63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica

O PROBLEMA DE ALOCAÇÃO DE LINKS PARA A INTERCONEXÃO DE ERB’s EM UM SISTEMA 3G – UM ESTUDO DE CASO UTILIZANDO MODELOS DE OTIMIZAÇÃO

Bruno Quirino de Oliveira 1 Marllon Thiago Lopes dos Santos 1 Maria José Pereira Dantas 1 Marcos Antônio de Sousa 2

1. Departamento de Engenharia, Faculdade de Engenharia Elétrica, PUC-GO 2. Departamento de Engenharia, Faculdade de Engenharia Elétrica, PUC-GO 3. Prof. Dra. / Orientadora - Departamento de Matemática e Física, Faculdade de Engenharia Elétrica, PUC-GO 4. Prof. Dr. / Co-Orientador - Escola de Engenharia Elétrica e Computação, UFG

INTRODUÇÃO:

O setor de telecomunicações está em constante desenvolvimento, onde os sistemas de terceira geração (3G) representam o momento atual das comunicações móveis celular. A demanda crescente de usuários de serviços banda larga exige uma atualização constante na capacidade de atendimento da rede. Os links de transmissão responsáveis pela interconexão de Estações Rádio Base (ERB) com a CCC (Central de Controle e Comutação) são um exemplo de infra-estrutura que necessita estar em constante atualização. A fibra ótica e a tecnologia SDH (Hierarquia Digital Síncrona) continuam sendo bastante utilizadas. Uma das principais estratégias de mercado adotadas pelas operadoras do sistema para atualizar a capacidade da sua rede de interconexão de ERB’s tem sido alugar links de transmissão de outras operadoras. Diante deste cenário diversificado, este trabalho apresenta um estudo de caso para o dimensionamento da rede de interconexão ERB’s-CCC em um sistema 3G, direcionado para o contrato de aluguel de infra-estrutura. O estudo utiliza como suporte no processo decisório um modelo de Programação Linear Inteira Mista (PLIM). A avaliação é feita a partir do ponto de vista da operadora que deseja alugar os links de transmissão.

METODOLOGIA:

O objetivo principal é alocar e dimensionar os links de transmissão para fazer a interconexão de trinta ERB’s com a CCC de um sistema 3G. A demanda a ser atendida em cada ERB, o comprimento dos enlaces, as rotas alternativas para escoamento de demanda e as limitações de capacidade de equipamentos também fazem parte do processo de decisão. A estrutura de custos adotada no modelo considera os custos de aluguel dos enlaces. Obteve-se assim, uma função objetivo que se refere ao custo mínimo gerado pelo aluguel de links. A função é calculada somando-se os custos de aluguel de banda (capacidade de transmissão) e comprimento de enlace em cada arco escolhido para garantir o escoamento da demanda em cada uma das trinta ERB’s. Cinco capacidades de sistemas de transmissão SDH fazem parte do processo decisório. Simulações computacionais admitindo crescimento de demanda e/ou aumento de custos foram feitas e discutidas.

RESULTADOS:

Para a implementação e simulação do modelo foram utilizados os seguintes recursos computacionais: linguagem de programação matemática AMPL (A Mathematical Model Programable Linear), para a elaboração do modelo matemático, e o pacote de otimização CPLEX. Foram realizadas variações em dois parâmetros: demanda prevista e custo de aluguel de rede por quilômetro. Obteve-se assim o comportamento da rede para cada caso. Com a topologia da rede obtida é possível verificar a capacidade dos links que conectam as ERB's diretamente a CCC, bem como dos links indiretos, aqueles que escoam a demanda através de outra ERB, antes de atingir a CCC. Para um cenário em que se manteve fixo o custo de aluguel de link e com crescimento na demanda prevista em todas as ERB's percebeu-se uma redução dos links indiretos. Em outro cenário de simulação computacional foi possível observar que a topologia de atendimento da rede a ser alugada sofre pouca influência mediante variações no custo de aluguel, mantida uma previsão de demanda fixa.

CONCLUSÃO:

O mercado de comunicação móvel celular está cada vez mais competitivo e tem levado as operadoras do setor a buscar novas formas de planejar suas redes, minimizando os custos e maximizando as receitas. A competitividade deste mercado vai além da escolha da tecnologia de acesso, passa também pela fidelidade do cliente, agregando novos serviços e facilidades. A transmissão de dados, em velocidades crescentes, tem sido cada vez mais o alvo de interesse por parte das operadoras. A capacidade de atendimento da infra-estrutura de interconexão de ERB's em um sistema 3G deve estar em constante atualização. A possibilidade de aluguel de rede é uma alternativa que também deve ser avaliada pela operadora do sistema. O estudo apresentado neste trabalho permite avaliar cenários mercadológicos que podem ser facilmente adaptados a estas novas situações. A ferramenta computacional utilizada apresenta-se, portanto, como um facilitador para o processo de decisão durante o dimensionamento e a avaliação de risco no planejamento da infra-estrutura de interconexão de ERB’s em uma sistema 3G.

Palavras-chave: Modelagem Matemática, Interconexão de ERB's, Sistemas SDH.