¿Cualés son los principales factores a considerar cuando se implementa caching en una red móvil?

Las redes de telecomunicaciones móviles de todo el mundo están expuestas a sufrir congestión debido al elevado tráfico que empiezan a generar como consecuencia de la proliferación de smartphones y tabletas. Y aunque se asume que el video es el principal afectado de esta congestión, nuestros expertos consultados nos recuerdan que la congestión afecta a todos los servicios, creando descontento entre los usuarios y, potencialmente, pérdidas económicas. Aunque la llegada de LTE supone un alivio para la congestión actual de las redes, no hay quen olvidar que LTE se presenta en mercados donde en el mejor de los casos hay un 50 por ciento de penetración de smartphones. Es decir, las redes LTE muy posiblemente sólo serán un alivio temporal. Por ello, algunos operadores y proveedores de infraestructura buscan alternativas para mejorar la entrega de contenidos y eliminar congestión. Si bien nuevamente Wi-Fi offloading se presenta como una alternativa, el almacenamiento en caché ha emergido como una solución que —si bien en sí misma no es la solución— provee mejoras que en conjunto con otras iniciativas mejoran el rendimiento de la red y la experiencia del usuario.

Una vez más TeleSemana.com preguntó a las empresas líderes del sector sobre los retos de implementar soluciones de almacenamiento en caché por parte de los operadores móviles. Y éstas son sus respuestas:

Alan Arolovitch, CTO, PeerApp: El ecosistema de datos móviles está evolucionando rápidamente, de dispositivos a redes de operadores a Content Delivery Network (CDN) y proveedores de contenido. Con él se desarrolla la función de almacenamiento en caché móvil, aportando nuevos requisitos y nuevas oportunidades. Internet había sido diseñada para telefonía fija y los operadores tuvieron que reconfigurarlo para el mundo móvil —que a veces ha sido como intentar utilizar un destornillador de estrella en una ranura plana— usando una variedad de técnicas de adaptación de contenido de compresión de imágenes para la transcodificación de video.

Hoy en día, Internet está estrechamente alineada alrededor de los móviles. Apple y los dispositivos Android están diseñados para el consumo de contenido, y los CDNs ofrecen servicios móviles de adaptación. YouTube ha puesto en marcha la estimulación de video, Radio Access Network (RAN) amigable con tasa de bits adaptativa (ABR, por sus siglas en inglés) para descarga progresiva, y casi todos los minoristas en línea ya han implementado una versión para móviles de su sitio. El almacenamiento en caché móvil tiene que ajustarse en consecuencia y al mismo tiempo apoyar a estos múltiples servicios y métodos de entrega. En lugar de ejecutar su propia adaptación del contenido, el almacenamiento en caché móvil debe respetar y apoyar las optimizaciones específicas de contenido móvil y la lógica de negocio de los servicios over-the-top (OTT).

A medida que el el ecosistema OTT se centra más en el mundo móvil, habrá oportunidades para el almacenamiento en caché para ser integrado en CDNs y servicios OTT. El crecimiento de los CDN en los operadores y el anuncio entre Ericsson y Akamai Mobile sobre el acelerador en la nube son la evidencia de que los ecosistemas de los OTTs y los operadores se están uniendo para crear servicios de valor agregado. Los sistemas transparentes de almacenamiento en caché pueden convertirse en una piedra angular en la que los operadores móviles puedan construir estos servicios de valor agregado de distribución de contenidos con CDNs de forma neutral.

Por último, el despliegue de LTE impulsará el almacenamiento en caché en las redes móviles, solucionando los cuellos de botella específicos del RAN. Para sacar el máximo partido de ello, los sistemas móviles de almacenamiento en caché deberán ser desplegados y manejados de manera distribuida.

Dan Sahar, Vicepresidente de Marketing y Co fundador de Qwilt: Una solución óptima de almacenamiento en caché móvil debe cumplir con los objetivos operativos y estratégicos del operador, así como ajustarse a los requisitos específicos de diseño de redes de infraestructura. Como con cualquier solución de red a gran escala, el coste es siempre uno de los criterios fundamentales. Los operadores tienen que mirar el costo total para clasificar y entregar la cantidad necesaria de tráfico de video. Por ejemplo, mientras que algunos de los componentes necesarios no se conectan directamente a la infraestructura de red, estos añaden costos de adquisición y desplieguea a la red no contemplados en su implementación.

Otra consideración para cualquier equipo de red es el rendimiento, que normalmente se mide por la cantidad de datos transferidos por segundo. Una solución completa de almacenamiento en caché debe realizar las siguientes cuatro funciones clave: clasificación, monitoreo, almacenamiento y entrega de video, sin comprometer el rendimiento de la red. La forma más sencilla para realizar una medición objetiva es mediante la normalización del rendimiento según la cantidad de espacio de hardware requeridos por todos los elementos de la solución implementada (en inglés se le denomina rack-space o rack units) en lugar de simplemente midiendo cifras del caché. El espacio en el bastidor refleja con precisión el tamaño, los costos y el consumo de energía de la solución.

Inteligencia profunda de video —la habilidad de identificar, clasificar y controlar el tráfico de vídeo en la red— se encuentra entre las características más importantes de una solución integral. Las nuevas tecnologías tales como la adaptación de streaming (ABR) se están convirtiendo rápidamente en el estándar industrial utilizado por muchos proveedores de contenido. Como resultado, las soluciones de almacenamiento en caché tienen que adaptarse para satisfacer las demandas cada vez más fuerte en términos de complejidad, así como el rendimiento, con el fin de lograr una clasificación y análisis precisos en tiempo real, algo que la mayoría de las soluciones de almacenamiento en caché de primera generación carecen.

Por último, el método de inserción en la infraestructura de la red es la clave. Lo que se conoce como out-of-band appliances son más fáciles de implementar en una infraestructura existente, son menos invasivos, y no interfieren con el funcionamiento de la red al mismo tiempo que escalan fácilmente y de forma rentable con cero impacto adverso a la red.

Marcel Noordman, Consultor en Mobile Broadband para Ericsson Latinoamérica: Una cadena es tan fuerte como su eslabón más débil. Esto es especialmente cierto para la entrega de contenido de Internet y servicios a los dispositivos móviles. Entre un servidor de contenido y un teléfono inteligente en la mano de un usuario final en el otro lado del mundo, hay un gran potencial para que se produzcan retrasos. Para solucionar estos problemas potenciales y obtener el control de entrega de contenido se requiere una calidad de servicio tanto en la conexión a Internet de media milla, así como en la última parte de milla de la red móvil.

Esta calidad de servicio extremo a extremo (QoS E2E) es importante para los propietarios de contenidos y las empresas de Internet para retener a sus clientes. La investigación de Aberdeen Group muestra que un retraso de un segundo en el tiempo de carga de una página corresponde a la pérdida del siete por ciento en la conversión, en un 11 por ciento menos de páginas vistas y una disminución del 16 por ciento en la satisfaction de los clientes. Un estudio de Equation Research muestra que el 46 por ciento de los usuarios móviles tiene pocas posibilidades de volver a un sitio web después de experimentar problemas. Para los operadores móviles, E2E QoS proporciona una oportunidad para añadir valor a los servicios de Internet y cobrar por ellos.

La solución QoS E2E es una combinación de Internet y la aceleración de la red móvil mediante el almacenamiento en caché localizado y funcionalidades de la red móvil. En 2011, Akamai (líder en la optimización de la nube) y Ericsson (empresa líder en redes de telefonía móvil) anunciaron una alianza exclusiva para desarrollar un Mobile Cloud Accelerator (MCA). MCA combina la aceleración de la entrega de contenido a través de Internet fija y la priorización en la red de telefonía móvil para garantizar la calidad en la entrega de contenido de extremo a extremo. Los operadores no necesitan adquirir y administrar una cartera de clientes de aceleración, ya que pueden apalancarse en los actuales clientes de Akamai.

La plataforma proporciona oportunidades de innovación. Ericsson está trabajando en una solución para acelerar la experiencia de juegos móviles en línea y permitir que en el propio juego exista la posibilidad de que los usuarios se comuniquen. Y todo se basa en la misma plataforma MCA.

Liam Galin, Presidente y CEO de Flash Networks:  Hay tres consideraciones fundamentales a tener en cuenta al aplicar el almacenamiento en caché móvil:

1. ¿Dónde almacenar en caché? Aunque muchas empresas dicen ofrecer sondas de almacenamiento en caché en el borde de la red (a veces incluso en LTE e-nodeBs), el valor de esta solución todavía no se ha probado y puede que nunca lo sea. Un nodo de caché, por naturaleza, admite un menor número de usuarios y, por lo tanto, proporciona una muy baja tasa de caché. Además, esta configuración requiere de una implementación compleja y capacidades de sincronización con la red, y los ahorros de datos que ofrece (en comparación con una red de backhaul inalámbrico) es cuestionable. Por lo tanto, la mejor opción actualmente disponible es proporcionar memoria caché de los centros de conmutación móviles, que sirven a más usuarios, requiere una integración más sencilla, y ofrece un aumento significativo en la calidad de la experiencia.

2. Almacenamiento en caché no es suficiente: en la actualidad, los operadores están obteniendo cada vez menos valor de la aplicación de almacenamiento en caché si se implementa en solitario. Se puede hacer más. En cuanto al contenido, ya está siendo administrado por el almacenamiento en caché, ¿por qué no mejorar su calidad de visión, al mismo tiempo? Mediante la aplicación de diversas técnicas de optimización, tales como la optimización del transporte, las tasas de bits de adaptación, transcodificación, compresión, y otras técnicas de aceleración, los operadores pueden hacer precisamente eso. Estas capacidades garantizan la aceleración y optimización de contenido, permitiendo que se genere valor tanto para los usuarios y proveedores de contenido, que potencialmente pueden convertirse también en clientes.

3. El almacenamiento en caché de video es sólo una solución parcial: sorprendentemente, a pesar de que el video es la principal fuente de congestión en la Internet móvil, la investigación de Flash Networks muestra que la navegación web y las aplicaciones son mucho más sensibles a la calidad de la experiencia y sus posibles mejoras que el video, ya que muchos objetos pequeños son cargados y los usuarios esperan que el tiempo de carga sea rápido o que el tiempo de respuesta de una aplicación sea inmediato. Por lo tanto, es fundamental tener en cuenta otro tipo de almacenamiento en caché de contenido, como los objetos web, descargas de software y archivos de audio, entre otros.

Raj Galagal, Director de Tecnología, Tecnologías Advanzadas, Entrega de Contenido, Juniper Networks: Mientras que el almacenamiento en caché en las redes móviles es importante, hay algunas cuestiones a tener en cuenta. Algunos problemas pueden existir en la torre de las celdas donde el equipo de red reside, por ejemplo, el Radio Access Network (RAN) puede ser demasiado lento para mantenerse al día con el contenido específico de viajar por la red (video, audio de alta definición, etcétera). El ancho de banda también puede ser un factor a tener en cuenta —más ancho de banda ayudará a permitir que el contenido fluya más libremente—. Otros asuntos tienen que ver con la localización. Ya esté el contenido siendo almaceando en el caché o en los servidores en relación con el usuario (cliente), esto tendrá un impacto directo en la experiencia. Por último, la distancia incrementa los tiempos de viaje de los contenidos sensibles a la latencia y puede resultar en inestabilidad, eco y mala calidad de video. Cuanto más cerca del usuario pueda ser el contenido almacenado en caché, en general, la probabilidad de que el contenido llegue en mejores condiciones aumenta. Existen otras tecnologías, como implementar LTE, la división de celdas, celdas más pequeñas, Wi-Fi offloading, y las tecnologías de optimización de espectro que ayudarán a asegurar una mayor calidad de la experiencia.

Lior Fite, CEO de Saguna Networks: Si pudiéramos colocar antes de tiempo cada pieza de contenido que se quiere consumir en el dispositivo móvil del usuario, entonces tendríamos una solución con un coste de entrega mínima y la máxima calidad posible de la experiencia. Desafortunadamente, esto no es posible debido a las limitaciones actuales de los dispositivos móviles y al hecho de que el contenido se crea y se consume casi al mismo tiempo. Durante los Juegos Olímpicos de Londres 2012 hemos aprendido esta lección, ya que miles de personas vieron las repeticiones de los mismos acontecimientos que acababan de presenciar estando en el estadio. Esto enfatiza, sin duda, los beneficios del almacenamiento en caché y el hecho de que cuanto más cerca del usuario esté el contenido mejor es el rendimiento. Al realizar nn examen cuidadoso de la estructura de costos de las redes móviles se concluye que el transporte y el RAN  de las redes móviles son alrededor del 85 por ciento del CAPEX y OPEX del negocio. Numerosas mediciones han mostrado que las repeticiones de contenido en sitios altamente congestionados son entre 30 a 50 por ciento. Todo lo anterior sugiere que la creación de RAN Inteligente con la capacidad de tener contenido en caché, colocar contenido como partes de los mapas, la oferta de servicios de DNS, y la optimización y el uso de técnicas de aceleración reducen el CAPEX y OPEX en las redes móviles, aumenta la calidad en la experiencia del usuario e incluso ofrece nuevas opciones para la monetización de la infraestructura de red. Además, cuando estas soluciones se integran en los elementos de red existentes, como estaciones base, celdas o puntos de agregación, el resultado final es una solución muy escalable que crece de forma nativa con la red y genera dinero desde el primer día de operación.

Rafael A. Junquera
Cuenta con más de 16 años de experiencia cubriendo el sector de las telecomunicaciones para América Latina. El Sr. Junquera ha viajado constantemente alrededor del mundo cubriendo los eventos de mayor relevancia para la industria en América, Europa y Asia. Su experiencia académica incluye un BA en periodismo escrito por la Universidad de Suffolk en Boston, MA, y un Master en Economía Internacional en la misma institución.

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