Modelo empírico que permite evaluar el rendimiento de la red LAN basada en el estándar Homeplug AV para la transmisión de voz sobre el protocolo IP

La presente tesis de investigación plantea el desarrollo de un modelo experimental para evaluar el rendimiento de una red LAN operando con el estándar Homeplug AV y para la transmisión de VoIP. Para el desarrollo del modelo empírico se plantearon escenarios de prueba considerando el uso de 1,2,5 y 1...

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Autores:
Granados Acuña, Gerardo
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2014
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
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Palabra clave:
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description La presente tesis de investigación plantea el desarrollo de un modelo experimental para evaluar el rendimiento de una red LAN operando con el estándar Homeplug AV y para la transmisión de VoIP. Para el desarrollo del modelo empírico se plantearon escenarios de prueba considerando el uso de 1,2,5 y 10 estaciones en una red LAN intercambiando paquetes de información tipo VoIP. En las pruebas se utilizó el software generador de tráfico Distributed Internet Traffic Generator (D-ITG) versión 2.61 y se emplearon adaptadores Homeplug marca TP-LINK modelo TL-PA211. Se generó tráfico tipo aleatorio para los codecs de audio más representativos (G711, G723.1, G729) y se registraron datos de los siguientes parámetros de rendimiento: throughput, jitter, retardo y porcentaje de paquetes perdidos. La investigación realizada permitió obtener un modelo estadístico de evaluación del comportamiento de la red eléctrica para la transmisión digital de información de voz (tráfico VoIP), teniendo en cuenta la cantidad de equipos (A) y los codecs usados (B) en una red LAN, operando bajo el estándar Homeplug AV. Dentro de las conclusiones obtenidas a partir de la presente investigación se destaca que con respecto al parámetro pérdida de paquetes, en la totalidad de las mediciones realizadas se obtuvo un valor igual a cero (0). Con relación al Throughput, se encontró que los factores códec utilizado y número de estaciones en la red, así como su interacción, tienen un efecto estadísticamente significativo para un porcentaje equivalente al 95% de confianza. El análisis de varianza para el Jitter estableció que los factores códec (A) y número de estaciones (B) en la red tienen efectos individuales estadísticamente significativos y los efectos de la interacción AB no influyen estadísticamente en el modelo planteado. Para el Retardo se encontró que únicamente el número de estaciones (B) tiene un efecto estadísticamente significativo.
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Se generó tráfico tipo aleatorio para los codecs de audio más representativos (G711, G723.1, G729) y se registraron datos de los siguientes parámetros de rendimiento: throughput, jitter, retardo y porcentaje de paquetes perdidos. La investigación realizada permitió obtener un modelo estadístico de evaluación del comportamiento de la red eléctrica para la transmisión digital de información de voz (tráfico VoIP), teniendo en cuenta la cantidad de equipos (A) y los codecs usados (B) en una red LAN, operando bajo el estándar Homeplug AV. Dentro de las conclusiones obtenidas a partir de la presente investigación se destaca que con respecto al parámetro pérdida de paquetes, en la totalidad de las mediciones realizadas se obtuvo un valor igual a cero (0). Con relación al Throughput, se encontró que los factores códec utilizado y número de estaciones en la red, así como su interacción, tienen un efecto estadísticamente significativo para un porcentaje equivalente al 95% de confianza. El análisis de varianza para el Jitter estableció que los factores códec (A) y número de estaciones (B) en la red tienen efectos individuales estadísticamente significativos y los efectos de la interacción AB no influyen estadísticamente en el modelo planteado. Para el Retardo se encontró que únicamente el número de estaciones (B) tiene un efecto estadísticamente significativo.INTRODUCCIÓN 12 2. MARCO REFERENCIAL 17 2.1 TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN EN REDES ELÉCTRICAS 17 2.1.1 Tecnologías PLC 17 2.1.2 Fundamentos de operación de la tecnología PLC 19 2.2 TECNOLOGÍA PLC BAJO EL ESTÁNDAR HOMEPLUG AV 21 2.2.1 Evolución y normalización del estándar Homeplug 22 2.2.2 Prestaciones del estándar Homeplug AV 23 2.3 ELEMENTOS RELEVANTES A LAS TECNOLOGIAS PLC – HOMEPLUG AV 25 2.3.1 Modulación OFDM 25 2.3.2 Ruido en redes LAN PLC 26 2.3.3 Calidad del Servicio 27 2.3.3.1 Clasificación de paquetes 28 2.3.3.2 Manejo de Prioridad 28 2.4 ARQUITECTURA DE LA RED LAN BAJO EL ESTÁNDAR HOMEPLUG AV 30 2.4.1 Niveles de Protocolos 30 2.4.2 Arquitectura de Red 32 2.4.3 Limitaciones técnicas de la red PLC bajo el estándar Homeplug AV 34 2.4.3.1 Propagación de la señal Homeplug AV 34 2.4.3.2 Interferencia en redes PLC 35 2.5 TECNOLOGÍA VOIP EN REDES LAN PLC 36 2.5.1 Voz sobre protocolo IP 37 2.5.2 Codificación de la Voz 39 2.5.3 Ancho de banda para Voz en IP 41 2.5.4 Calidad de Voz en redes IP 43 2.5.4.1 Retardos 43 2.5.4.2 Pérdida de paquetes 44 2.5.4.3 Jitter 44 2.5.4.4 Eco 44 2.5.4.5 Tamaño de paquetes 45 3. MÉTODO 46 3.1 DISEÑO EXPERIMENTAL 46 3.2 PLANEACIÓN DEL EXPERIMENTO 48 3.2.1 Rendimiento 48 3.2.1.1 Throughput 48 3.2.2.2 Jitter 49 3.2.2.3 Retardo 49 3.2.2.4 Pérdida de paquetes 50 3.2.2 Dispositivos y especificaciones 50 3.2.3 Generador de Tráfico 52 3.2.4 Consideraciones adicionales 54 3.2.5 Tamaño de la muestra 54 3.3 DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO 56 3.4 DATOS REUNIDOS A PARTIR DE LA EXPERIMENTACIÓN 59 4. RESULTADOS 63 4.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS 63 4.2 MODELO ESTADÍSTICO Y ANÁLISIS DE VARIANZA PARA THROUGHPUT 64 4.3 EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS A PARTIR DE LA EXPERIMENTACIÓN 68 4.3.1 Supuesto de Varianza Constante 68 4.3.2 Supuesto de Normalidad 69 4.3.3 Supuesto de Independencia 70 4.4 MODELO ESTADÍSTICO Y ANÁLISIS DE VARIANZA PARA JITTER 71 4.5 MODELO ESTADÍSTICO Y ANÁLISIS DE VARIANZA PARA RETARDO 76 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 82 5.1 CONCLUSIONES 82 5.2 RECOMENDACIONES 84 REFERENCIAS 87MaestríaThis research thesis proposes the development of an experimental model to evaluate the performance of a LAN network operating with the Homeplug AV standard and for VoIP transmission. For the development of the empirical model, test scenarios were considered considering the use of 1,2,5 and 10 stations in a LAN network exchanging VoIP-type information packets. In the tests, the Distributed Internet Traffic Generator (D-ITG) version 2.61 traffic generator software was used and TP-LINK brand TL-PA211 model Homeplug adapters were used. Random type traffic was generated for the most representative audio codecs (G711, G723.1, G729) and data on the following performance parameters were recorded: throughput, jitter, delay and percentage of packets lost. The research carried out allowed obtaining a statistical model for evaluating the behavior of the electrical network for the digital transmission of voice information (VoIP traffic), taking into account the number of equipment (A) and the codecs used (B) in a LAN network. , operating under the Homeplug AV standard. Within the conclusions obtained from the present investigation, it is highlighted that with respect to the packet loss parameter, in all the measurements carried out, a value equal to zero (0) was obtained. Regarding Throughput, it was found that the codec factors used and the number of stations in the network, as well as their interaction, have a statistically significant effect for a percentage equivalent to 95% confidence. The analysis of variance for the Jitter established that the codec factors (A) and the number of stations (B) in the network have statistically significant individual effects and the effects of the AB interaction do not statistically influence the proposed model. For the Delay, it was found that only the number of stations (B) has a statistically significant effect.Rendimento é um dos aspectos mais interessantes da análise global nas redes LAN, devido ao efeito produzido sobre o utente final. A definição de rendimento pode ser abordado a partir de diferentes pontos de vista, o que lhe permite incorporar outras formas de avaliação, segundo o objeto de interesse em particular. Basicamente, os parâmetros mais comuns para avaliar o rendimento em uma rede são: throughput, utilização do canal e diversas medidas de retardo. Neste artigo apresenta-se análise experimental sobre o comportamento do throughput em redes LAN sobre power line communications (PLC), sob uso de adaptadores de rede suportados com o estándar HomePlug 1.0.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaModelo empírico que permite evaluar el rendimiento de la red LAN basada en el estándar Homeplug AV para la transmisión de voz sobre el protocolo IPEmpirical model that allows evaluating the performance of the LAN based on the Homeplug AV standard for the transmission of voice over the IP protocolMagíster en TelemáticaBucaramanga (Colombia)Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaMaestría en Telemáticainfo:eu-repo/semantics/masterThesisTesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMLocal area networksComputer networksComputer networksSystems EngineeringTelematicsInvestigationsNew technologiesHomeplugPowerlineCommunicationsStatistical modelRedes de área localRedes de computadoresRedes de computadoresIngeniería de sistemasTelemáticaInvestigacionesNuevas tecnologíasAnálisis de varianzaModelo estadísticoCanal PLCVoIPDiseño experimentalGranados Acuña, Gerardo (2014). Modelo empírico que permite evaluar el rendimiento de la red LAN basada en el estándar homeplug av para la transmisión de voz sobre el protocolo IP. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABAfkhamie, K. H., Katar, S., Yonge, L., & Newman, R. (2005). An overview of the upcoming HomePlug AV standard. International Symposium on Power Line Communications and Its Applications, 2005., 400–404. doi:10.1109/ISPLC.2005.1430539Altolini, D., Benvenuto, N., Pupolin, S., & Riva, R. (2012). Preamble-based channel estimation in HomePlug AV systems. 2012 IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications, 176–181. doi:10.1109/ISPLC.2012.6201326Anatory, J. & Theethayi, N. (2010). Broadband Power-Line Communication Systems: Theory and Applications. (1a ed., p. 193). Southampton, England: WIT Press.Avallone, S. . P. A. (n.d.). D-ITG Distributed Internet Traffic Generator. 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