Inteligencia artificial en redes de comunicaciones

Inteligencia artificial en redes de
comunicaciones
APLICACIONES
–Autor: Pablo Borches Juzgado
ARQUITECTURA DE RED INTELIGENTE
INAP: Intelligent Network Application Protocol
• Objetivo: implantación de nuevos servicios con rapidez y bajo coste
incrementando la captación de tráfico.
• Ejemplos
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800: cobro revertido automático
801: coste a cargo del usuario
805: televoto
redes virtuales
• CCS7
– Separación conmutación/transporte de información de red
• Arquitectura de red inteligente
– Separación parte de servicios / parte de red
• comunicaciones mediante CCS7
• definición de un interfaz abierto entre partes
INAP: Evolución
• 1ª implementación de servicios suplementarios
– central: conmutación, control de servicios y base de datos
• 2º paso
– central: conmutación y control de servicios
– acceso remoto a base de datos centralizada
• 3º Red inteligente
– SSP (central): sólo conmutación
– SCP: control de servicios y base de datos centralizado
• programación de un solo elemento
• los operadores pueden adaptar el servicio a las necesidades del
usuario ==> interfaz de configuración amigable
INAP: Historia
• 1967: 800 Freephone ATT
• 1980: Arquitectura IN de ATT y Bellcore => CCS7
• 1988: Telefónica implanta el servicio 900, antecesor de la
red inteligente
• 1988: EE.UU. Arranca la especificación de Advanced IN
• 1991: Telefónica instala la red inteligente de ATT
• 1992: ITU-T define Capability set 1 (CS1)
• 1993: ETSI define CORE INAP, subconjunto de CS1
• 1997: ITU-T CS 2, relación con TMN, GSM
• 1998 - ... : CAMEL (IN en GSM, UMTS)
INAP: Arquitectura IN normalizada (1)
–SSP identifica llamadas a IN y dialoga con SCP via TCAP para su tratamiento
–SMS = Service Management System (acualización base de datos)
–IP = Intelligent Peripheral (contestadores, sensores DTMF, reconocimiento de voz)
INAP: Arquitectura de RI normalizada
•
•
•
•
SSP identifica llamadas a RI y dialoga con SCP via TCAP para su tratamiento
AD (Adjunto): similares a los SCP pero se comunican con los SSP mediante los enlaces
de alta velocidad reduciendo el retardo (útil en servicios de respuesta inmediata)
SN (Service Node): equipos que engloban un servicio y provee todas las funciones
requeridas por éste
IP (Intelligent Peripheral)
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•
SDP (Service Data Point)
–
•
Comunicación con usuarios mediante anuncios vocales
Recolección de dígitos adicionales
Reconocimiento del habla
Almacenamiento de datos adicionales a los del SCP
SMS (Service Management System)
–
Coordinación de los elementos y de la gestión del servicio
•
•
actualización de los programas, altas/bajas de los usuarios
SCE (Service Creation Enviroment)
–
–
Plataformas de desarrollos de servicios
Una vez diseñados y validados se comunica con el SMS que se encarga de actualizar los
restantes elementos de la red inteligente para poner en marcha los servicios
INAP: Servicios de red inteligente (1)
• Cada servicio se identifica por un prefijo (tipo) y un número de
abonado de RI que se traduce al número de red especificado por el
abonado
• Flexibilidad
– encaminamiento programable en función de
• hora, día
• origen de la llamada
– ejemplo: Redirigir al nº de establecimiento más cercano
• estado de línea del abonado llamado (encaminamiento hacia varios destinos
según la ocupación)
– facturación distribuida entre el abonado del servicio y el usuario
– Estadísticas: nº de intentos de llamada, nº de llamadas atendidas, duración
de las llamadas
– Comunicaciones con empresas
INAP: Servicios de red inteligente (2)
• Validación y filtrado
– pago con tarjetas de la PTT proveedora o tarjetas de crédito
• en teléfonos con o sin lectores de tarjeta
– lista blanca/negra: restringir llamadas entrantes y salientes
• Captura/entrega de información
– Atención personalizada
• anuncios vocales, opciones vía dígitos
• distribución de partes
– televoto
INAP: Servicios de red inteligente en
España
• 800 ==> cobro revertido automático
• 801/802 ==> pago compartido (cargo total/parcial al
llamante)
• 803/806 ==> facturación adicional -contactos, concursos,
ocio...• 807 ==> servicios de asesoramiento profesional (abogados,
médicos,...)
• 805 ==> televoto
– la red inteligente cuenta llamadas a los diferentes números
– y pone los resultados a disposición del abonado
• acceso internacional vía red inteligente
– cobro revertido a/desde otros países por operador remoto
FILTRADO INTELIGENTE
DE ALARMAS
• Las redes se pueden ver afectadas por fallos debidos a
– Hardware
• desgaste de los equipos
• rotura de cables
• instalación incorrecta
– Software
• diseño incorrecto
• bugs
• datos incorrectos (por ejemplo en una tabla de rutina)
• Por ello la gestión de las redes requieren
– recopilación de alarmas producidas en la red
– diagnosis de fallos
– restauración y reparación
Filtrado inteligente de alarmas
• Problema: el gran número de elementos
gestionados implica un número excesivo de
alarmas.
• Solución:
– filtrado inteligente que preprocese los avisos, para ello
hay dos técnicas:
• redes neuronales
• sistemas expertos
– correlación de las alarmas
1. Recopilación de las alarmas
• Tipos de alarmas
– Físicas: fallo en una comunicación
• ejemplo: pérdida de una señal, fallo en el CRC
– Lógicas: un determinado valor estadístico excede un
umbral
• ejemplo: número de paquetes descartados en una red ATM
• Comunicación con los componentes
– Protocolo de control: SNMP Simple Network
Management Protocol
– Formato de datos: MIB Management Information Base
2. Filtrado y correlación de alarmas
• Filtrado
– Eliminar la redundancia en las alarmas
– Suprimir alarmas no críticas
– Inhibir las alarmas de baja prioridad en presencia de alarmas de
baja prioridad
• Requisitos de un filtro inteligente
– Funcionales: supresión de notificaciones en cascada, compresión y
agregación, mantenimiento del orden de los eventos
– No funcionales: modificabilidad, prestaciones y escalabilidad
• Correlación
– analizar e interpretar múltiples alarmas para asignar un
nuevo significado (alarma derivada)
Enfoques del manejo de alarmas
• Planteamientos ampliamente desarrollados
y conocidos: sistemas expertos
• Nuevas estrategias:
– Redes Neuronales
– CBR (Case-Based Reasoning)
– Redes Bayesianas
Sistemas expertos
• Sistema experto = regla de base + working memory
• La gestión de red es un problema complejo: gran número
de elementos manejados, de diferentes fabricantes y
tecnologías...
• Experiencias previas en diagnosis de la salud humana son
similares a la diagnosis de la “salud” de la red
• Ventajas:
– modularidad
– flexibilidad
– posibilidad de integrar el razonamiento heurístico (reglas) con otro
tipo de razonamiento (basado en modelos)
Sistemas expertos
• Inconvenientes de los sistemas expertos
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Son frágiles ante situaciones nuevas
No pueden aprender de la experiencia
Son difíciles de mantener (añadir/borrar/modificar reglas)
Cuello de botella de la adquisición del conocimiento
No puede manejar datos incompletos o probabilísticos
• Usado desde 1980 por las principales empresas de
telecomunicaciones: Bell, GTE, AT&T
Redes neuronales
• Estructura: capas de entrada, internas y de salida
• Entrenamiento
– supervisado: patrón de entrada + señal deseada
– no supervisado: asociación de entradas similares
• Ventajas
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Permiten la generalización (reconocimiento de patrones)
Rápidos y eficientes
Entrenables
Trata con datos incompletos y ambiguos
• Inconvenientes
– actúa como caja negra
– conjunto de entrenamiento
Ejemplo con redes neuronales
• Ejemplo: Correlación de alarmas en redes
de telefonía móvil
Ejemplo con redes neuronales
• Resultados del test:
– 94 alarmas
– 99.76% de clasificación correcta con ruido
añadido de hasta un 25%