• Descripción

Las arquitecturas de las redes de telecomunicación están cambiando para soportar nuevos requisitos de un gran número de servicios y aplicaciones. Se están introduiciendo nuevos tipos de tráfico y de agregación de tráfico con nuevas necesidades y, al mismo tiempo, equipamiento de nueva generación. Éste es un proceso de transición desde las infraestructuras existentes de red (como la red telefónica conmutada o PSTN/PLMN) hacia las redes de la próxima generación y dará lugar a distintas soluciones de arquitecturas de red como resultado del proceso de convergencia en el cual los distintos servicios comparten las infraestructuras de red.
En este contexto, la asignatura aborda la planificación de las redes de telecomunicación desde distintos puntos de vista. Así, la primera parte de la asignatura se focaliza en el estudio de la estructura de las redes y sus costes asociados (costes directos atribuibles, conjuntos, comunes, individuales, marginales o incrementales).
El segundo módulo de la asignatura se centra en el diseño de las redes. Tal como se intuye, el coste de las redes de telecomunicación es un punto clave para la viabilidad de su despliegue. Cuanta más capacidad se despliega, mejor servicio puede ofrecer a los usuarios que se conectan, pero a su vez, mayor es su coste. Es por este motivo que se presentan métodos de optimización de una red de comunicaciones, teniendo en cuenta aspectos tan esenciales como su robustez (protección ante caídas de enlaces) y su topología (localización de sus nodos).
El tercer módulo profundiza en uno de los aspectos que, ahora sí, tiene un impacto más notable sobre los usuarios de las redes: el precio de los servicios. Existen distintos modelos de precios (tarifa plana, precios por prioridad, por franja horaria, etc), y la asignatura intenta hacer un repaso de las bases teóricas que fundamentan cada uno de los modelos, prestando especial atención a las ventajas e inconvenientes que comporta la selección de cada uno de los modelos.
Finalmente, el último de los módulos muestra la utilidad de la teoría de juegos en la gestión de los recursos disponibles en cada red.

La asignatura no pretende dar respuesta a todas las preguntas derivadas de la planificación de redes de telecomunicación, pero sí que intenta ofrecer una visión global del problema, profundizar en los aspectos más importantes, y dar al estudiante las herramientas y los conocimientos necesarios que le permitan afrontarlos.

• La asignatura en el conjunto del plan de estudios

La asignatura Planificación de redes de telecomunicación es obligatoria para todos los estudiantes. Está diseñada para ofrecer a los estudiantes el bagaje matemático necesario en el ámbito de la planificación de redes.

• Campos profesionales en el que se proyecta

Esta asignatura pretende ofrecer las bases teóricas de algunos de los aspectos clave de las redes de telecomunicación. Planificación de redes de telecomunicación es una asignatura que se enmarca, dentro del plan de estudios del máster, en el grupo de asignaturas de redes.
Cualquier ingeniero que trabaje en el ámbito del diseño y el despliegue de redes de telecomunicación, tanto públicas como privadas, debe tener las competencias que le capaciten para afrontar problemas derivados de este campo. Así, Planificación de redes de telecomunicación tiene el objetivo de proveer a los alumnos con dichas competencias.

• Conocimientos previos

Para poder cursar con éxito esta asignatura se recomienda, aunque no es necesario, que el estudiante haya cursado la asignatura de Redes y Servicios.

• Objetivos y competencias

Los objetivos concretos de cada módulo son los siguientes:

 Módulo 1:

1. Analizar la estructura y las funciones de una red de telecomunicación.
2. Tener una visión global de las diferentes tecnologías que se utilizan en las diferentes partes de la red.
3. Analizar las problemáticas de la regulación de las redes de telecomunicación.
4. Conocer cómo se lleva a cabo el acceso a las redes por los diferentes servicios de telecomunicación.
5. Conocer y analizar los diferentes costes que intervienen en el diseño y despliegue de una red.
6. Analizar el concepto de economías de escala en diferentes partes de una red.
7. Analizar el caso concreto de la planificación de una red fija orientada al servicio de voz.
8. Analizar la relación entre el diseño, la planificación y los precios en una red de telecomunicación.

 Módulo 2:

1. Conocer los métodos de optimización para el diseño de las redes de telecomunicación.
2. Analizar los diferentes problemas de planificación de redes de telecomunicación.
3. Planificar redes en función de diferentes objetivos.
4. Asignar caminos y flujos en una red de manera óptima.
5. Conocer y analizar métodos de diseño de redes robustas frente a fallos de la red.
6. Diseñar la topología de las redes de telecomunicación.
7. Planificar las redes para un presupuesto dado.

 Módulo 3:

1. Conocer los conceptos económicos fundamentales que son necesarios para analizar los mecanismos de tarifación.
2. Analizar los factores que afectan a la demanda de servicios por parte de los usuarios.
3. Analizar los factores que afectan al proveedor de servicios.
4. Analizar y utilizar los modelos de precios que equilibran el mercado.
5. Conocer y analizar el concepto de externalidad de red y cómo afecta a los mecanismos de precios.
6. Conocer el funcionamiento de la regulación de los servicios de telecomunicación.
7. Clasificar los mecanismos o modelos de precios aplicables en una red de telecomunicación.
8. Analizar y aplicar diferentes modelos de tarifación de telecomunicación.

 Módulo 4:

1. Conocer los conceptos fundamentales de la teoría de juegos.
2. Analizar las posibles soluciones de un problema desde la perspectiva de la teoría de juegos.
3. Analizar las diferentes soluciones de equilibrio de un juego.
4. Conocer y analizar mecanismos de asignación de recursos en una red de telecomunicación mediante la teoría de juegos.
5. Conocer y aplicar el funcionamiento de las subastas como mecanismo para asignar precios en una red de telecomunicación.
6. Analizar y aplicar la teoría de juegos al acceso a la estructura de Internet.

Las competencias propias del máster que se trabajan total o parcialmente en la asignatura: 

1. Capacidad para modelar, diseñar, implantar, gestionar, operar, administrar, y mantener redes, servicios y contenidos.
2. Capacidad para diseñar y dimensionar redes de transporte, difusión y distribución de señales multimedia.
3. Capacidad para realizar la planificación, toma de decisiones y empaquetado de redes, servicios y aplicaciones considerando la calidad de servicio, los costes directos y de operación, el plan de implantación, supervisión, los procedimientos de seguridad, el escalado y el mantenimiento, así como gestionar y asegurar la calidad en el proceso de desarrollo.

• Contenidos

MÓDULO 1: Planificación y diseño de las redes de telecomunicación

1. La estructura y funciones de las redes

1.1. Estructura de las redes
1.2. Acceso a las redes
1.2.1. Acceso por redes fijas
1.2.2. Acceso por redes móviles
1.3 Regulación del mercado de las comunicaciones
1.4 Estrategias para el uso de las TIC

2. Funciones de costes de una red

2.1. Costes que intervienen en una red

2.1.1. Costes directos atribuibles, costes conjuntos y comunes
2.1.2. Costes individuales
2.1.3. Costes marginales
2.1.4. Costes incrementales a largo plazo

2.2. Economías de escala y de abasto
2.3. Coste del acceso al bucle desagregado
2.4. Planificación de una red

2.4.1. Despliegue y costes de la red de acceso

3. Relación entre el diseño, la planificación y los precios en una red

3.1. Estrategias de precios

MÓDULO 2: El diseño de las redes de telecomunicación

1. Métodos de optimización para el diseño de las redes

1.1.Programación lineal

1.1.1. Problema LP dual
1.1.2. Multiplicadores de Lagrange

1.2. Programación entera mixta

1.2.1. El método branch and bound

1.3. Métodos estocásticos metaheurísticos

1.3.1. Tabu search
1.3.2. Simulated annealing
1.3.3. Algoritmos genéticos

2. Problemas de diseño de redes

2.1. Dimensionamiento de capacidades
2.2. Asignación de caminos para minimizar el retardo medio

2.2.1. Asignación de caminos para minimizar la máxima utilización de los enlaces
2.2.2. Asignación de caminos únicos

2.3. Asignación de flujos en una red

2.3.1. Encaminamiento con restricción de coste mínimo
2.3.2. Cálculo del máximo flujo en una red
2.3.3. Teorema de Min-Cut Max-Flow

3. Diseño de redes robustas

3.1. Conceptos básicos
3.2. Medidas relacionadas con la supervivencia de una red
3.3. Protección por diversidad
3.4. Dimensionamiento de anillos bidireccionales
3.5. Dimensionamiento de anillos unidireccionales
3.6. Dimensionamiento de redes malladas robustas

3.6.1. Diseño alternativo de redes malladas

3.7. Diseño modular
3.8. Diseño de redes malladas con múltiples clases de servicio
3.9. Dimensionamiento de caminos de backup
3.10. Asignación de longitudes de onda en una red WDM

4. Diseño de la topología de una red

4.1. Localización de nodos

4.1.1. Algoritmo heurístico de planificación de localización de nodos

4.2. Localización de nodos i conectividad entre nodos

4.2.1. Diseño con nodos de una misma tecnología (1 nivel)
4.2.2. Diseño con nodos de dos tecnologías diferentes (2 niveles)

4.3. Diseño topológico en función del tráfico y del presupuesto

4.3.1. Diseño con restricción de presupuesto
4.3.2. Diseño de localización en función del tráfico

MÓDULO 3: Determinación de precios en servicios

1. Conceptos fundamentales

1.1. Factores que afectan la demanda de los usuarios

1.1.1. Utilidad
1.1.2. Utilidad marginal
1.1.3. Beneficio neto
1.1.4. Curva de la demanda
1.1.5. Elasticidad
1.1.6. Elasticidad cruzada, sustitutos y complementos
1.1.7. Funciones de utilidad según la caracterización del tráfico

1.2. Factores que afectan al proveedor de servicios

1.2.1. Beneficio y coste de producción
1.2.2. Coste marginal
1.2.3. Ingreso marginal
1.2.4. Curva de la oferta
1.2.5. Bundling

1.3. Modelo de precio de equilibrio: beneficio social

1.3.1. Recuperación de costes del proveedor

1.4. Externalidades
1.5. Regulación de los servicios de telecomunicación

2. Precios de la capacidad de red

2.1. Modelos estáticos

2.1.1. Modelo de tarifa plana
2.1.2. Modelos de precios por prioridad
2.1.3. Modelos de precios basados en reserva
2.1.4. Modelos de precios por franja horaria
2.1.5. Modelos de precios según el uso de los recursos

2.2. Modelos dinámicos

2.2.1. Modelos de precios basados en coste
2.2.2. Modelos de precios por congestión y QoS
2.2.3. Modelos de precios por subasta

2.3. Precios de interconexión

3. Análisis de modelos de precios

3.1. Maximización del bienestar o beneficio social

3.1.1. Maximización del beneficio en caso de monopolio
3.1.2. Maximización del beneficio en caso de competencia perfecta

3.2. Precios para recursos escasos o capacidad limitada
3.3. Precios de Ramsey
3.4. Precios de la capacidad en caso de congestión

3.4.1. Precio de la congestión
3.4.2. Expansión de la capacidad en caso de congestión
3.4.3. Diferenciación de servicios según el nivel de congestión

3.5. Precios de la capacidad en caso de calidad de servicio (QoS)
3.6. Conclusiones: precios y dimensionamiento

MÓDULO 4: Aplicaciones de la teoría de juegos a las redes de telecomunicación

1. Conceptos básicos de la teoría de juegos

1.1. Juegos, estrategias, beneficios y costes
1.2.Estrategias
1.3.Información
1.4.Juegos no cooperativos

1.4.1. Juegos en forma normal o estratégica
1.4.2. Juegos en forma extensiva

1.5.Juegos en situación de oligopolio

1.5.1. El modelo de Cournot
1.5.2. El modelo de Bertrand
1.5.3. El modelo de Stackelberg

1.6. Función de utilidad esperada

2. Estudios de soluciones de equilibrio

2.1. Estrategias maxmin y minmax
2.2. Métodos de cálculo del punto de equilibrio en un juego normal

2.2.1. Juego de suma cero entre dos participantes
2.2.2. Juego de suma general entre dos participantes
2.2.3. El método de Lemke-Howson
2.2.4. El método gráfico de Lemke-Howson
2.2.5. Juego de suma general entre n participantes

3. Aplicaciones de la teoría de juegos a las redes de telecomunicación

3.1. Asignación de recursos en redes

3.1.1. Asignación de recursos mediante subastas
3.1.2. Asignación de capacidad de red mediante subastas

3.2. Control de admisión

3.2.1. Modelo del control de admisión mediante la teoría de juegos

3.3. Competición entre diversos proveedores de Internet

3.3.1. Interacción entre ISP locales
3.3.2. Juego entre ISP locales de un paso único
3.3.3. Interacción entre ISP locales y IAP de tráfico
3.3.4. Intercambio de tráfico a través de puntos de intercambio privados

• Consulta de los recursos de aprendizaje de la UOC para la asignatura

• Información adicional sobre los recursos de aprendizaje y herramientas de apoyo

La asignatura dispone de un material en formato electrónico que es la base del trabajo hacho en el aula.

• Informaciones sobre la evaluación en la UOC

El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; el intento fraudulento de obtener un resultado académico mejor; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o la utilización de material, software o dispositivos no autorizados durante la evaluación, entre otras, son conductas irregulares en la evaluación que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Estas conductas irregulares pueden comportar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables que se definan en el plan docente -incluidas las pruebas finales- o en la calificación final de la asignatura, sea porque se han utilizado materiales, software o dispositivos no autorizados durante las pruebas, como por ejemplo redes sociales o buscadores de información en internet, porque se han copiado fragmentos de texto de una fuente externa (internet, apuntes, libros, artículos, trabajos o pruebas de otros estudiantes, etc.) sin la citación correspondiente, o porque se ha llevado a cabo cualquier otra conducta irregular.

Así mismo, y de acuerdo con la normativa académica, las conductas irregulares en la evaluación también pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda, de conformidad con lo establecido en la normativa de convivencia de la UOC.

En el marco del proceso de evaluación, la UOC se reserva la potestad de:

• Solicitar al estudiante que acredite su identidad según lo establecido en la normativa académica.
• Solicitar al estudiante que acredite la autoría de su trabajo a lo largo de todo el proceso de evaluación, tanto evaluación continua como evaluación final, por medio de una prueba oral o los medios síncronos o asíncronos que establezca la universidad. Estos medios tendrán por objeto verificar los conocimientos y las competencias que garanticen la autoría; en ningún caso implicarán una segunda evaluación. Si no es posible garantizar la autoría del estudiante, la prueba será calificada con D, en el caso de la evaluación continua, o con un Suspenso, en el caso de la evaluación final.

  A estos efectos, la UOC puede exigir al estudiante el uso de un micrófono, una cámara u otras herramientas durante la evaluación; será responsabilidad del estudiante asegurar que tales dispositivos funcionan correctamente.

• Consulta del modelo de evaluación