En este artículo describimos cómo desplegamos nuestro propio laboratorio de pruebas que emula una red de operador móvil, qué componentes utilizamos y qué escenarios validamos en esta infraestructura.
Por qué necesitábamos nuestro propio laboratorio
Una verificación completa de la interacción entre componentes solo es posible en condiciones lo más cercanas posible a la operación real: con tráfico de usuario real, un sistema de facturación en funcionamiento y una interacción plena entre los elementos de la red.
En la práctica, probar nuevas funciones en la infraestructura de un operador casi siempre resulta inconveniente. El acceso al laboratorio puede ser temporal, los recursos suelen estar ocupados con otras tareas y el entorno no está disponible para depuraciones prolongadas y repetibles.
Por eso decidimos construir nuestro propio entorno de laboratorio, que nos permite reproducir de forma independiente los escenarios principales, probar integraciones e identificar errores antes del despliegue en el sitio del cliente.
Estructura del laboratorio
Arquitectura del núcleo de red
El laboratorio se basa en la arquitectura EPC clásica con separación de planos según el modelo CUPS (Control and User Plane Separation).
Esta separación puede describirse como «lógica y datos»: el plano de control determina qué servicios están disponibles para el suscriptor, mientras que el plano de usuario se encarga de la transmisión efectiva del tráfico.
El núcleo se compone de varios componentes interconectados:
| Servicio | Función |
| MME | gestiona el registro del suscriptor en la red y los procedimientos de conexión |
| HSS | almacena los datos de los suscriptores, incluyendo perfiles SIM y parámetros de servicio |
| SGW | transfiere el tráfico de usuario entre la red de radio y el PGW |
| PGW/PCEF | proporciona acceso a internet al suscriptor, asigna direcciones IP y aplica las reglas de tarificación |
Diagrama de implementación según el concepto CUPS
El plano de usuario es gestionado por el DPI de VAS Experts en el rol de UPF (User Plane Function). En nuestra implementación, el DPI no solo permite el paso del tráfico, sino que también clasifica aplicaciones y protocolos, lleva el registro del tráfico por categorías y aplica las políticas del operador en tiempo real.
Para ampliar la funcionalidad del laboratorio, conectamos la infraestructura de nuestros socios de Media-Tel, quienes proporcionaron los componentes PCRF y OCS.
Integración con el sistema de facturación
La tarificación es gestionada por los componentes del socio Media-Tel. El PCRF se encarga de las políticas de servicio: tarifas, restricciones, QoS. El OCS proporciona tarificación en línea y deducción de saldo en tiempo real.
Nuestro PCEF se comunica con ambos sistemas mediante el protocolo Diameter a través de las interfaces Gx y Gy.
Diagrama de Call Flow, conexión y desconexión
Estaciones base: emulador de software y equipo industrial
En el laboratorio se utilizan dos tipos de estaciones base.
srsRAN es un emulador de software que corre en un servidor estándar con módulo SDR. Esta solución open-source permite desplegar un eNodeB completo y configurar de forma flexible los parámetros de radio: banda de frecuencia, ancho de canal, potencia de señal y otras características. La principal ventaja de srsRAN es su flexibilidad: la posibilidad de cambiar configuraciones rápidamente, analizar la interfaz de radio y probar escenarios no estándar.
La small cell de Baicells es una estación base industrial. Es un equipo de operador completo con soporte para canales de voz dedicados. Se configura con menos flexibilidad, pero ofrece escenarios cercanos a producción. Utilizamos Baicells específicamente para probar llamadas VoLTE con dedicated bearers y QCI=1.
IMS, ePDG y soporte de VoWiFi
Un elemento aparte del laboratorio es el ePDG, el componente que habilita el soporte de VoWiFi. Al conectarse mediante Wi-Fi, el smartphone establece un túnel IPSec seguro hacia el ePDG, tras lo cual el tráfico se envía al núcleo de red de la misma manera que en una conexión LTE.
Desde la perspectiva del usuario, VoWiFi es prácticamente indistinguible de la comunicación móvil habitual: se conservan el mismo número de teléfono, los servicios de voz y la lógica de tarificación. Sin embargo, para la red es un tipo de tráfico independiente que debe atravesar correctamente el DPI y el PCEF, y procesarse según las mismas reglas que las sesiones LTE.
El soporte de ePDG también nos permitió probar escenarios de handover entre LTE y Wi-Fi sin interrupción de la sesión.
Dificultades durante el despliegue
Para desplegar el laboratorio preparamos una infraestructura virtual, alojamos nuestros propios componentes PCEF, PGW y ePDG, conectamos el DPI e integramos el PCRF y el OCS de Media-Tel. El resultado fue una red móvil de pruebas completamente funcional.
Diagrama simplificado del laboratorio
El principal desafío surgió durante la integración de la facturación. Para que el PCEF funcionara correctamente con el PCRF y el OCS, fue necesario configurar en detalle una gran cantidad de parámetros:
- formatos de identificadores de suscriptores
- codificaciones MCC/MNC
- parámetros de sesión
- reglas de cuotas
Incluso pequeñas discrepancias provocaban el rechazo de solicitudes y errores cuyo diagnóstico requería un profundo conocimiento de las especificaciones 3GPP y el análisis de los registros de sesiones Diameter.
Un desafío adicional surgió con srsRAN. La solución tiene limitaciones: en particular, no soporta dedicated bearers, sin los cuales no es posible implementar VoLTE completo.
Para superar esta limitación, adaptamos el servidor IMS Kamailio: aunque la red de radio no cree un canal dedicado, la llamada de voz sigue siendo atendida a través del bearer predeterminado. Para los propósitos de las pruebas, esto resultó suficiente.
Escenarios que probamos
Tras el lanzamiento del laboratorio —al que llamamos VAS Expert Mobile Network— comenzó la verificación práctica de los escenarios de tarificación en la red móvil.
En primer lugar, reproducimos las situaciones que con mayor frecuencia se presentan durante las integraciones con operadores.
Agotamiento de cuota
Una de las pruebas principales está relacionada con la gestión de cuotas de tráfico. Se asigna al suscriptor un paquete de 100 MB y luego se verifica cómo el DPI contabiliza el tráfico, con qué precisión el PCEF solicita una nueva cuota al OCS y cómo responde el sistema al agotamiento del límite. Durante el bloqueo, verificamos la lista blanca: el DNS y los servicios del operador deben permanecer accesibles.
Exenciones de tarificación
Se prueban por separado los escenarios de tarifas ilimitadas y priorización de tráfico: casos en los que determinadas categorías de aplicaciones —por ejemplo, aplicaciones de mensajería o servicios de navegación— no consumen el paquete principal del suscriptor. En estos casos, el DPI identifica el tipo de tráfico y el PCEF decide si tarificarlo o no.
Roaming
Un teléfono se conecta con un MCC/MNC diferente, tras lo cual toda la cadena de componentes —desde el HSS hasta el OCS— debe procesar correctamente a dicho suscriptor. Para emular este escenario, se carga un PLMN diferente en la tarjeta SIM.
Pruebas de voz y video mediante IMS
Una categoría separada de pruebas está relacionada con los servicios de voz y video. El laboratorio reproduce el ciclo completo de VoLTE: desde el registro SIP a través del IMS hasta el establecimiento de la sesión de medios y la transmisión de voz entre dos suscriptores dentro de la red.
Conmutación entre LTE y Wi-Fi
Con ePDG se prueba adicionalmente un escenario mixto: un suscriptor está conectado mediante LTE, el otro mediante Wi-Fi, y ambos dispositivos están registrados en la misma red IMS. La llamada debe realizarse con normalidad y el flujo de medios debe transmitirse sin restricciones.
Tras la conmutación de uno de los suscriptores de Wi-Fi a LTE, el handover debe completarse sin interrupción de la sesión. Para los servicios de voz y video estos escenarios son especialmente importantes, ya que incluso una breve interrupción de la conexión afecta la calidad de la comunicación.
Resultados del proyecto
El laboratorio desplegado nos ha permitido mejorar la calidad de las pruebas y acelerar el desarrollo de los productos móviles.
Hoy el laboratorio se utiliza para verificar nuevas funciones, probar escenarios de integración, reproducir situaciones de red complejas y demostrar soluciones a los clientes.
En el marco de este proyecto ya hemos probado con éxito la interacción de nuestras soluciones con las plataformas de facturación de Media-Tel, Bercut y FORWARD, y hemos obtenido un entorno independiente y completo para el desarrollo y la depuración continua de los productos del núcleo móvil.
