tecnologías IP. Nokia NetAct se puso en marcha en TeleManagement World en Niza, Francia. La estructura abierta de Nokia NetAct permite la integración sin problemas con otros sistemas. También ofrece flexibilidad para el desarrollo de nuevas aplicaciones adicionales, ya sean producidas en casa o por los proveedores de contenidos. Se han utilizado componentes y tecnologías, tales como Corba y Java para mejorar aún más la funcionalidad y proporcionar un camino de crecimiento, como sigue la evolución de la tecnología.

Figura 2.7 Pantalla principal de Netact

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2.3

Procomm Plus

Procomm es un completo sistema de comunicaciones que viene equipado con las herramientas más fiables que hay en Internet. Ofrece opciones para el envío y recepción de información de manera segura y fácil. Fue desarrollado por la empresa Symantec, que es una corporación internacional que vende software para computadoras, particularmente en el dominio de la seguridad informática. Este software se utiliza para hacer conexiones directas mediante TELNET con los equipos, de la red GSM y CDMA, mediante sus direcciones IP y permite ejecutar comandos de una manera segura y confiable, bajo una interfaz similar a MS-DOS. Posee las características básicas de una aplicación de Windows y tiene diversas herramientas para la configuración de las conexiones.

Figura 2.8 Entorno de Procomm Plus

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2.4

NED

NED (Nokia Documentation Electronic), es una aplicación web que permite consultar las especificaciones técnicas de los principales elementos de la red GSM, así como de cada uno de los parámetros de configuración inherentes a los mismos, todo esto de acuerdo a la librería que disponga el proveedor. A pesar de ser una aplicación web, requiere de instalación previa para acceder a la misma, proceso en el que se incluyen las librerías respectivas y se ajustan los parámetros de red. Una vez dentro de la aplicación, se puede ver una tabla de contenido y se puede buscar un elemento específico introduciéndolo en un campo de texto destinado para tal fin. La aplicación compara el dato introducido en el campo de texto con la información almacenada en sus bases de datos remotas y presenta los resultados en función de la cantidad de coincidencias halladas.

Figura 2.9 Aplicación NED de Nokia

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2.5

WinFiol

WINFIOL es un software diseñado en plataforma visual el cual gestiona la red móvil mediante instrucciones C y C++, debido a que se conecta a través de una red Ethernet. Fue diseñado por ERICSSON. Permite abrir una ventana TELNET e ingresar el número IP del equipo, el nombre de usuario y la contraseña. Luego, desde ahí se arrojan

los

comandos necesarios para supervisar la red TDMA. Sus comandos son de tipo UNIX.

Figura 2.10 Herramienta WinFIOL de Ericsson

2.6

XML

“…sigla en inglés de Extensible Markup Language («lenguaje de marcas ampliable»), es un metalenguaje extensible de etiquetas desarrollado por el World Wide Web Consortium (W3C)…permite definir la gramática de

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lenguajes específicos…Por lo tanto XML no es realmente un lenguaje en particular,

sino

una

manera

de

definir

lenguajes

para

diferentes

necesidades...”[2]

2.7

HTML

“…siglas de HyperText Markup Language (Lenguaje de Marcas de Hipertexto), es el lenguaje de marcado predominante para la construcción de páginas web. Es usado para describir la estructura y el contenido en forma de texto, así como para complementar el texto con objetos tales como imágenes. HTML se escribe en forma de "etiquetas", rodeadas por corchetes angulares (). HTML también puede describir, hasta un cierto punto, la apariencia de un documento, y puede incluir un script (por ejemplo Javascript), el cual puede afectar el comportamiento de navegadores web y otros procesadores de HTML…”[3]

2.7.1 CSS

“Las hojas de estilo en cascada (Cascading Style Sheets, CSS) son un lenguaje formal usado para definir la presentación de un documento estructurado escrito en HTML o XML...El W3C (World Wide Web Consortium) es el encargado de formular la especificación de las hojas de estilo que servirán de estándar para los agentes de usuario o navegadores. La información de estilo puede ser adjuntada tanto como un documento separado o en el mismo documento HTML. En este último caso podrían definirse estilos generales en la cabecera del documento o en cada etiqueta particular mediante el atributo "style".”[4]

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2.8

PHP

“…es un lenguaje interpretado de propósito general ampliamente usado y que está diseñado especialmente para desarrollo web y puede ser embebido dentro de código HTML. Generalmente se ejecuta en un servidor web, tomando el código en PHP como su entrada y creando páginas web como salida. Puede ser desplegado en la mayoría de los servidores web y en casi todos los sistemas operativos y plataformas sin costo alguno. PHP se encuentra instalado en más de 20 millones de sitios web y en un millón de servidores…Es también el módulo…más popular entre las computadoras que utilizan Apache como servidor web. La más reciente versión principal del PHP fue la versión 5.2.6 de 1 de mayo de 2008.” [5]

2.8.1 SimpleXML

SimpleXml es una extensión de PHP que facilita a los usuarios la manipulación y el uso de datos con formato .xml. Las principales funciones que presenta se resumen a continuación [6]: x

attributes(): identifica un atributo del elemento.

x

children(): encuentra los hijos de un nodo específico.

x

getName(): obtiene el nombre del elemento xml.

x

xpath(): recorre la data xml de acuerdo a un camino específico.

x

simplexml_load_file: interpreta un archivo xml como un objeto.

2.8.2 PHPMyAdmin

PHPMyAdmin es una herramienta diseñada en PHP con el fin de manejar la administración de MySQL en la web. Además puede crear y vaciar bases de datos, crear/vaciar/modificar tablas, eliminar/editar/agregar

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campos, ejecutar cualquier comando SQL, manejar campos claves y privilegios, exportar datos a varios formatos y está disponible en cincuenta y cinco lenguajes.

2.9 SQL

“…(Structured Query Language ) es un lenguaje declarativo de acceso a bases de datos relacionales que permite especificar diversos tipos de operaciones sobre las mismas. Una de sus características es el manejo del álgebra y el cálculo relacional permitiendo lanzar consultas con el fin de recuperar -de una forma sencilla- información de interés de una base de datos, así como también hacer cambios sobre la misma. Es un lenguaje de cuarta generación (4GL).” [7]

2.9.1 MySQL

“MySQL es un sistema de gestión de base de datos relacional, multihilo y multiusuario con más de seis millones de instalaciones…MySQL es muy utilizado en aplicaciones web…, en plataformas (Linux/WindowsApache-MySQL-PHP/Perl/Python),…Su popularidad como aplicación web está muy ligada a PHP, que a menudo aparece en combinación con MySQL…es una base de datos muy rápida en la lectura…puede provocar problemas de integridad en entornos de alta concurrencia en la modificación. En aplicaciones web hay baja concurrencia en la modificación de datos y en cambio el entorno es intensivo en lectura de datos, lo que hace a MySQL ideal para este tipo de aplicaciones.” [8]

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2.10

ZD Soft Screen Recorder

ZD Soft Screen Recorder es un programa con el que se puede grabar todo cuanto sucede en la pantalla de un ordenador, creando un documento de vídeo que luego podrá utilizarse como se requiera. El programa cuenta con un diseño simple y efectivo, y resulta además extremadamente sencillo de usar. La grabación se realiza de forma rápida y limpia, sin consumir excesivos recursos de sistema, y el fichero resultante ofrece una buena relación calidad-tamaño. Tiene varias opciones de configuración: grabar toda la pantalla, una ventana o sólo una determinada área; controlar la grabación mediante unas determinadas combinaciones de teclas, establecer la calidad de la misma, entre otras. Se puede elegir entre grabarlo en AVI, SRV (formato de vídeo nativo del programa) o directamente en un EXE que se ejecuta de forma independiente, sin necesitar la aplicación.

Figura 2.11 Pantalla de configuración de ZDScreenRecorder