Medidas de Desempeño de un Enalce Satelital con SensorCloud

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:Protocolo para el control de la transmisión, Transmission Control Protocol.
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:Protocolo de datagrama de usuario, User Datagram Protocol.
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:Protocolo de mensajes de control en Internet, Internet Control Message Protocol.
Medidas de Desempeño de un Enlace Satelital con
SensorCloud
José Guillén
Postgrado en Computación
Universidad de los Andes
Mérida, Venezuela
adriansistemas11@gmail.com
Resumen—El presente documento, aborda el estudio de
rendimiento aplicado a un enlace satelital basado en los sistemas
VSAT, se investigó el desempeño del servicio de conectividad a
Internet, empleando para el estudio como herramientas
primordiales, el servicio de computación en la nube SensorCloud
y una sencilla aplicación creada en Python para la captura de
medidas de tal sistema, con el fin de monitorear y recolectar la
data a evaluar. Se midieron parámetros de rendimiento tales
como calidad y capacidad del servicio. Para profundizar un poco
más en el estudio, se realizó una investigación del flujo de tráfico
de las transacciones útiles que circula por el sistema satelital a fin
de caracterizarlo, apoyada con el diseño y aplicación de un
sencillo sistema de recolección de observaciones a largo plazo.
Palabras Clave—calidad; monitor; red; rendimiento; satélite;
capacidad; tráfico.
I. INTRODUCCION
Las redes satelitales son aquellos sistemas que utilizan
como medios de transmisión satélites artificiales localizados en
órbita alrededor de la tierra, en este tipo de redes los
enrutadores tienen una antena por medio de la cual pueden
enviar y recibir, donde todos los enrutadores pueden oir las
salidas enviadas desde el satélite y en algunos casos pueden
también oir la transmisión ascendente de los otros enrutadores
hacia el satélite, en este contexto las redes de computadoras,
sea cual sea su naturaleza, son plataformas necesarias que
emplean las organizaciones, para ejecutar una variedad de
actividades, que van desde del envío y recepción de
información a través de un correo, hasta la realización de una
videoconferencia, es muy importante que las mismas, operen
bajo un estándar de eficiencia optimo, que mantenga el
desempeño para el cual fueron concebidas inicialmente. Los
asuntos relacionados con el desempeño son muy importantes
en las redes de cómputo cuando hay cientos o miles de
computadoras conectadas entre sí, ya que son comunes las
interacciones complejas, con consecuencias imprevisibles.
La tecnología de redes satelitales, representada por satélites
poderosos y complejos y el perfeccionamiento de las estaciones
terrenas están revolucionando el mundo. Así por ejemplo, la
necesidad de interconectar terminales remotos con bases de
datos centralizadas, de una manera veloz y eficiente, han
conducido a una nueva tecnología conocida como 'Very Small
Apertura Terminal (VSAT)", es por ello que debido a la gran
importancia que hoy brindan estos tipos de sistemas en la
productividad y eficiencia de las organizaciones, es
indispensable contar con un análisis y monitoreo de los
mismos, que nos asegure su correcto funcionamiento en donde
dicha acción se ha convertido en una labor cada vez más
importante y de carácter pro-activo para evitar problemas que
puedan afectar los negocios de las empresas. Frecuentemente
esta complejidad conduce a un desempeño pobre, traducido en
lentitud en la descarga y transferencia de archivos por la web,
prolongación excesiva de tiempo para accesar y procesar
información en las principales aplicaciones de la empresa,
como puede ser una intranet, dificultad para conectarse
eficazmente a una videoconferencia, videollamada u otra
aplicación multimedia, bien sea porque se escucha la voz
entrecortada o la calidad del servicio se ve afectado por
factores externos, todo esto, sin que nadie sepa el por qué. En
este sentido, la Productora y Distribuidora Venezolana de
Alimentos, S.A. (PDVAL), una empresa venezolana de
carácter público y dedicada entre otras funciones al
abastecimiento y comercialización de alimentos a precios
regulados, cuenta a nivel nacional en cada estado del país, con
un sistema de red de enlaces satelitales VSAT distribuidos
entre diferentes localidades, bien sea puntos de venta, sedes
administrativas y centros de distribución, el cual funciona y
está implantado bajo una estructura de topología bajo el
esquema bidireccional en estrella (ver figuras 1, 2 y 3), cuyo
proveedor es Telecomunicaciones BANTEL, C.A. la primera
empresa de telecomunicaciones por satélite de Venezuela, que
le brinda a sus clientes una amplia variedad de servicios a
través de la red satelital más grande del país. Cuenta con
equipos y sistemas avanzados, que permiten administrar y
monitorear la información en tiempo real y brindar mayor
confiabilidad en sus operaciones. La red está conectada al
satélite INTELSAT (IS-1R y IS-903) y está constituida por el
centro de control supervisorio y el telepuerto Bantel, que opera
las 24 horas, los 365 días al año.
Telecomunicaciones Bantel C.A., posee una
infraestructura con capacidad de servicios que está
conformada por canales de transmisión vía satélite y redes de
microondas digitales, las cuales cuentan con un monitoreo de
cada una de las estaciones instaladas desde un Centro de
Control altamente sofisticado. La Empresa brinda un servicio
de alta calidad con soluciones específicas desarrolladas y
adaptadas según las necesidades de cada cliente, en lo que
respecta a ubicación geográfica, protocolos, tiempo de

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respuesta, garantía de disponibilidad de detección y corrección
de fallas, confiabilidad de los servicios, etc. Adicionalmente, a
través del punto de acceso a la red (NAP - Network Access
Point) de las Américas es posible prestart servicios de
comunicaciones a nivel internacional no sólo en USA sino
también para el resto del mundo. A continuación algunos
servicios que ofrece Bantel:
- Sistema de Gestión, para administrar y monitorear la
información en tiempo real.
- Servicio de Microondas, enlaces de radios digitales
con cobertura sobre toda el área metropolitana.
- Servicio VSAT (Very Small Apertura Terminal),
utilizado en redes con amplia dispersion geográfica
de bajo y mediano tráfico.
- Servicio SCPC (Single Channel Per Carrier), permite
la transmisión de alta capacidad de información
punto a punto.
- Servicio Internet, permite la transmisión de alta
capacidad de información entre Venezuela y el resto
del mundo.
- Servicio Broadcasting, permite la transmisión
unidireccional de información hacia múltiples
estaciones receptoras.
- Servicio de ISDN (Integrate Service Digital
Network), permite la transmisión de señales de vídeo,
audio y respaldo de datos (Backup), basado en redes
interactivas vía satélite, microondas y fibra óptica.
- Servicio de Banda Ancha Satelital (Bantel BAS),
permite la conexión de Banda Ancha Satelital con
calidad de servicio (QoS) configurable y Acuerdo de
Nivel de Servicio (SLA- Service Level Agreement)
que admitirá soportar una gran variedad de
aplicaciones IP de voz, datos y video tales como:
 Navegación Web
 Correo Electrónico
 Intranets / Extranets corporativas
 Comercio electrónico
 Aplicaciones y bases de datos corporativas
distribuidas
 Transferencia de grandes archivos
 Voz sobre IP (VoIP)
 Video sobre IP sobre Internet
 VLAN
La calidad de servicio (QoS) de BAS le permite identificar
de manera automática, clasificar y dar prioridad al tráfico de
datos de la red, obteniendo un servicio flexible.
Adicionalmente cuenta con un sistema de Administración de
Tráfico en Tiempo Real (RTTM - Real Time Trafic
Management) que permite habilitar la identificación de
información crítica para alcanzar el destino de la manera más
eficiente y rápida. BANTEL provee a la empresa PDVAL,
servicio conexión a Internet y VoIP, con un plan mensual de
ancho de banda de 1024 Kbps de descarga y 256 Kbps de
subida para cada segmento de enlace.
Fig. 1. Red VSAT PDVAL Mérida.
Fig. 2. Diagrama Detallado Topología de Red de Nodo
Satelital.

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Mientras que en la figura 1 se muestra la topología general
del sistema de red satelital de Pdval en el estado Mérida, en la
figura 2 se puede apreciar a un nivel de detalle la topología de
red típica de una estación remota VSAT, en este nivel, dicha
estación está conformada por los siguientes subsistemas, que
son, los equipos de exteriores (Outdoor) y los equipos de
interiores (Indoor):
 Equipos de exteriores (Outdoor): 01 reflector
parabólico tipo off-set (antena de 1.20 m de
diámetro), 01 ODU conformado por un amplificador
de potencia RF (de 1W y 2W de potencia), un LNB,
un OMT y un alimentador (Horn), cable coaxial
RG11 y soporte de antena.
 Equipos de interiores (Indoor): 01 Modem satelital
cuyo modelo es HN7000S/HN9200 de marca Hughes
e incluye fuente de alimentación (adaptador AC/DC),
01 Splitter de alta frecuencia (de 02 salidas con 01
puerto de paso DC, 950 – 2150 Mhz) y 01 Switch de
datos de 24 puertos.
Luego se tiene toda la red local del sitio remoto, que está
desplegada a través del Switch, compuesta por los equipos
cliente de los usuarios que son PC de escritorio, todos con
conexión a Internet y pueden variar de 2 a 4 ordenadores, una
impresora compartida por los usuarios dentro de la red local,
una línea telefónica para servicios de voz y puntos de venta
bancarios (de 1 a 3 puntos de venta), otro elemento de la red,
son las cajas registradoras que varían de 1 a 6 cajas
registradoras en todos los sitios VSAT, las cuales se gestionan
por medio de un equipo servidor dedicado. En cuanto al
equipamiento de red, las redes locales de los sitios remotos
cumplen con los estándares y normativas del sistema de
cableado estructurado que exige la industria.
El sistema operativo instalado para todos los equipos
cliente, es Windows XP de 32 bits mientras que para el equipo
servidor Ubuntu LTS 14.04, las aplicaciones que habitualmente
manejan los usuarios de la red, son la hoja de cálculo Microsoft
Excel, archivos PDF, editor de texto Microsoft Word, editor de
presentaciones Microsoft Power Point, correos electrónicos
para el envío y recepción de información como Gmail, Yahoo,
Hotmail e Institucional, los navegadores que emplean los
usuarios para el acceso a sitios de internet son Mozilla Firefox,
Internet Explorer y Google Chrome, las paginas o sitios de
Internet que usualmente frecuentan los usuarios clientes son la
del banco de Venezuela, el portal Pdval, la intranet
Institucional de la empresa Mi Gente en Línea denominada
Centauro, la cual se puede acceder desde el portal Pdval, que
alberga y desde la cual se puede acceder a su vez a una serie
de servicios y sistemas integrados. Otras aplicaciones
importantes de la empresa son:
 SIGA: Sistema de Información Automatizado para la
Integración de la Gestión Administrativa. El Sistema
accedido a través de internet, abarca el desarrollo de
Sistemas de Base de Datos que integran
procedimientos administrativos, manuales y
automatizados, para asegurar, un flujo de información
adecuado, actualizado y oportuno que sirva de soporte
en la toma de decisiones de cada uno de los niveles de
la organización con el fin de mejorar la gestión
administrativa, financiera y no financiera de Institutos
o Entes Autónomos.
 SICA: Sistema Integral de Control Agroalimentario.
Es la plataforma tecnológica que funciona a través de
internet, administrada por la Superintendencia
Nacional de Silos y Depósitos Agrícolas (SADA),
donde todos los integrantes de la cadena
agroalimentaria (productores, distribuidores,
comerciantes, importadores y consumidores) deben
inscribirse y proporcionar la información sobre la
movilización de alimentos, para obtener las guías de
movilización que les permitirán realizar la
distribución de los productos.
 SISCOLP: Sistema de Control Logístico Pdval.
Instalado en todos los puntos de venta de la red Pdval
a nivel nacional, es un sistema biométrico cuya
función es optimizar la atención a los usuarios y
usuarias en cuanto a la distribución de alimentos de la
cesta básica, ya que registra la cédula de identidad del
usuario al momento de la compra y no podrá repetir el
mismo rubro hasta la semana siguiente. Es el software
encargado de gestionar, administrar y llevar el control
de los productos que se venden en los puntos de venta
y opera de la mano con el servidor dedicado, el mismo
es instalado en el computador que opera el Jefe de
punto en modo local, ya que se comunica con las cajas
registradoras vía red conjuntamente con el servidor
dedicado,,de modo tal que cualquier cambio u
actualización de información se verá reflejado en las
cajas registradoras por medio del servidor dedicado
que se comunica con el ordenador donde subyace la
aplicación, Asimismo cuando se require la obtención
de reportes o la extracción de alguna otra información
de las ventas de las cajas registradoras, la misma se
obtiene por medio de los módulos funcionales que
provee la aplicación, también vía red, pero desde el
servidor dedicado.
En total, son cinco los nodos satelitales de la empresa
Bantel (ver figura 3), que actualmente están implementados en
la empresa Pdval estado Mérida, nodo satelital punto de venta
Tovar, nodo punto de venta Santa Cruz de Mora, nodo punto
de venta Bailadores, nodo punto de venta Lagunillas y por
último el nodo satelital correspondiente al punto de venta Santo
Domingo. El resto de las localidades punto de venta La
Azulita, punto de venta Libertador, punto de venta Santa Elena
de Arenales y punto de venta Tucaní posee conexión internet
ABA de CANTV, en tanto las localidades punto de venta El
Vigía y centro de distribución La Parroquia poseen conexión a
internet, mediante la tecnología de banda ancha Metro
Ethernet.
En este trabajo se mostró un especial interés en términos de
rendimiento de conectividad, por estudiar este sistema
implantado, recolectándose medidas al enlace satelital de la
localidad punto de venta Tovar del estado Mérida,
empleándose para ello herramientas y técnicas de monitoreo
descritas en el apartado H. Los comportamientos que se
investigaron del rendimiento del enlace, se basaron en el
monitoreo de medidas de variables de calidad y capacidad del

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servicio, en cuanto a la calidad se midieron características tales
como: la Latencia, el Jitter y Pérdida de los paquetes, y para la
capacidad se analizó el porcentaje de utilización del servicio en
base al ancho de banda disponible. Con la finalidad de
profundizar en la investigación, se diseñó una herramienta de
recolección de observaciones a largo plazo de las
características de la conexión satelital.
Fig. 3. Ubicación Geográfica de Enlaces Satelitales PDVAL
Mérida.
Los objetivos de esta investigación fueron
fundamentalmente:
 Analizar el rendimiento del enlace satelital, desde los
parámetros de calidad y de capacidad del servicio.
 Diseñar un sistema para la recolección de
observaciones del tráfico del enlace satelital a largo
plazo, a fin de caracterizar el servicio.
Este artículo está conformado por ocho apartados, en el
apartado II se abordan los principales conceptos y teorías que
sustentan el estudio, con el III se pretende dar una explicación
del cómo se implementó el estudio, el siguiente punto IV se dá
una guía paso a paso para ejecutar la aplicación desarrollada
monitor de red, posteriormente en el V se exponen los
resultados obtenidos, el VI se basa en un pequeño análisis de la
evaluación de los resultados obtenidos, el penúltimo punto VII,
se detalla el diseño del sistema de observaciones de tráfico a
largo plazo y finalmente en el VIII se resumen los aspectos
más significativos y concluyentes del estudio.
II. FUNDAMENTOS TEORICOS
A. Monitor de Sistemas de Redes de Datos
Se puede describir cómo una herramienta integrada de
funcionalidades para supervisar y controlar las actividades de
una red, en cuanto a observar el uso de sus recursos y
recolectar medidas de parámetros asociados a su rendimiento.
Un monitor de red facilita el examen o evaluación del
rendimiento de este tipo de sistemas a través de la visualización
de gráficas y despliegue de estadísticas, comportamientos tales
como el tráfico, ancho de banda, paquetes por segundo, entre
otros, son los medidos por estas herramientas.
B. Tipos de Monitoreo en una Red
El componente considerado como indispensable en la
ejecución del análisis del tráfico de una red de computadoras,
es el monitoreo, que puede ser activo o pasivo y el cual es
empleado para la recolección de paquetes de una determinada
red. El monitoreo pasivo consiste en colocar sensores en
algunos nodos pertenecientes a la red para obtener de ellos las
medidas necesarias. El enfoque de monitoreo activo recae en
la capacidad de inyectar pruebas desde un nodo hacia otro en
una red. Las medidas obtenidas aportan información distinta y
complementaria al monitoreo pasivo porque en este monitoreo
se interviene explícitamente en la red [1].
El monitoreo activo es una forma de monitoreo exclusiva
para medir el desempeño de una red de datos.
C. Rendimiento en Redes de Datos
El rendimiento en una red de comunicación de datos puede
determinarse de variadas formas, unas de ellas, es en términos
de calidad y de capacidad del servicio, la obtención de las
medidas asociadas a estos dos tipos de parámetros, es con el
objetivo de observar de forma gráfica y cuantificable el
comportamiento de las características o variables que
involucra estos parámetros y así a partir de los mismos tener
las bases para evaluar el rendimiento de la red y saber si esta,
está funcionando en forma óptima con respecto a las líneas
bases o valores teóricos ya establecidos.
D. Capacidad del Servicio
Se define como la bondad que tienen las redes de transmitir
data a través de un medio, casi siempre se mide por la variable

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ancho de banda, que se define como una medida de
comunicación de datos y recursos disponible o consumida, la
cual se representa en bits por segundo (bps) ; bit/s) o en sus
múltiplos. El ancho de banda puede tener dos interpretaciones,
de si es disponible o si es consumido, para el ancho de banda
disponible, se dice que es el rango neto de bits o la máxima
salida de una huella de comunicación lógico o físico en un
sistema de comunicación digital, por otro lado cuando se habla
de ancho de banda consumido, se hace referencia al
throughput o goodput obtenido, esto quiere decir la tasa
promedio de transferencia de datos exitosa a través de un
medio de comunicación. Término también utilizado como
prueba de ancho de banda.
E. Calidad de Servicio (QoS) en Redes
Una definición de la IETF RFC 2386, dice que la calidad de
servicio (QoS) es el “conjunto de requisitos del servicio que
debe cumplir la red en el transporte de un flujo” [2]. El
objetivo es controlar características resaltantes en el traspaso
de paquetes, características dadas tanto estadística como
cualitativamente, entre las que tenemos: ancho de banda,
latencia, Jitter, pérdida de paquetes en la red, con esto se
garantiza la fiabilidad del servicio de tal forma se mantenga
estables los requisitos de tráfico para el flujo de datos.
Algunas de las medidas que se pueden estudiar para analizar
la calidad del servicio en una red, se pueden apreciar en la
tabla I.
En tanto los parámetros más utilizados para cuantificar la
calidad de servicio en una red de datos, son los que se definen
en la tabla II.
F. Redes Satelitales VSAT
Este punto se refiere a todo lo concerniente a
implementaciones satelitales VSAT. Las redes VSAT (Very
Small Aperture Terminal, Terminal de Apertura muy pequeña)
se describen como infraestructuras con conectividad satelital,
cuya función está dada por la comunicación de dos o más
terminales terrestres que tienen como puente un satélite de
telecomunicaciones de órbita geoestacionaria (GEO). La
primera banda utilizada en comunicaciones VSAT fue la
banda C, aunque actualmente se usa la Ku. Uno de sus
principales elementos, son los satélites de comunicaciones,
que son complejos sistemas repetidores situados a gran
distancia de la superficie de la Tierra desde donde cubren una
gran zona de cobertura. En función de la órbita en la que se
sitúen, hay tres tipos de satélites: GEO (Geostationary Earth
Orbit) situados en órbitas geoestacionarias a una altura en
torno a los 36.000 km, satélites MEO (Medium Earth Orbit)
situados a una distancia menor de la superficie terrestre, entre
10.000 y 20.000 km y los satélites LEO (Low Earth Orbit) son
de órbita baja, donde la distancia a la superficie terrestre está
entre 500 km y 5.000 por lo que su latencia es muy baja. La
tabla III, resume algunos de los tópicos relacionados más
fundamentales, y en la figura 4, se aprecia una representación
gráfica de una conexión con arquitectura VSAT.
Fig. 4. Dibujo de Red VSAT.
TABLA I. MEDIDAS DE CALIDAD DE SERVICIO (QoS)
Medida Parámetros de QoS
Tiempo
Latencia, Retraso,
Tiempo de
recuperación, Garantía, Intervalo de
sincronización y Disponibilidad
Volumen de
tráfico
Throughput y Picos de Volumen
Precisión
Precisión de direccionamiento, Tasa de
error e Integridad
Robustez
Confianza,
Mantenibilidad,
Resistencia y
Supervivencia
Contabilidad Costo y Auditabilidad
Manejabilidad
Monitorización y
Control
Seguridad
Autenticación,
Confidencialidad y
Seguridad del tráfico
del flujo

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TABLA II. RESUMEN DE LOS PARAMETROS DE CALIDAD MÁS
USADOS
Parámetro Definición Ejemplo
Técnica
de
monitoreo
Disponibilidad
Tiempo mínimo que el
operador asegura que la
red
estará en funcionamiento
99,90%
Ancho de banda
Indica el ancho de banda
mínimo que el
operador garantiza al
usuario dentro de su red
2 Mbps
Basado en
TCP1
Pérdida de
paquetes
Máximo de paquetes
perdidos
(siempre y cuando el
usuario
no exceda el caudal
garantizado)
0,10%
Basado en
UDP2
Latencia
(Round Trip
Delay - RTT)
El retardo de ida y vuelta
medio de los paquetes
80 ms
Basado en
ICMP3
Jitter
La fluctuación que se
puede producir en
el retardo de ida y vuelta
medio
± 20 ms
Basado en
ICMP
G. Tráfico en Sistemas VSAT
El tráfico puede definirse como la cantidad de información
manejada por un recurso durante un cierto período de tiempo.
En los sistemas VSAT el tráfico se divide en dos, Inbound
(utiliza TDMA) y Outbound (TDM) (referenciado al HUB)
ver figura 5.
El Outbound lo utiliza el HUB y se realiza a una tasa de
transferencia alta (aprox 1024kbps) utilizando TDM,
generalmente lo hace en forma de broadcast para todas las
remotas. Mientras que las terminales utilizan el Inbound,
“luchando” por acceder al medio (Aloha o Aloha ranurado) es
decir comparten el AB para la Tx. Una vez conseguido el
medio transmiten con técnica TDMA. Los slots para
transmitir pueden estar previamente establecidos o asignarse
dinámicamente, ver figura 6. El tráfico mixto es una
combinación de mensajes cortos y grandes paquetes de datos.
Para el formato de trama ver figura 7.
 Outbound: El comienzo de la trama se identifica por
UW (unique word), el resto de la trama contiene:
F: inicio de trama
HDR: lleva el address de la IDU e información de
control
FCS: chequeo de trama
F: fin de trama
 Inbound: Las tramas están sincronizadas con las
tramas de outbound, los paquetes típicamente
contienen entre 50 y 250 bytes, se dividen en slots,
cada IDU transmite en esos slots.
Fig. 5. Configuración de Red.
Fig. 6. Tipos de Señal.
Fig. 7. Formato de Trama.

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TABLA III.
CARACTERISTICAS BÁSICAS DE ENLACES SATELITALES VSAT
Tópico Descripción
Banda en uso actualmente Banda Ku
Transmisión de datos Bidireccional e interactiva
Estándar usado de
comunicación
bidireccional
DVB-RCS
Usos de las conexiones
VSAT
Proporcionar conectividad entre dos o más
puntos, acceso a Internet a usuarios en lugares
donde se carece de acceso a infraestructuras
cableadas
Desventajas más
significativas
Latencia, retardo de propagación de señales por
las grandes distancias que tienen que recorrer,
es afectados por condiciones atmosféricas
produciendo desvanecimiento de la señal
Topologías en que
funcionan
Bidireccional en estrella para organizaciones
donde el procesamiento es centralizado, es
decir, un gran número de sucursales que se
comunican a menudo y en tiempo real con la
estación central, la otra topología son los
sistemas en malla, utilizados en redes
corporativas, la cual ofrece comunicación
directa de todos los nodos.
Tipo de antena Parabólica
Diámetro Pequeño y oscila entre 0,5 y 3 metros
Terminal VSAT usado
Módem DVB para decodificar la señal y
proveer la señal adecuada a la instalación del
usuario
Conexión entre la antena
parabólica y el
dispositivo decodificador
Se realiza por medio de cable coaxial
Conexión entre el
codificador y el
equipamiento del cliente
Se efectúa por cable Ethernet RJ-45 o por cable
USB
H. Herramientas
Los recursos empleados para el estudio, se consideraron,
tomando en cuenta el objetivo de la investigación que fue el de
capturar medidas de desempeño a un enlace satelital,
tecnologías de punta disponibles y conocimientos de las
mismas. A continuación se describen las herramientas, en las
cuales se fundamentó la investigación:
1) SensorCloud: Plataforma o servicio de tecnología en la
nube, cuyo objetivo primordial es el almacenamiento y
visualización de data, en forma transparente, rápida y sencilla,
con una interfaz de usuario altamente configurable, una de las
bondades de este tipo de tecnologías es la de enlazar a través
de su API con aplicaciones creadas por el usuario desde su
ordenador y así poder crear un esquema de conexión para la
captura y almacenamiento de la data de comportamientos de
variados tipos de sistemas físicos.
2) Ping (Packet Internet groper): Mensaje ICMP de eco y
su respuesta. Se utiliza con frecuencia en las redes IP para
comprobar si se puede alcanzar un determinado dispositivo de
red [5].
3) Speedtest-Cli: Es un sencillo cliente CLI, escrito en
Python, para medir el ancho de banda de Internet bidireccional
mediante el uso de la infraestructura Speedtest.net, funciona
con Python 2.4 hasta 3.4 [6].
4) Traceroute: Programa disponible en muchos sistemas
que rastrea la ruta que toma un paquete hacia un destino. Es lo
más utilizado para depurar los problemas de enrutamiento
entre hots [5].
5) Wireshark: Analizador de protocolos utilizado para
realizar análisis y solucionar problemas de redes de
comunicaciones, para desarrollo de software y protocolos, y
como una herrmaienta didáctica [8].
III. IMPLEMENTACION DE ESTUDIO DE DESEMPEÑO
El estudio de desempeño se aplicó a un enlace satelital
VSAT, con conexión a Internet, el cual se basó en la
recolección de medidas de dicho enlace. Para lograr la
obtención de las medidas, utilizamos las herramientas
SensorCloud, que es un servicio en la nube y una sencilla
aplicación desarrollada bajo el lenguaje de Python, ver figura 8.
Los parámetros que se midieron, para tratar de entender lo que
ocurre con el desempeño del enlace, fueron, parámetros de
calidad y de capacidad del servicio, en cuanto a calidad se
midió la Latencia, Jitter y pérdida de paquetes, y por la
capacidad se midió, ancho de banda tanto de descarga como de
subida, la arquitectura adoptada para monitorear el medio
satelital, es la mostrada en la figura 9.
Fig. 8. Interfaz de Aplicación Desarrollada en Python.

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3
Sensor
Cloud
API
Aplicación Monitor de Red
(Desktop)
Calidad del Capacidad
Servicio A.B.
(QoS)
Enlace Satelital
Fig. 9. Arquitectura de Sistema de Medición de Enlace
Satelital.
La interfaz de la aplicación monitor de red desarrollada, se
diseñó con la librería PyQt4, la aplicación está conformada por
un hilo principal, el cual carga la ventana, toma los datos y al
momento de presionar Start, se crean tres hilos de ejecución, el
de latencia, el de traceroute y el de ancho de banda, para que se
ejecuten estos tres hilos deben estar instalados en el
computador, los programas Ping, Traceroute y SpeedTest-Cli.
Cada hilo ejecuta el método Procesar, el cual a su vez toma los
valores de la ventana, autentifica el usuario a SensorCloud,
agrega sensor a SensorCloud, ejecuta Ping, Traceroute,
SpeedTest-Cli, sube la data a SensorCloud e imprime valores
por pantalla.
IV. EJECUCION DE APLICACION (CORRIDA)
A fin de dar una desmostración de cómo es que se ejecuta
la aplicación Monitor de Red, desarrollada en Python, se
presentará en este punto los pasos necesarios para realizar una
captura de pruebas de medidas del enlace. Es importante tener
claro que esta aplicación corre bajo el entono Linux Ubuntu
12.04 LTS, es necesario que estén instaladas las herramientas
Python 3.4, la librería PyQt4, los programas Ping, Traceroute,
Speedtest-cli, las librerías pip y sh de Python.
 Paso 1. Copiar la carpeta de la aplicación en el
escritorio de Ubuntu, luego abrir la terminal de Ubuntu,
presionando CTRL+T, figura 10.
Fig. 10. Carpeta de la Aplicación en Escritorio.
 Paso 2. Una vez con la consola de Ubuntu abierta,
accederemos a la ruta donde se ubica el directorio o
carpeta que contiene la aplicación en el escritorio,
para su respectiva ejecución, a través de las
siguientes instrucciones: después del símbolo del
sistema ~$, introducimos cd Escritorio y presionamos
Enter, la siguiente tarea es acceder a la aplicación,
luego de Escritorio$, introduciremos cd Jose
Guillen/, presionamos Enter, y luego de Jose
Guillen$, escribimos python monitor.py y finalmente
presionamos Enter, para que se nos abra la ventana
de ejecución de la aplicación monitor de red, ver
figuras 11 y 12.
Fig. 11. Accediendo a la Aplicación a Través de la Terminal
de Ubuntu.

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Fig. 12. Ventana de la Aplicación.
El lado derecho de la ventana de la aplicación es para
cargar la data a SensorCloud, una vez introducida,
procedemos a iniciar la toma de medidas, presionando la tecla
de color naranja Start Test, la ventana muestra un ejemplo de
la recolección de medidas para un Test de 10 pruebas, una vez
que la aplicación termina de cargar o almacenar la data en
SensorCloud, el lado izquierdo de la ventana de la aplicación
mostrará los resultados obtenidos, ver figura 13. La figura 14,
muestra a la ventana de SensorCloud con los resultados de las
medidas obtenidas en forma gráfica.
Fig. 13. Lado izquierdo de la Aplicación con los Resultados
del Test Realizado para 10 Pruebas.
Fig. 14. Interfaz de SensorCloud con el Test Aplicado para 10
Pruebas.
V. RESULTADOS
Se obtuvieron diferentes medidas, producto de las pruebas
realizadas al servidor www.siga.pdval.gob.ve, se decidió
escoger este servidor para la aplicación de las pruebas de
evaluación de rendimiento del enlace satelital, dado que el
mismo es el que tiene más actividad dentro de la empresa, por
ser la herramienta que más los usuarios trabajan durante la
jornada laboral diaria, y también la que más problemas
presenta, en cuanto a fallas de conectividad constantes.
www.siga.pdval.gob.ve, es una aplicación intranet, la cual es
solo accesible por personal autorizado dentro de la empresa,
desde cualquier sitio del planeta, siempre y cuando tenga los
privilegios de acceso debidos y una conexión a Internet. Su
función es ser un sistema de información integrado para la
gestión administrativa de la organización, las siguientes son
medidas obtenidas en SensorCloud, para diferentes cantidades
de pruebas (ver figuras 15, 16 y 17).
Fig. 15. Monitoreo de Latencia al Servidor
WWW.SIGA.PDVAL.GOB.VE para una Cantidad de 1500
Pruebas.

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Medida
Nº
Cantidadde
Pruebas
HoraAplicación Latencia(ms) Jitter(ms)
Pérdida
Paquetes
A.B.Bajada
(Mbps)
A.B.Subida
(Mbps)
Utilización
(%)
1 1000 08:18AM 752,51 236,24 11/1000 0,90 0,97 45,00
2 1000 11:08AM 747,07 228,93 24/1000 0,86 2,11 43,00
3 500 01:38PM 750,80 233,86 26/500 0,90 1,67 45,00
4 100 02:52PM 746,66 155,06 3/100 0,90 1,24 45,00
5 200 03:15PM 759,32 152,97 2/200 0,90 1,36 45,00
6 300 03:45PM 785,33 343,44 14/300 0,90 2,06 45,00
7 4000 07:58AM 737,24 74,94 4/4000 0,90 0,07 45,00
8 2000 07:14AM 851,89 467,92 10/2000 0,90 0,66 45,00
9 446 01:35PM 1176,29 1046,44 6/446 0,89 0,97 44,50
10 600 02:18PM 914,78 482,56 22/600 0,89 0,47 44,50
11 300 04:10PM 953,64 500,50 11/300 0,87 1,26 43,50
12 2500 07:57AM 1104,05 982,17 4/2500 0,84 0,44 42,00
13 1000 11:03AM 1153,52 1028,01 40/1000 0,90 0,66 45,00
14 1000 01:23PM 1083,80 974,39 43/1000 0,85 0,92 42,50
15 1500 08:34AM 924,17 563,25 89/1500 0,90 1,42 45,00
16 1000 12:04PM 896,80 382,11 25/1000 0,86 2,07 43,00
17 500 02:19PM 1037,29 807,55 14/500 0,90 1,57 45,00
18 1000 03:32PM 894,62 422,13 25/1000 0,89 0,86 44,50
19 1500 09:40AM 1110,17 523,84 9/1500 0,93 0,61 46,50
20 2500 08:29AM 774,31 184,42 19/2500 0,89 0,46 44,50
21 700 01:53PM 773,40 191,32 3/700 0,91 0,53 45,50
CalidaddelServicio Capacidad
Pruebas.
Pruebas.
Adicionalmente se recolectaron, en una tabla los valores de
las medidas aplicadas al servidor www.siga.pdval.gob.ve,
dichos valores corresponden a calidad del servicio: Latencia,
Jitter y pérdida de paquetes y capacidad porcentaje de
utilización del servicio, ver tabla IV:
TABLA IV.
MEDIDAS PROPORCIONADAS POR LA APLICACIÓN
La tabla IV, muestra el registro de la data de 21 medidas
obtenidas para un periodo de 8 días (1 semana y un día), que
corresponden a valores de parámetros tales como: Latencia,
Jitter, Pérdida de Datagramas, Ancho de Banda y la
utilización del servicio. Es importante recordar que la empresa
que provee el servicio Satelital a la empresa, se denomina
Telecomunicaciones Bantel, C.A. esta ofrece un ancho de
banda de descarga de 2048 Kbps, equivalente a 2 Mbps y un
ancho de banda de subida de 1024 Kbps el cual equivale a 1
Mbps, siendo el ancho de banda total de 3 Mbps. Por otro lado
la Utilización del servicio, es un porcentaje del número de bits
que se transmiten a través del enlace satelital dividido por el
número total de bits que el enlace puede transmitir,
generalmente, el numerador se conoce como rendimiento y el
denominador como ancho de banda del enlace. La relación es
la siguiente:
Utilización = (Rendimiento / Ancho de banda) x 100%

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Una representación gráfica apartir de los valores de la tabla
IV, sería como sigue (ver figuras 18 y 19):
Fig. 18. Gráfico de Comportamiento de Parámetros de Calidad
del Servicio.
Fig. 19. Gráfico de Utilización del Servicio.
En las figuras 20, 21 y 22, se visualiza las capturas de
paquetes obtenidas con Wireshark, esto con el fin de observar
el comportamiento de los niveles de tráfico de entrada y salida
del enlace satelital en un momento dado dentro del enlace
satelital. Para la implementación de estas capturas se empleó
un computador de la red local como punto de medición.
Fig. 20. Traza del Tráfico Total que está pasando por nuestro
Punto de Medición desde las 08: 05 a.m. hasta las 11:03 a.m.
Fig. 21. Traza del Tráfico Total de una Medición desde las 08:
55 a.m. hasta las 10:03 a.m.
Fig. 22. Traza del Tráfico Total de una Medición desde las
07:50 a.m. hasta las 10:32 a.m.

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VI. EVALUACION
Analizando las medidas recabadas en SensorCloud,
producto de las pruebas efectuadas al servidor
www.siga,pdval.gob.ve, de los parámetros de calidad y
capacidad del servicio satelital, podemos inferir en que el
mismo presenta una conectividad que no es estable, dado que
se puede visualizar picos de latencia con valores muy elevados
que supera los 3000 ms, tiempo excesivo para un enlace
satelital, lo cual indica un comportamiento deficiente del
enlace, también considerando que el enlace presenta congestión
principalmente en los días Martes, Miércoles, Jueves y
Viernes, ya que es con que más frecuencia, se accesa a la
Intranet SIGA, observando la tabla de medidas de la figura 8,
podemos darnos cuenta, que los valores promedios de Latencia
oscilan entre los 700 y 1180 ms, en relación a la pérdida de
datagramas, estas también, reflejan valores muy altos. En tanto
la capacidad del enlace, igualmente no es la más óptima, el
porcentaje de utilización del enlace oscila entre el 40 y 47 por
ciento del ancho de banda de bajada ofrecido por el proveedor.
VII. SISTEMA DE OBSERVACIONES DE TRAFICO A
LARGO PLAZO PARA CARACTERIZACIÓN DE
SERVICIO
El sistema consiste básicamente, en la implementación de
una sencilla herramienta para recabar medidas de tráfico de la
red satelital de Pdval, compuesta por un conjunto de segmentos
satelitales VSAT, distribuidos en diferentes ubicaciones del
estado Mérida, este sistema será el recolector de una serie de
observaciones prolongadas de las medidas de dicha conexión,
El fin de esta recolección de observaciones de las
características del enlace, es poder inferir en términos de
tráfico y calidad sobre el servicio SIGA (Sistema de
Información Automatizado para la Integración de la Gestión
Administrativa), una de las aplicaciones vía web, más
importantes de la empresa, y dado que esta herramienta se ha
tornado bastante lenta y pesada para los usuarios que procesan
diariamente transacciones en la misma por los altos valores de
latencia, surge el interés por investigar sobre los factores que
afectan la calidad del servicio, aplicando un análisis de tráfico
de la red.
Fig. 23. Diagrama de Construcción por Capas.
Recolección de datos. En esta etapa el sistema debe
conectarse a un punto de medición en la red local, allí se
encargará de extraer la información, en donde la herramienta
de recolección de datos empleada se conectará al origen de los
datos por transmisión en tiempo real, estará conectada de
manera prolongada a largo plazo, descargando información
cada vez que esta transmite. En nuestro Sistema, la
información de interés a obtener por la herramienta será las
métricas de tráfico de una conexión satelital, en donde la fuente
generadora de los valores de las variables a estudiar, será los
usuarios de la red local del nodo o estación satelital, es decir,
cada vez que un usuario ejecute una tarea en la red, tal como
accesar a un sitio en internet a través del navegador, se produce
y captura información de las medidas bajo estudio en tiempo
real. Almacenamiento. Para el almacenamiento de la data
capturada por cada nodo, se empleará ficheros en Excel XLSX,
y como medio de recolección de estos ficheros, nos valdremos
del servicio en la nube Dropbox, allí es donde se subirá y
guardará los ficheros .XLSX generados en los nodos satelitales,
se organizaran en directorios para cada nodo, de forma
compartida, esto con la finalidad de poder acceder a ellos para
utilizar la información registrada en los ficheros XLSX de cada
nodo y así realizar actividades de consulta y análisis, desde
cualquier sitio, siempre que se requiera. Procesamiento y
análisis. El análisis de la información que se transfiere a través
de los enlaces satelitales y / o sus segmentos y la búsqueda
posterior de patrones o características que muestren alguna
tendencia o comportamiento éstandar usando simple inspección
o alguna técnica estadística. En este estudio se investigará
básicamente como se relaciona el tráfico del enlace satelital
con la calidad de servicio del mismo, se analizará la congestión
del enlace. Visualización. Los gráficos, son la herramienta que
se empleará para representar los comportamientos del sistema
satelital bajo estudio.
Los estudios de tráfico en redes IP se basan en la captura o
registro de la información contenida en el frame (trama) o
datagrama IP que se transfiere por un segmento red LAN en un
enlace satelital. Una vez capturados, los paquetes entregan
información del sentido del flujo (origen-destino), cantidad de
información transferida (expresada en volumen. Bytes u
octetos), protocolos empleados (TCP, UDP, TELNET, FTP,
HTTP, entre otros), duración de la conversación entre nodos
origen y destino, tiempo de llegada entre paquetes
(Timestamp), entre otra.
La implementación de la capa de recolección de datos, se
realizó en cada unos de los nodos del sistema de red satelital,
para ello se empleó un equipo de computación y herramientas
de software, en cuanto al equipo se seleccionó aquel que tiene
más actividad en el nodo durante el día, es decir aquel que los
usuarios operan con más frecuencia en el nodo satelital, en
tanto el software instalado y configurado, estuvo conformado
por una pequeña aplicación tipo monitor, desarrollada bajo
Python, que fue la que se encargó de capturar las observaciones
del tráfico de la red local del nodo, esta aplicación una vez que
captura la data, la envió a la carpeta compartida en Dropbox
del nodo respectivo en archivos Excel .XLSX, siendo este el
medio para la recolección de la data en forma masiva . Para la
captura de la información de los paquetes que transmite y
recibe la red en tiempo real en la cual el ordenador está

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conectado se utilizó la herramienta Tcpdump, que también está
incorporada en la aplicación monitor. Posteriormente a esto, se
procedió a configurar el sistema operativo del equipo, de tal
forma que funcione como un demonio, es decir programarlo de
tal forma que ejecute la tarea de tomar las medidas de forma
continua, sin necesidad de la asistencia o intervención de un
usuario para realizar la activación del servicio. En la figura 24,
se visualiza una representación gráfica sencilla del recolector
de observaciones diseñado. Es importante señalar que la
implementación del sistema de observaciones se efectuó en tres
(3) nodos de la red satelital, esto quiere decir que se escogieron
para la toma de métricas del tráfico, el conjunto de nodos que
mas volumen de actividad de tráfico o de acceso a la red
presentan durante el día, por lo que los nodos que más
transacciones contabilizan en la red de datos, son: punto de
venta Tovar, punto de venta Santa Cruz de Mora y punto de
venta Bailadores.
Fig. 24. Capa Recolector de Medidas Tráfico.
La implementación de la capa de almacenamiento de datos,
se escribió con un pequeño script en Python, donde se empleó
para el diseño de la interfaz del cargador de datos a la BDD, la
librería PyQT4, y como gestor de base de datos SQLite que se
implementa con Python, ver figura 25.
Fig. 25. Capa Cargador / Almacenamiento en Base de
Datos.
En la figura 25 se visualiza una pequeña ventana, que es
desde donde se carga en la base de datos SQLite, la data
correspondiente a los archivos .xlsx contenidos en el directorio
dentro de Dropbox, se cargan dos tablas, una que integra toda
la información para los archivos .xlsx correspondientes a
Latencia del servicio y otra para los archivos .xlsx
correspondientes a tráfico con Tcpdump. Este proceso se
realiza masivamente simplemente con hacer click en la ficha
Cargar en DB, luego presionar el botón buscar y seleccionar la
carpeta dentro de Dropbox que contiene la información de los
.xlsx, y finalmente presionar el botón Cargar, para que la
aplicación comience a extraer e integrar la información en las
tablas.
VIII. CONCLUSIONES
Para alcanzar rendimientos óptimos en un enlace satelital es
necesario estar consciente de que todo enlace está expuesto a
problemas que alteran el rendimiento de sí mismo. Producidos
por perdida de paquetes y latencia que retardan el envío y la
recepción de las señales que son transmitidas a través de los
enlaces. Las cuales son tratadas en tiempo real para mejorar el
servicio. Para comprobar que el enlace funciona a la perfección
y que este presenta inconvenientes de retardo y errores se
realiza la prueba de Ping y la Prueba de Velocidad que mide en
Milisegundos el funcionamiento del enlace una de las más
comunes en enlaces de redes.
REFERENCIAS
[1] G. M.Hector “Avances en Informática y Sistemas
Computacionales”, Conais 2007, 1ra. ed. Tom.2, Ed.
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Septiembre
2007, p. 6.
[2] E. Crawley, R. Nair, B. Rajagopalan y H. Sandick, “A
Fremework for QoS based Rounting in the Internet” ,
RFC 2386, Agosto 1998.
[3] L. Jorge y M. Marcel, “Fundamentos de Telemática”,
2004.
[4] http://www.sensorcloud.com
[5] Cisco Systems, “Guía del primer año CCNA 1 y 2”, 3ra.
ed. pp. 920-927, 2004.
[6] http://www.linux-party.com
[7] J. Stephen, “Localización de averías, reparación,
mantenimiento y optimización de Redes”, 1ra. ed. Ed.
McGraw-Hill/Interamericana, 2002.
[8] http://es.wikipedia.org/wiki/Wireshark
[9] S. William, “Redes e Internet de Alta Velocidad.
Rendimiento y Calidad de Servicio”, 2da. ed. Ed. Pearson
Prentice Hall, 2004.

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