Dificultades para medir la experiencia del usuario
Los métodos tradicionales de evaluación del rendimiento de la red se han heredado del análisis de red con conmutación de circuitos y no son ideales para redes de datos como las redes 4G y 5G. Aunque estos métodos pueden detectar algún tipo de falla, no pueden expresar el nivel de satisfacción de los usuarios con la red.
Las dos principales razones por las cuales los métodos tradicionales no pueden evaluar la experiencia del usuario cuando se trata de una red de datos son:
- La limitación es una característica intrínseca de las redes de datos debido a las características de sus protocolos. Una red de datos debe limitar el tráfico de usuarios al tráfico total que la red es capaz de transmitir; Es decir, el usuario puede querer usar una aplicación mucho más rápida, pero la red tiene que restringir la cantidad de datos que se pueden transmitir dentro de un cierto tiempo porque ya no tiene capacidad para transportarlos.
- La capacidad de autocuración de las redes inalámbricas de nueva generación (4G y 5G) es posible gracias a los múltiples esquemas de modulación y codificación disponibles (MCS – Modulation and Coding Schemes). Cada uno de estos esquemas tiene un equilibrio entre la relación señal/ruido (SNR – Signal to Noise Ratio) y la eficiencia espectral. Cuanto menor sea el ruido de la señal requerida, mayor será la cantidad de recursos utilizados (por ejemplo, mediante el uso de bits adicionales de corrección de errores). Este equilibrio es necesario ya que permite que la red compense los problemas de interferencia al sacrificar la capacidad de tráfico. Sin embargo, esta característica de autocuración tiene una posible consecuencia problemática: a medida que aumenta el número de recursos utilizados (ya sea debido al tráfico real o, por ejemplo, a la corrección de errores), también aumenta la interferencia con otras células, creando así un efecto dominó.
La siguiente figura muestra cómo estas dos características afectan el tráfico total en una red de datos inalámbricos. Una red de datos IP limita el tráfico del usuario a su capacidad disponible, como lo ilustran las barras roja y amarilla, respectivamente. La sobrecarga de aplicaciones e IP/TCP se agrega al tráfico enrutado del usuario, lo que resulta en un rendimiento de datos real. Esta demanda en una red inalámbrica es aún mayor debido a la corrección de errores adaptativa y protocolos adicionales (barra verde).
Prueba de velocidad de red
Los usuarios esperan actualmente que Internet en sus teléfonos móviles funcione tan bien como en su hogar u oficina; cuando esto no sucede, la satisfacción del usuario con la red se ve afectada. Sin embargo, la demanda de tráfico generada por el usuario no es lo único que se transmite a través de la red, sino que también la aplicación y sobrecarga de IP/TCP, así como también la corrección de errores adaptativos y protocolos adicionales de interfaz aérea, todo esto en conjunto se agrega a la demanda inicial de datos. Lo anterior es desconocido por los usuarios, por lo que no son conscientes de todo este proceso, sólo se dan cuenta de lo rápido que la red puede transmitir sus datos.
Actualmente uno de los parámetros con mayor complejidad para realizar una representación es el rendimiento de internet (datos) en teléfonos inalámbricos. Cuando se midió inicialmente el rendimiento de Internet, se descubrió que este variaba con el tamaño de los paquetes que se transmitían. Pese a lo anterior, se logró encontrar diferentes tamaños de paquetes óptimos que dieron el mejor rendimiento para cada protocolo utilizado, generando la inexistencia de un consenso sobre el tamaño óptimo a utilizar para las mediciones, dada la existencia de muchos protocolos diferentes en uso en las redes.
Luego de lo anterior, se definió que el rendimiento de la red se analizaría con el tamaño del paquete que dio el mejor resultado. Sin embargo, para encontrar ese tamaño de paquete, fue necesario hacer una búsqueda progresiva para encontrar el punto óptimo del rendimiento máximo. Una vez que se encontró ese punto para cada red, la que tuviera el valor más alto sería considerada como la red más rápida.
Lo anterior pudo haber sido válido durante muchos años, cuando la única actividad de estas redes era la transferencia de archivos, lo que permitía predefinir el tamaño del paquete. Este criterio de evaluación ha persistido hasta el día de hoy y cientos de aplicaciones lo utilizan en pruebas de velocidad. El problema está en que este tipo de medida es engañosa porque no representa el rendimiento de la red para el tamaño de paquete que se utiliza en la actualidad.
El Internet Engineering Task Force (IETF) lanzó en 2011 el RFC 6349; el cual define la unidad de transmisión máxima (MTU – Maximum Transmit Unit), que es la mayor cantidad de datos que se pueden transmitir a través de una conexión TCP/IP sin fragmentación.
El tiempo de iba y vuelta (RTT – Round Trip Time) es calculado para esta MTU y luego, en base a estos dos parámetros, se obtiene el rendimiento máximo de TCP. Pronto se descubrió que esta medida tampoco representaba el rendimiento real de la red desde el punto de vista del usuario porque, entre otras razones, las aplicaciones usan cantidades de transmisión de datos mucho más pequeñas que la MTU. La industria de Internet luego definió, en 2004, el iMIX, que sería un paquete de tamaño mediano que pasa por Internet y lo usa para probar routers y otros equipos.
