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TELEFONÍA IP EN LAS REDES DE CABLE

Intro DOCSIS y PacketCable_v2

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Page 1: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

TELEFONÍA IP EN LAS

REDES DE CABLE

Page 2: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

•Aprovisionamiento de servicios

•Administración de la red

•Servicios avanzados

Telefonía IP

en las redes

de cable

1. De la RTPC a

la telefonía IP

2. La especificación

DOCSIS y

PacketCable

3. Implantación de la

telefonía en redes de

cable

4. Sistemas de Apoyo

a la Operación

•Migración hacia redes de conmutación

de paquetes

•Aplicaciones de VoIP

•Terminación de llamadas en redes IP

•Reseña de la telefonía en redes de cable

•El estándar DOCSIS como transporte

•Arquitectura de la especificación DOCSIS

•Historia de la especificación PacketCable

•Arquitectura PacketCable

•Interconexión con la RTPC

•Componentes de red necesarios para la

telefonía IP en redes de cable

•Etapas de la implantación y

consideraciones primarias

•Diseño y planeación de la red

•Aspectos de calidad de servicio, seguridad,

confiabilidad y sistemas de soporte (OSS)

•Disponibilidad y confiabilidad de la red

•Administración de la red

•Análisis del desempeño de la red de cable

•Problemas más frecuentes en la

implantación de la telefonía IP.

TEMARIO

Page 3: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

OBJETIVOS DEL CURSO

1. Conocerá la historia de la telefonía IP en las redes

de cable.

2. Analizará los fundamentos de DOCSIS como

protocolo de transporte de la telefonía en la red de

cable.

3. Comprenderá el papel de la especificación

PacketCable en la implantación del servicio

telefónico en la red de cable.

4. Conocerá el proceso básico de la implantación de

la telefonía en la red de cable y de los elementos de

soporte operativo que ayudan a la gestión y

administración del servicio.

Page 4: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

OBJETIVOS DEL CURSO

5. Sabrá abordar el tema de la telefonía en su

respectiva área de trabajo, desde una perspectiva

técnica y administrativa correcta para el desarrollo

de sus actividades cotidianas.

Page 5: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

TELEFONÍA EN LAS

REDES DE CABLE

Page 6: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

DE LA RTPC A LA

TELEFONÍA IP

Page 7: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

1. De la RTPC a la telefonía IP

• La telefonía IP comenzó cuando varias compañías

desarrollaron sistemas de comunicación, para

evitar los costos de larga distancia

• Estos sistemas solamente se podían comunicar

unos con otros y no había conectividad entre ellos.

• Más tarde, la telefonía IP mejoró y se adicionaron

las compuertas (Gateways) para interconexión con

la RTPC.

Page 8: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

¿Qué es Voz sobre IP en realidad?

• Voz digitalizada y luego empaquetada

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

TIEMPO [S]

INT

EN

SID

AD

SEÑAL ANALÓGICA DE VOZ

0 20 40 60 80 100

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

TIEMPO [MUESTRAS] IN

TE

NS

IDA

D

SEÑAL DE VOZ MUESTREADA

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 9: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Evolución de una red VoIP

Router

Paquetes

VoIP

Paquetes

de Datos

Internet

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 10: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Evolución de una red VoIP

Router

Paquetes

VoIP

Paquetes

de Datos

Internet

Media

Gateway

RTPC

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 11: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Arquitectura Simplificada de una red VoIP

Gateway del

cliente

Gateway del

cliente

Media

Gateway

Router Softswitch

RTPC

Gateway del

cliente

Gateway del

cliente

Paquetes

VoIP

Paquetes

de Datos

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 12: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Interconexión RTPC y Telefonía IP

Gateway del

cliente

Gateway del

cliente

Gateway de

Medio

Router Softswitch

RTPC

Gateway del

cliente

Gateway del

cliente

Paquetes

VoIP

Paquetes

de Datos

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 13: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Interconexión RTPC y Telefonía IP

RTPC Telefonía IP

Media

Gateway

Controller

(MGC)

Signaling

Gateway

(SG)

Media

Gateway

(MG)

SOFTSWITCH

Media

Gateway

Controller

(MGC)

Media

Gateway

(MG)

Signaling

Gateway

(SG)

SOFTSWITCH

SIP

H.323

ISUP SS7

MGCP

TDM RTP

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 14: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Aplicaciones de VoIP

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 15: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Voz sobre IP (VoIP)

• Voz viaja a través de una red de datos (Internet) sin calidad de servicio.

• La voz se digitaliza para transmitirse en forma de paquetes y el protocolo IP hace el “mejor esfuerzo” para establecer la comunicación entre los usuarios.

VoIP ≠ Telefonía IP

• VoIP es interoperable, portable y permite el desarrollo de servicios que no se ofrecen en la telefonía tradicional.

• Sin embargo, tiene baja calidad de servicio.

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 16: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

• La idea de la telefonía en las redes de cable,

surgió por lo menos hace una década.

– Comcast y Cox comenzaron en 1998

• La telefonía IP aún mostraba sus primeros

avances tecnológicos.

• La intención era aumentar la base de

suscriptores que no se lograría con la oferta de

video.

1. De la RTPC a la telefonía IP

Page 17: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Cuestionario de repaso

1. Defina VoIP

2. ¿Qué protocolos de señalización se habla entre Softswitches?

3. ¿Cuál es la diferencia entre VoIP y Telefonía IP?

4. ¿Qué pasaría si la red IP no fuera administrada en la Telefonía IP?

5. ¿Qué ancho de banda (kbps) ocupa una llamada de VoIP? Suponiendo que no se comprima la voz

Page 18: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

LA ESPECIFICACIÓN DOCSIS Y

PACKETCABLE

Page 19: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

CableLabs®

• Fundada en 1988 por miembros de la

Industria de la Televisión por Cable, Cable

Television Laboratories, Inc. (CableLabs®) es

un consorcio dedicado a la investigación y

desarrollo de las nuevas tecnologías de cable

y ayuda a integrar los avances tecnológicos

en nuevos objetivos de negocio.

2. La especificación DOCSIS

Page 20: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

CableLabs®

• Los principales objetivos de CableLabs® son:

a) Identificación e investigación de nuevas

tecnologías de broadband

b) Autor de las especificaciones

c) Certificación de productos

d) Diseminación de la información.

2. La especificación DOCSIS

Page 21: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Red de cable bidireccional

CRC Suscriptor

Red de Cable

2. La especificación DOCSIS

Page 22: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

DOCSIS como medio de transporte

• 1992 -> 1996 Sistemas Propietarios

• Esfuerzo para estandarizar, IEEE 802.14 se

dilata

• Los principales operadores lo quieren

a) Costos más bajos a través de CMs en

retail, multiple vendors

• Interface CM al CMTS & Operación del

Sistema

2. La especificación DOCSIS

Page 23: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

DOCSIS como medio de transporte

•Estándar de la Industria

a) Specs & Certificacion

b) Comenzó como RFI, creció hasta una

familia de specs.

• Habilita IP (transparentemente hacia el

cliente) sobre Cable

2. La especificación DOCSIS

Page 24: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Banda de transmisión

2. La especificación DOCSIS

Page 25: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

DOCSIS 1.0

• Radio Frequency (RF) Interface Specification 1.0

• Operations Support System Interface (OSSI) 1.0

• Baseline Privacy Interface Specification (BPI)

• Cable Modem Termination System - Network

Side Interface

• Cable Modem to Customer Premise Equip.

Interface (CMCI)

• Cable Modem Telephony Return Interface

Specification

• Acceptance Test Plan 1.0

2. La especificación DOCSIS

Page 26: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

DOCSIS 1.1

• Radio Frequency (RF) Interface Specification 1.1

• Operations Support System Interface (OSSI) 1.1

• Baseline Privacy Plus Interface Specification (BPI+)

• Cable Modem Termination System - Network Side

Interface

• Cable Modem to Customer Premise Equip.

Interface (CMCI)

• DOCSIS 1.1 CMCI Acceptance Test Plan

• DOCSIS 1.1 RFI Acceptance Test Plan

2. La especificación DOCSIS

Page 27: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

DOCSIS 2.0

• Radio Frequency (RF) Interface Specification 2.0

• Operations Support System Interface (OSSI) 2.0

• Baseline Privacy Plus Interface Specification (BPI+)

• Cable Modem Termination System - Network Side

Interface

• Cable Modem to Customer Premise Equip. Interface

(CMCI)

• DOCSIS 2.0 CMCI Acceptance Test Plan

• DOCSIS 2.0 RFI Acceptance Test Plan

2. La especificación DOCSIS

Page 28: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

DOCSIS Servicio Característica

1.0 Acceso a Internet de alta

velocidad

Especificación base

1.1 Telefonía IP Calidad de servicio y

seguridad

2.0 Servicios simétricos Mayor velocidad de

transmisión (retorno)

3.0 Servicios avanzados,

multimedia y en tiempo

real

Unión de canales y manejo

de IPv6 – altísimas

velocidades de transmisión.

Resumen Evolución de DOCSIS

2. La especificación DOCSIS

Page 29: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Arquitectura DOCSIS

Inte

rnet

Backb

on

e

Netw

ork

LOCAL

SERVER

FACILITY

LA

N

CMTS

NE

TW

OR

K

TE

RM

INA

TIO

N

MOD

DEMOD

CO

MB

INE

R

SP

LIT

TE

R

OTx

ORx

F.O.

NODE

SECURITY &

ACCESS

CONTROLLER

DISTRIBUTION HUB OR HEADEND

CPE

DS TV signals

US signals

COAX

CABLE

PLANT

REMOTE SERVER FACILITY

OPERATIONS

SUPPORT

SERVER

FIBER

CABLE

PLANT

CM

DS = >54 MHz

US = <42 MHz

Cable Modem to

CPE Interface

(CMCI)

Cable Modem

to RF Interface

OSS

Interface

(OSSI)

Baseline Privacy

Interface (BPI) Cable

Modem

Termination

System

Upstream

RF

Interface

Cable

Modem

Termination

System

Downstream

RF Interface

Cable

Modem

Termination

System

Network

Side

Interface

(CMTS-NSI)

2. La especificación DOCSIS

Page 30: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Explicación de la Arquitectura

• De esta Arquitectura es importante mencionar

4 elementos básicamente:

a) CMTS (CableModem Termination System)

b) OSS (Operations Support Systems)

c) CM (Cablemodem)

d) LAN

2. La especificación DOCSIS

Page 31: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

CMTS (CableModem Termination System)

• La principal función del CMTS es hacer un

“bridge” entre la Red HFC y la red IP. En este

equipo se encuentran conectados todos los

cablemodems. En la actualidad, estos equipos

han evolucionado y ahora poseen funciones

avanzadas de ruteo y de QoS.

2. La especificación DOCSIS

Cable Network

HFC Customer Premises

Equipment

Transporte transperente de IP sobre HFC

Cable Modem (CM)

CMTS Network Side

Interface

Wide-Area Network

Cable Modem

Termination System (CMTS) CM Customer Premises

Equipment Interface

Page 32: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

OSS (Operation Support Services)

• Conocido más comúnmente como Sistema de

Aprovisionamiento. Son los servidores que

proveen la configuración a los Cablemodems y

CPEs, y consta de los siguientes servidores:

a) DHCP Server

b) TFTP Server

c) DNS Server

d) ToD Server

2. La especificación DOCSIS

Page 33: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

CableModem

• Es el equipo terminal que se

coloca en la casa del

subscriptor.

• Es el equipo que hace la

interface de la Red de Cable

hacia el equipo del cliente.

2. La especificación DOCSIS

Page 34: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

LAN (Local Area Network)

• Este elemento dentro de la Arquitectura es la

red de datos LAN / WAN a la que se conectará

el CMTS. En él se encuentra la salida hacia

Internet, la interconexión con otros Routers o

CMTSs. Consta de una topología de Switches y

Routers de datos.

2. La especificación DOCSIS

Page 35: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Características principales de DOCSIS 1.0 • Interoperabilidad de los productos • Modulación 64 y 256 QAM en la dirección Downstream • Máxima tasa de transferencia del canal Downstream 40Mbps • 6 MHz de ancho de canal de bajada, con lo cual esta señal puede coexistir con las señales de video. • Byte Interleaver variable en profundidad con lo que puede soportar servicios sensitivos y no sensitivos a la latencia.

2. La especificación DOCSIS

Page 36: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Características principales de DOCSIS 1.0 (cont)

Características del canal de upstream:

• Cablemodem controlado desde el CMTS

• Habilidad para salto de frecuencia

• Time Division Multiple Access (TDMA)

• Modulaciones QPSK y 16QAM

• Anchos de canal: 200, 400, 800, 1600, 3200 Hz

• Máxima tasa de transferencia de canal: 10 Mbps

• Soporta tamaño de la trama fijo y variable

• Múltiples tasas de símbolos

• Preámbulos programables

2. La especificación DOCSIS

Page 37: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Características principales de DOCSIS 1.1

• Clasificación de paquetes basada en los

campos del encabezado de Ethernet, IP y

UDP/TCP, hacia los Flujos de Servicio.

• Flujos de Servicios asociados con un

Identificador de Servicio

• MIBs para Calidad de Servicio (QoS)

• Concatenación

• Fragmentación

• Clasificadores mejorados de MAC.

• Unsolicited Grant Services.

2. La especificación DOCSIS

Page 38: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Características principales de DOCSIS 1.1 (cont)

• Real Time Polling / Non-Real Time Polling

• Payload Header Suppression

• Prioridad de Colas en el CMTS

• Base Line Privacy + (BPI+). Agrega certificados

digitales para la autenticación del cablemodem con

el CMTS

• Administración de IGMP (Internet Group

Management Protocol)

2. La especificación DOCSIS

Page 39: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Características principales de DOCSIS 2.0 • Triplica la máxima capacidad de upstream a 30 Mbps • Capa Física Avanzada de Upstream • Advance TDMA (ATDMA) • Synchronous Time Division Multiplexing (SCDMA) • Máximo ancho de canal 6.4 MHz • Modulaciones ATDMA: QPSK, 8QAM, 16QAM, 32QAM, 64QAM • Trellis Code Modulation para SCDMA: QPSK, 8-TCM, 16-TCM, 32-TCM, 64-TCM, 128-TCM

2. La especificación DOCSIS

Page 40: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Flujo de Aprovisionamiento de un Cablemodem

• El flujo de aprovisionamiento de un

Cablemodem consta de 6 pasos principalmente:

a) Tunning

b) Ranging

c) Conectividad IP

d) Configuración

e) Registro

f) Mantenimiento

2. La especificación DOCSIS

Page 41: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Tuning

Ranging

Conectividad

Configuración

Registro

Mantenimiento

El CM escucha

el canal de

Downstream

• CM busca un canal de datos de Downstream

• Sincroniza con QAM

• Sincroniza con FEC y MPEG

2. La especificación DOCSIS

Page 42: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Tuning

Ranging

Conectividad

Configuración

Registro

Mantenimiento

CM

CMTS

UCD MAP

Rng-Req

Rng-Rsp

• El CM ajusta niveles de Potencia.

2. La especificación DOCSIS

Page 43: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Ranging

Conectividad

Configuración

Registro

Mantenimiento

CM

DHCP Server

CMTS

Discover

Offer

Request

Response

• El CM obtiene su IP a través de un proceso de DHCP con el Servidor de DHCP

Tuning

2. La especificación DOCSIS

Page 44: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Ranging

Conectividad

Configuración

Registro

Mantenimiento

CM

ToD Server

CMTS

Request

Response

• El CM obtiene su hora haciendo un Request al ToD Server

Tuning

2. La especificación DOCSIS

Page 45: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Ranging

Conectividad

Configuración

Registro

Mantenimiento

Tuning

CM

TFTP Server

CMTS

Request

Config File

• Obtiene su archivo de configuración vía TFTP

• El CM usa la IP del servidor que se le indicó en

las opciones de DHCP.

2. La especificación DOCSIS

Page 46: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Ranging

Conectividad

Configuración

Registro

Mantenimiento

Tuning

• El cablemodem se pondrá Online, solo

hasta después que se registre con el CMTS

• Reporta que todos los parámetros de

configuración adquiridos son aplicados.

Cable Modem

REG-REQ

REG-RSP

2. La especificación DOCSIS

Page 47: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Ranging

Conectividad

Configuración

Registro

Mantenimiento

Tuning

• El cablemodem mantiene comunicación

periódica con el CMTS para

ecualización, ajuste de niveles de

potencia, etc. Cuando menos cada 30

segundos.

RNG-REQ

RNG-RSP

2. La especificación DOCSIS

Page 48: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Cuestionario de repaso

1. Mencione dos objetivos de CableLabs

2. Describa brevemente DOCSIS y mencione los cuatro elementos que lo componen.

3. ¿Cuál es la banda de upstream y cuál la banda de downstream?

4. ¿Qué modulaciones se usan en Downstream y cuáles en upstream?

5. ¿Un cablemodem 2.0 pudiera aprovisionarse como DOCSIS 1.0? ¿Y un cablemodem 1.0 como DOCSIS 2.0? Explique

6. ¿Qué versión minima de DOCSIS se requiere para hacer telefonía?

Page 49: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

PacketCable®

• PacketCable es un proyecto conducido por

CableLabs®.

• En septiembre de 1997, se comenzó a desarrollar PacketCable® para abordar el tema de la telefonía y servicios multimedia en las redes de cable.

• La meta es identificar y definir los estándares necesarios para implementar voz, video, y otras aplicaciones de tiempo real, en paquetes sobre sistemas de cable.

2. La especificación PacketCable

Page 50: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

PacketCable®

• Los productos PacketCable son una familia de productos diseñados para entregar servicios mejorados de comunicación usando transmisión de datos paquetizada sobre la red HFC y usando el protocolo DOCSIS 1.1.

• Hasta 2002 se comenzó a probar equipo que cumplía con la especificación.

• En 2003 se realizaron instalaciones de prueba para probar su desempeño.

2. La especificación PacketCable

Page 51: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Se divide en cuatro fases:

PacketCable® 1.0

• Define la arquitectura de referencia y las

características de la interfaz de acceso del

suscriptor y de los principales elementos que

la integran.

• Fue diseñada para realizar funcionalidades

equivalentes a las de un conmutador telefónico

CLASE 5.

2. La especificación PacketCable

Page 52: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

PacketCable® 1.5

• Realiza mejoras a la primera versión e incluye el mecanismo para que el servicio esté disponible en caso de falla en el suministro eléctrico. – Incluye servicios de emergencia

• Uso del protocolo SIP para administrar sesiones

• Interfaces para interconectar redes PacketCable e intercambiar tráfico sin pasar por la RTPC.

2. La especificación PacketCable

Page 53: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

PacketCable® 2.0

Versión basada en el estándar IMS (IP Multimedia Subsystem) de 3ª generación para comunicaciones basadas en SIP.

PacketCable® Multimedia (MM)

Maneja el protocolo SIP y permite la fácil adopción de servicios de siguiente generación (videojuegos, videoconferencias, mensajería unificada).

2. La especificación PacketCable

Page 54: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Características de la telefonía IP a través

de PacketCable:

1. Es un servicio punto a punto entre

teléfonos convencionales.

2. Tiene prioridad sobre servicios DOCSIS

para asegurar calidad y disponibilidad.

3. Transporta voz sobre una red IP

administrada ≠ voz sobre IP (VoIP)

2. La especificación PacketCable

Page 55: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Arquitectura PacketCable 1.0

CMTS

CMTS

Red IP Administrada

Call Management

Server (CMS)

Call Agent (CA)

Gate Controller (GC)

Media GW Controller

Media Gateway

Signaling Gateway

RTPC

OSS

BackOffice

Servers

Key Distribution Center (KDC)

DHCP Servers

DNS Servers

TFTP Servers

SYSLOG Servers

Record Keeping Servers

Provisioning Server

Red

HFC

(DOCSIS)

Red

HFC

(DOCSIS) E-MTA CM

Embedded MTA

S-MTA CM

Standalone MTA

2. La especificación PacketCable

Page 56: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Explicación de la Arquitectura

• De esta Arquitectura, en lo que respecta a la

parte de IP, es importante mencionar 4

elementos básicamente:

a) MTA (Multimedia Terminal Adapter)

b) OSS (Operations Support Systems)

c) CMS(Call Management Server)

d) Gateways de voz y señalización

2. La especificación PacketCable

Page 57: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Multimedia Terminal Adapter

• Equipo instalado en el subscriptor el cual provee la interface para la señalización de la llamada y el medio de transporte entre el teléfono y los elementos de red.

a) E-MTA - Embedded MTA con un Cable Modem DOCSIS. También llamado MTA, CM/MTA

b) S-MTA - Standalone MTA con una interface LAN para conectarse a un Cablemodem o cualquier otro modem o red.

2. La especificación PacketCable

Page 58: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

• Esclavo de la señalización del CMS

a) Implementa Network-Based Call Signaling Protocol (NCS)

b) Detecta eventos y genera señales

c) Crea, modifica y borra conexiones.

• Interfaces para teléfonos analógicos

a) Codecs, cancelación de eco, jitter, buffer

• Tiene un agente SNMP para administración y configuración

a) Usa TFTP o SNMP para obtener el Archivo de Configuración

2. La especificación PacketCable

Page 59: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Cablemodem con EMTA

• Multimedia Terminal Adaptor (MTA)

– Dos IPs y direcciones MAC

• 1 para el Cable Modem

• 1 para el MTA

– La mayor parte del tiempo el MTA es tratado

como CPE

SLIC

SLIC

Ethernet

CODEC DSP

uProc DOCSIS

PHY &

MAC

Cable Modem

MTA

2. La especificación PacketCable

Page 60: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Servidores Back-office

• También conocidos como Sistema de Soporte

Operativo, es un conjunto de elementos de soporte que

realiza funciones como:

– Aprovisionamiento

– Registro de eventos

– Facturación

– Seguridad

– Desempeño de la red

– Configuración de elementos

Servidores de

“Back-office”

y de aplicaciones

2. La especificación PacketCable

Page 61: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Servidores Back-office

• Los determinados por la arquitectura PacketCable, son:

– Servidores de Aprovisionamiento

• Servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

• Servidor DNS (Domain Name Server)

• Servidores TFTP (Trivial File Transfer Protocol)

– Servidor Syslog

– Servidor de Almacenamiento de Registros (RKS, Record

Keeping Server)

2. La especificación PacketCable

Page 62: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Sistema de Soporte

Operativo

• Sistema que permite una

integración eficiente entre

las distintas aplicaciones de

administración del negocio

y del sistema.

• Su integración es una de

las partes más complejas

de la implantación.

Facturación

y

Atención al

Cliente

Aprovisionamiento

de

Servicios

Administración

de

Servicios

Avanzados

M o n it o re o

d e la

Re d

2. La especificación PacketCable

Page 63: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Seguridad

• BPI+ (Basic Privacy Plus) en DOCSIS 1.1 – Privacidad

de datos y protección contra robo de servicios mediante

encriptación de paquetes de datos.

• Firewalls – Filtro de tráfico no deseado y evitar acceso

indeseado a la red IP administrada.

• Servidor KDC (Key Distribution Center) – Autenticación,

intercambio de llaves y encriptación, para conexiones

seguras.

2. La especificación PacketCable

Page 64: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Call Management Server

• Call Agent – Es el maestro del establecimiento de llamadas

– Controla y Autoriza la señalización al MTA • Usa protocolo NCS

– Provee call routing • Número telefónico a traducción IP

– Implementa features CLASS5

• Gate Controller – Provee control de DQoS al CMTS

• Prodía también incluir: – Media Gateway Controller (MGC)

– Announcement Controller (AC)

2. La especificación PacketCable

Page 65: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Media Gateways

• Termina y controla las portadoras que vienen de la PSTN

• Esclavo del señalización del MGC

– Implementa Trunking Gateway Control Protocol (TGCP)

– Detecta eventos y genera señales

• Incluyendo eventos de señalización In-band

– Crea, modifica y borra conexiones.

• Realiza un transcoding de medio entre la PSTN y la red IP

– Codecs, cancelación de eco

• Administra estadísticas de uso.

2. La especificación PacketCable

Page 66: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Signaling Gateways

• Es un esclavo del Call Management Server

• Provee la señalización para la interconexión entre MGC/CMS y PSTN SS7

– Realiza mapeo de direcciones ISUP y TCAP

• Interfase SS7

– Terminal de los enlaces de SS7

2. La especificación PacketCable

Page 67: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Flujo de Aprovisionamiento de un MTA

• El flujo de aprovisionamiento de un MTA

consta de 3 pasos principalmente:

– Conectividad IP

– Configuración

– Registro con el Softswitch

2. La especificación PacketCable

Page 68: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Conectividad

Configuración

Registro

CMTS

MTA

DHCP Server

Discover

Offer

Request

Response

• El MTA obtiene su IP a través de un proceso de DHCP con el Servidor de DHCP

2. La especificación PacketCable

Page 69: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Conectividad

Configuración

Registro

CMTS

MTA

Prov. Server

• El MTA hace una solicitud al Prov. Server para obtener su archivo de configuración ya sea por el método Básico, Híbrido o Secure.

Request

Response

2. La especificación PacketCable

Page 70: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Modos de Aprovisionamiento de un MTA

• BASICO: No hay necesidad de tener un servidor KDC (Key

Distribution Center), ni enviar la configuración

dinámicamente por SNMP hacia el MTA. Se coloca un

archivo de configuración estático en un servidor TFTP y el

MTA baja de ahí ese archivo de configuración.

• HIBRIDO: En el modo Híbrido, tampoco hay necesidad de

contar con un servidor KDC, sin embargo la configuración se

envía dinámicamente a través de Sets de SNMP hacia el

MTA.

2. La especificación PacketCable

Page 71: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Modos de Aprovisionamiento de un MTA

• SECURE: En este modo es necesario contar con un

Servidor KDC y además enviar la configuración

dinámicamente por Sets de SNMP. Este servidor de KDC

realiza un intercambio de llaves con el MTA antes de

enviarle la configuración.

2. La especificación PacketCable

Page 72: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Conectividad

Configuración

Registro

CMTS

MTA

Softswitch

• El MTA, a través de señalización NCS, envía un mensaje hacia el Softswitch y este le responde con un OK, con esto el Endpoint se encuentra listo para recibir llamadas.

RSIP

OK

2. La especificación PacketCable

Page 73: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Cuestionario de repaso

1. ¿Qué es PacketCable? Mencione y describa los 4 grandes elementos que a la componen.

2. ¿Cuáles son los tres métodos de aprovisionamiento de un MTA en PacketCable? Descríbalos.

3. ¿A través de que equipos se hace la conexión hacia la RTPC?

4. Mencione todas las funciones que recuerde del softswitch

5. ¿Se podría ofrecer telefonía con un eMTA configurado como DOCSIS 1.0? Explique porqué sí o porqué no

6. ¿Qué protocolo se señalización hacia el endpoint se utiliza en PacketCable 1.0? ¿Cuál es 1.5? ¿Cuál en 2.0?

Page 74: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

IMPLANTACIÓN DE LA TELEFONÍA

EN LA

RED DE CABLE

Page 75: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

• No sólo consiste en ofrecer un servicio de calidad, sino también un servicio confiable.

• Implica hacer una planeación adecuada del sistema y garantizar que la red cumple con requisitos de disponibilidad de servicio “carrier-grade”.

Análisis de

estándares

y tecnología

disponible

Servicio

Page 76: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Componentes de red necesarios para el servicio de Telefonía en una red de Cable

• CMTS con soporte de PacketCable

• Softswitch

• Interneconexión a la RTPC

• MTAs

• Sistema de aprovisionamiento

• Sistema de Facturación

• Red IP administrada

• Red HFC bidireccional

Page 77: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Componentes de red opcionales para el

servicio de Telefonía en una red de Cable

• Sistema de Monitoreo

• Sistema de Servicio al Cliente

• Servidor Kerberos

• Servidor Syslog

• Firewall

Page 78: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Etapas de la implantación y consideraciones primarias

• Evaluar infraestructura actual

– ¿Qué tengo y qué me hace falta?

• Definir el presupuesto

– ¿Cuánto dinero pienso invertir en cada rubro?

• Definir los tiempos del proyecto

– ¿Cuánto tiempo me llevará implementarlo?

• Evaluación de las tecnologías

– Softswitch: Soporte PacketCable, Features Clase 5, roadmap.

– CMTS: soporte, roadmap, redundancia, capacidad, escalabilidad

Page 79: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Etapas de la implantación y consideraciones primarias

– MTAs: features, roadmap, precio

– Sistema de Aprovisionamiento: soporte diferentes vendor, redundancia, escalabilidad.

– Sistema de Facturación: soporte, estabilidad.

• Interconexión con la RTPC

• Integración de las distintas plataformas

– Esto punto siempre es menos preciado, pero es de los más importantes y complicados de la implementación. Por lo general, te lleva más tiempo del esperado.

• Clientes beta

– Amigos, familia, etc.

• Lanzamiento comercial!!

Page 80: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Diseño y planeación de la Red

Recomendaciones para la Red HFC

• Se recomienda un máximo número de 2500 Home Passes por nodo, considerando una penetración aproximada de 30%, es decir, 750 usuarios por nodo. De igual forma, se recomienda tener segmentados los nodos en 4X.

• Las piernas de un nodo no deben tener más de 200 usuarios debido al ruido generado por estos y a la capacidad del canal de upstream.

Page 81: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Diseño y planeación de la Red

• La tabla de SNR mínimo recomendado en el retorno por tipo de modulación es la siguiente:

SNR Requerido

(dB)

Modulación en el

retorno

15 QPSK

18 8QAM

21 16QAM

24 32QAM

27 64QAM

30 128QAM

33 256QAM

3. Implantación de la telefonía IP

Page 82: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Diseño y planeación de la Red

Los niveles de potencia recomendados en el retorno en la entrada del CMTS, de acuerdo con el ancho de canal utilizado (según la especificación DOCSIS), se presentan en la siguiente tabla: Ancho de Canal de

upstream

Nivel de potencia

óptimo

Rango de Potencia

200 kHz -1 dBmV -16 a +14 dBmV

400 KHz 2 dBmV -13 a +17 dBmV

800 KHz 5 dBmV -10 a +20 dBmV

1600 KHz 8 dBmV -7 a +23 dBmV

3200 KHz 11 dBmV -4 a +26 dBmV

6400 KHz 14 dBmV -1 a +29 dBmV

3. Implantación de la telefonía IP

Page 83: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Diseño y planeación de la Red

Recomendaciones para el CMTS

Se recomienda conectar hasta 200 usuarios por puerto upstream del CMTS, sin embargo, esto varía por varios factores como la concurrencia del servicio (usuarios activos en un mismo tiempo) y los anchos de bandas de los servicios ofrecidos a los clientes. En la práctica, se ha encontrado que 200 es un número promedio.

3. Implantación de la telefonía IP

Page 84: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Diseño y planeación de la Red

Recomendaciones para la red IP administrada

Para asegurar la Calidad del Servicio en la red LAN, es necesario marcar los paquetes de Voz y señalización MGCP con un ToS (Type of Service) en el header de IP. Adicional a esto, hay que establecer políticas de prioridad en los equipos de datos, para que le den prioridad a los paquetes que sean identificados como voz o señalización MGCP.

3. Implantación de la telefonía IP

Page 85: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Metodología de Ingeniería de Tráfico

• Establecer un modelo de tráfico por usuario

• Identificar los recursos necesarios

• Identificar los cuellos de botella

• Identificar la capacidad de los cuellos de botella

3. Implantación de la telefonía IP

Page 86: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Ingeniería de Voz

• Ancho de banda de la llamada de voz – Determina el número de llamadas activas por grupo troncal

• Tamaño de la troncal – Cuantas llamadas de voz pueden ser soportadas

• Erlang – Una medida de la intensidad de tráfico. Una medida de utilización de un recurso, ya sea por subscriptor individual o por grupo troncal compartido

• ErlangB – Determina el Grado de Servicio/Probabilidad de bloqueo de los subscriptores

3. Implantación de la telefonía IP

Page 87: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Modelo de Tráfico de Voz

3. Implantación de la telefonía IP

El modelo ErlangB provee la relación

matemática entre el tamaño de la troncal,

la carga de llamadas y el grado de

servicio.

Concentration

Point

Cuello de

botella

Número de llamadas activas

Soportadas por el grupo troncal Carga de voz

Llamadas

bloqueadas debido a

que está llena la

troncal

Basado en:

- # de usuarios

- # de líneas por subscriptor

- Carga de la línea en Erlangs

Page 88: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Modelo de Tráfico de Voz

3. Implantación de la telefonía IP

Call

Management

System

Media

Gateway CMTS

MTA CM

Nodo Nodo Nodo

Combinador

MTA CM

Cuellos de botella

RTPC IP Backbone

Page 89: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Modelo de Erlang

• Los valores de Erlang están basados en dos modelos – High Day Busy Hour (HDBH)

• Valores típicos – 0.12 a 0.14 Erlangs

– Average Busy Season Busy Hour (ABSBH)

• Valores típicos – 0.07 to 0.1 Erlangs

• Ambos modelos están basados en promedios estadísticos, y por lo tanto el bloqueo de llamadas puede ocurrir.

3. Implantación de la telefonía IP

Page 90: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Modelo de ErlangB

• ErlangB es un modelo matemático usado para determinar los recursos necesarios para limitar la probabilidad de bloqueo de las llamadas, a un nivel deseado. – Grado de servicio

• “Probabilidad de bloqueo” valores típicos - .5%-1%

3. Implantación de la telefonía IP

Page 91: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Efectos de ErlangB

3. Implantación de la telefonía IP

1

100

La troncal puede

soportar 10

llamadas activas

Erlang of 0.1

(la carga de cada subscriptor por línea)

100 líneas pueden soportarse estadísticamente en

promedio, pero si se rebasa el promedio las llamadas se

pueden bloquear.

Page 92: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Efectos de ErlangB

3. Implantación de la telefonía IP

1

100

Incrementar el tamaño

de la troncal para que

soporte 12 llamadas

activas

Decrecer el

número de líneas

de subscriptores

1

90

La troncal puede

soportar 10

llamadas activas

Page 93: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Modelo de Sobresubscripción

3. Implantación de la telefonía IP

• Manera directa de calcular la carga de un sistema

– Media Gateway

• Valores típicos – 8:1 a 10:1

– HFC (CMTS Upstream y Downstream)

• Valores típicos – 4:1 a 6:1

CMS

MG CMTS

MTA CM

Nodo Nodo Nodo

MTA CM

RTPC IP Backbone

Page 94: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

¿Cuántas llamadas me soportará un upstream?

¿Cuántas casas

pasadas soportará el

CMTS?

¿Cuántos CMTSs necesito?

¿Cuál es el ancho de

banda de una llamada?

Page 95: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Dimensionamiento del CMTS

• Determinar el ancho de banda en Downstream

• Determinar el ancho de banda en Upstream

• Definir los servicios que el CMTS soportará, datos y voz

• Determinar las características de la planta.

• Definir las características de las llamadas de voz

3. Implantación de la telefonía IP

Page 96: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Ancho de banda utilizado según el CODEC de voz

CODEC Paquetización

10ms

Paquetización

20ms

G711 120kbps 92kbps

G729A 64kbps 36kbps

G729E 68kbps 40kbps

G728 72kbps 44kbps

G726 88kbps 60kbps

Page 97: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Paquete de voz • RTP (Real Time Transport Protocol): provee entrega de servicios end-to-

end para datos en tiempo real como voz y video.

• Los servicios de RTP incluyen: estampado del tiempo, monitoreo de la entrega, número de secuencia.

Analog Voice

RTP Header

12 Bytes

Voice Sample

10 – 160 Bytes

Ethernet

14 Bytes

IP

20 Bytes

UDP

8 Bytes Voice Payload

CRC

4 Bytes

DOCSIS Header

11 Bytes Ethernet Frame

Cable Modem MTA

Page 98: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Exigencias en la red de cable

1. Disponibilidad del servicio / Confiabilidad de la red

– Mantener el sistema sin interrupciones por un periodo definido.

2. Calidad de transmisión

– Un ambiente de red transparente que evite la retransmisión o

pérdida del tráfico de voz.

3. Ancho de banda efectivo

– Garantizar suficiente ancho de banda para las llamadas y

prioridad sobre otro tráfico en la red de cable.

3. Implantación de la telefonía IP

Page 99: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Exigencias en la red de cable

4. Tasa de Fallas

– Determinar la tasa promedio de ocurrencia de fallas y

reconocer el alcance de los problemas para aislarlos y evitar

la caída del servicio.

5. Grado de Servicio

– Disminuir la probabilidad de que una llamada sea bloqueada

debido a la congestión que genera una carga de trabajo.

6. Monitoreo

– Mantener ininterrumpidamente el tráfico y todos los elementos

de la red.

3. Implantación de la telefonía IP

Page 100: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Retos de la telefonía IP • Disponibilidad • Pérdida de Paquetes

– Calidad de Voz – Tasa de completación de llamadas

• Delay – Fijo – Jitter

• Sincronía • Eco

3. Implantación de la telefonía IP

Page 101: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Disponibilidad

• Los cable operadores necesitan entender:

– Disponibilidad End to End

– Modos de Falla

• Puntos de falla

• La capacidad del sistema bajo condiciones

de falla

– Tiempos de recuperación

• La solución: Redundancia

3. Implantación de la telefonía IP

Page 102: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Reducir la Pérdida de Paquetes

• Pérdida de Paquetes

– Errores de transmisión

– Congestión

• Paquetes descartados dentro de la red

• Descartados por el “endpoint” (jitter buffer

excedido)

• VoIP es transmitido vía IP/UDP/RTP

– No hay retransmisión de paquetes de voz

3. Implantación de la telefonía IP

Page 103: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

• Las soluciones:

– FEC (Forward Error Correction) • Reduce la pérdida de paquetes en el

Upstream debido a errors de transmission, enviando bits de corrección en los paquetes.

– Ingeniería de Tráfico • QoS (En la red LAN/WAN y en la red HFC) • Asegurar que hay suficiente ancho de

banda para la carga de tráfico y que el tráfico es ruteado por donde hay ancho de banda.

3. Implantación de la telefonía IP

Page 104: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Porcentaje total de pérdida de paquetes

>=1% <3% >=0.1% <=0.01%

Calidad de la

voz

Calidad pobre Calidad buena Excelente

calidad

Completación

de llamadas

<98% 99.5% 99.95%

FAX Conexiones

caídas y

errores en la

página

Conexiones

caídas y

errores en la

página

Se soporta

Modem dialup Conexiones

caídas

Conexiones

caídas

Se soporta

Efectos de la pérdida de paquetes

Page 105: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Reducir el Delay

Delay Total vs. Delay Variable (Jitter)

• El delay total afecta la calidad de la voz

• Incrementa el tiempo de ida y regreso de a

voz.

• Incrementa el efecto de eco

Jitter

• Puede ocasionar que los paquetes sean

descartados.

• Incrementa el delay total.

Page 106: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Reducir el Delay

• La voz debe ser digitalizada, opcionalmente

comprimida, procesada para cancelamiento de

eco y paquetizada.

• Los paquetes de voz pudieran tomar múltiples

saltos

• El resultado es que las redes de VoIP tienen

más delay que los circuitos tradicionales.

Page 107: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Reducir el Delay

Las soluciones:

• Implementar periodos de paquetización muy

pequeños

• Minimizar delays de procesamiento en los

componentes del sistema

• Minimizar el número de saltos de la fuente

al destino

• Dar prioridad a los paquetes de voz (QoS)

Page 108: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Reducir el Jitter

• Jitter es la variación del tiempo de llegada de

los paquetes de voz

• No es un problema para los paquetes de

datos

• Afecta la calidad de la voz o cualquier

aplicación de tiempo real.

• La variación en la carga de tráfico causa la

variación del delay a través de los ruteadores.

• Los paquetes de voz pudieran tomar diferentes

rutas.

Page 109: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Solución:

• Dar prioridad a los paquetes de voz (QoS)

• Buffers de Jitter

• Los paquetes recibidos son puestos en

un buffer de jitter antes de que sean

reproducidos

• El usuario no escucha gaps entre los

paquetes retardados

• Permiten que los paquetes lleguen tarde

Page 110: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Operación de los Buffers de Jitters

5 4 2 1 Paquetes de Voz

1 6 5 4 3 2

PlayOut

3

Jitter Buffer

N M

Page 111: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Aplicar buffers de jitter en los extremos para

eliminar el delay variable.

Teléfono

MG

PSTN Red IP

Red HFC

Teléfono

CM/MTA

CMTS

Jitter Buffer

Jitter Buffer

Page 112: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Fuente de Reloj

• Para prevenir que los buffers de jitter se

sobrepasen, ambos endpoints deben operar en la

misma base de tiempo.

• La fuente de reloj de la PSTN es un reloj Stratum 1

• Dependiendo de los servicios que el cable operador

quiere proveer, el Media Gateway y el MTA deberían

estar sincronizados con una fuente de reloj de un

Stratum 1.

La solución: Usar una fuente de reloj Stratum 1

Page 113: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

¿Qué pasa si la fuente de reloj no es la misma?

Jitter Buffer

Paquetización remota

Paquetes de Voz

PlayOut

N M

Paquetización en el extremo

remoto de 10msec

Extremo cercano

reproduce 9.9999msec

Page 114: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

BITS

Media Gateway

PSTN

Red IP

CMTS

Red HFC

DOCSIS 1.1

:::::

:::::

Red DOCSIS

Los Media Gateways

está típicamente

sincronizados con las

conexiones a la PSTN

Fuente de Reloj

Sincronización dentro de una red PacketCable

Page 115: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Niveles de Reloj Stratum

Nivel Precisión

Tiempo mínimo

esperado para el

primer clip

1

1 x 10-11

Meses

2

1.6 x 10-8

7.2 Días

3E

1 x 10-6

2.8 Horas

3

4.6 x 10-6

36 minutos

* El intervalo de tiempo para clip esperado, depende de varios factores, incluyendo el tamaño del buffer de jitter y

la precisión del reloj en ambos extremos. Los valores en esta tabla asumen un tamaño de buffer de jitter de 10ms

y el extremo remoto con reloj Stratum 1.

Page 116: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Reducir Eco

• Los canceladores de eco remueven la señal reflejada

para que el usuario no la escuche.

• Los canceladores de eco están en múltiples lugares:

• Dos lugares clave para localizarlos en VoIP son:

- MTA

- Media Gateway

Solución: Usar cancelación de eco.

Telephone

MG

RTPC Red IP

Red HFC

Telefono

CM/MTA

CMTS

Cancelador De eco

Cancelador De eco

Page 117: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

¿Con qué frecuencia puede fallar la red?

Tiempo fuera de la red (anual)

Porcentaje Horas Minutos Segundos

99.9999 0.009 0.53 31.56

99.999 0.09 5.3 315.6

99.99 0.9 53 3156

99.9 9 530 31560

Las Matemáticas

365 días * 24 horas * 60 min = 525,600 minutos en un año

53 minutos = disponibilidad del 99.989916 %

Disponibilidad del 99.99% = 52.56 minutos fuera

3. Implantación de la telefonía IP

Page 118: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Problemas más comunes – No hay tono de marcado

– Se presenta retraso en la llamada

– Se rompe la voz

– Hay estática en la línea

– No se completan las llamadas

– La voz sólo se transmite en una dirección.

Si parece un teléfono, deberá comportarse como

tal.

3. Implantación de la telefonía IP

Page 119: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

HD

T

NIU

Aco

met

idas

y

Conec

tore

s

Nodo d

e P

ote

nci

a

Tap

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Conec

tore

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Cab

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Lín

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D

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0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

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25.0%

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0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

70% de Contribución de

Tiempo de Caída Fuente: CableLabs

3. Implantación de la telefonía IP

Page 120: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

3. Implantación de la telefonía IP

Administración de la Red

• Tiempos de respuesta a fallas

• Monitoreo constante a las interfaces de los equipos

• Capacitación al personal de soporte

• Mantenimiento periódico a los equipos

• Introducción de cambios a la red de producción solo

cuando hayan sido completamente probados

• Respaldos periódicos a la base de datos de usuarios y a

la de facturación

Page 121: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Cuestionario de repaso

1. Mencione cuatro retos para la implementación

de la telefonía IP en la red de cable.

2. ¿Qué es el jitter y cómo afecta a la voz?

3. ¿Qué pasa con las llamadas si hay ruido

excesivo en la red HFC?

4. ¿Cuál es el valor típico de sobresubcripción en

telefonía IP?

5. ¿Cómo afecta la pérdida de paquetes a la

telefonía IP?

Page 122: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

SISTEMAS DE APOYO A LA

OPERACIÓN

Page 123: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Administración de Red

(Fallas/Desempeño)

Cobranza y Atención al

Cliente

Servicios

Avanzados

(Redes Inteligentes)

Aprovisionamiento

de Servicios

Red de cable

• Servicios de datos

• Servicios de voz

• Servicios de video

• Recolección y análisis de alarmas

• Monitoreo del desempeño y la capacidad del sistema • Identificación y corrección de problemas

• Servicios integrados de voz, video y datos

• Capacidad de crear servicios rápidamente

• Servicios de suscripción y servicios

basados en el uso

• Bases de datos de suscriptores

• Tarifas fijas y cobranza por consumo

• Servicios integrados/paquetes de cobranza

• Cuidado del cliente

• Administración de la pérdida de

suscriptores

4. Sistemas de apoyo de operaciones

Page 124: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

• Aplicaciones que establecen la interconexión entre la

operación de la red con la del negocio.

• Facilitan la generación de procesos claves:

• Facturación y atención al cliente

• Aprovisionamiento de servicios

• Administración de la red

• Servicios avanzados

RED OSS Datos de la red Datos del negocio

Suscriptor

4. Sistemas de apoyo de operaciones

Page 125: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Sistemas de Facturación y Servicio al cliente

• En esta rama caen todos los CRM (Customer

Relationship Management). Ej. Siebel, Comarch,

etc.

• Muchas veces son sistemas desarrollados “In-

house”

• El sistema de facturación se comunica con el

sistema de aprovisionamiento para habilitar o

deshabilitar servicios

4. Sistemas de apoyo de operaciones

Page 126: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Sistemas de Aprovisionamiento de Servicios

• Son los servidores que soportarán la

configuración de los equipos finales (MTAs)

• Contienen servicios de DHCP, ToD, TFTP, DNS.

• Pudieran contener también los servidores de

Kerberos para seguridad

• Ejemplos de estos son: Intraway, Incognito,

Cisco IP Solution Center, etc.

4. Sistemas de apoyo de operaciones

Page 127: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Sistemas de Administración de Red

• Por lo general, los cable operadores cuentan con un NOC desde donde se hace todo el monitoreo de los equipos.

• Están al pendiente de cualquier falla que pudiera ocurrir, para darle una pronta solución

• El monitoreo debe ser 24 horas, los 365 días del año.

• Se realizan estadísticas que sirven para preveer la capacidad del sistema.

4. Sistemas de apoyo de operaciones

Page 128: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Servicios Avanzados

• Son los servidores que permiten aplicaciones

avanzadas como teleconferencias, video juegos,

video digital, etc.

• Permiten la habilitación de servicios en

demanda.

• Servidores de Políticas y Servidores de

Aplicaciones.

4. Sistemas de apoyo de operaciones

Page 129: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

Cuestionario de repaso

• Mencione tres problemas comunes en el

servicio de telefonía IP

• ¿En qué área del diagrama Sistema de Apoyo

de Operaciones se encuentra usted en cuanto

a la operación del sistema?

Page 130: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

BIBLIOGRAFÍA Y LIBROS RECOMENDADOS

• Ciciora,Walter et. al. Modern Cable Television

Technology 2nd Edition. Ed. Morgan Kaufmann. USA.

2004.

• www.cablelabs.com

Page 131: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

MUCHAS GRACIAS!

Felipe Guerra

IP Systems Engineer

Motorola de México

Connected Home Solutions

Bosque de Alisos 125

Mexico DF

Email: [email protected]

Mobile: +52 55 2900 9554

Page 132: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

GLOSARIO ABSBH Average Busy Season Busy Hour. The three months (not necessarily consecutive) with the

highest average traffic in the busy hour are termed the “busy season.” The busy hour

traffic level averaged across the busy season is termed the “ABSBH load”.

ANC Announcement Controller

ANP Announcement Player

AS (ANS) Announcement Server

BH Busy Hour

BHCA Busy Hour Call Attempts. Measure of call signal loading.

BPI+ Baseline Privacy Plus. A DOCSIS 1.1 security service for providing DES encryption of HFC

messages.

CA Call Agent.

CableLabs A North American cable industry forum driving standards for voice and data services.

Call Agent Term used for the entity responsible for managing voice call setup and teardown.

CLASS Custom Local Area Signaling Services

CM Cable Modem. The customer premises equipment for DOCSIS. This devices bridges

Ethernet based data traffic to and from the cable network.

CMS Call Management Server. PacketCableTM term for the Call Agent.

CMTS Cable Modem Termination System. The head end component of a cable modem network.

In particular, the CMTS manages access to the downstream and upstream bandwidth

according to DOCSIS or EuroDOCSIS standards.

CODEC Voice Coder/Decoder. As used here, the device that takes analog voice signals and digitizes

them or digitized voiced and converts back to analog.

COPS Common Open Policy Service. Protocols used to carry PacketCable DQOS gate control messages between

CMS and CMTS.

CPE Customer Premises Equipment. Refers equipment in or at the customer premises. This

refers to non-DOCSIS/non-PacketCable such as telephones, faxes, and computers, but

may also refer to eMTAs and Cable Modems.

DHCP Dynamic Host Control Protocol. Used dynamically to assign IP addresses to terminals and

provide additional information typically required at terminal boot time.

DNS Domain Name Server. Translates a FQDN to an IP address.

Page 133: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

GLOSARIO

DOCSIS Data Over Cable Service Interface Specifications. A series of specifications defining

physical and link layer protocols and appropriate support systems for use in providing

IP based services over cable plant.

Downstream From the head end toward the terminal.

DQOS Dynamic Quality of Service. A PacketCable standard for assigning and policing DOCSIS 1.1

resources.

eMTA Embedded Multimedia Terminal Adaptor. A residential VoIP gateway device with embedded

cable modem. The eMTA may be an inside or outside, tabletop or wall-mount device

providing primary or secondary telephone line service.

Erlang Measure of voice loading

ErlangB The probability of voice call blocking

FEC Forward Error Correction.

Gateway In this context, a Public Switched Telephone Network gateway, used to convert from the

packet domain of the VoIP network to the circuit switched domain of the PSTN.

GC Gate Controller

G.711 International Standard for PCM

HDBH High Day Busy Hour. The one-day among the same ten days that has the highest traffic

during the busy hour is designated the (annually recurring) “high day”.

Head End The signal source point for a cable plant.

HFC Hybrid Fiber Coax. A network architecture where content is carried using fiber for long hauls

and coax cable in the neighborhood.

HHP HouseHolds Passed – the number of possible subscribers the HFC plant could reach.

HSD High-speed data interface. Ethernet or USB in eMTA products.

ISUP ISDN User Part. A protocol within SS& suite of protocols that is used for call signaling within

an SS& network.

KDC Key Distribution Center

Kerberos A key management protocol

LE Local Exchange – The switching device between the PSTN trunks and the Access Network.

LEC Local Exchange Carrier

MAC Media Access Layer

MG Media Gateway

Page 134: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

GLOSARIO MG Media Gateway

MGC Media Gateway Controller. The CMS function used to control MG in a Full VoIP architecture.

MGCP Media Gateway Control Protocol. An IETF protocol that merges SGCP and IPDC (Internet Protocol Device

Control)

MOS MEAN Opinion Score. A single number describing voice quality on a scale of 1 to 5.

MSO Multi-System Operator.

MTA Multimedia Terminal Adaptor. Subscriber equipment that provides the interface for call signaling and media

transport between the telephone and network elements. There are two types of MTA, embedded (eMTA)

and standalone (sMTA).

NCS Network-based Call Signaling. A PacketCable protocol for managing call setup in a Voice

over IP network, a profile of MGCP with additional commands supporting network

management.

NMS Network Management Server

OSS Operations Support System. Any one of a multitude of large-scale applications used to

support the day-to-day operations of the extremely large scope networks deployed by

major data and voice carriers.

PacketCableTM A CableLabsTM sponsored initiative focusing on standardizing the delivery of multimedia

traffic (particularly Voice over IP) over HFC cable plants.

PCMM PacketCable™ Multimedia

QAM Quadrature Amplitude Modulation

QOS Quality of Service

QPSK Quaternary Phase Shift Keying.

RF Radio Frequency.

RFI The DOCSIS Radio Frequency Interface Specification.

RKS Record Keeping Server

RTCP Real Time Control Protocol used to manage RTP.

RTP Real Time Protocol used to stream audio in VoIP.

SDH Synchronous Digital Hierarchy

SDP Session Description Protocol.

SF Service Flow. A unidirectional flow of packets on the RF interface of a DOCSIS system.

Page 135: Intro DOCSIS y PacketCable_v2

GLOSARIO

SFID Service Flow ID. A 32-bit integer assigned by the CMTS to each DOCSIS Service Flow

defined within a DOCSIS RF MAC domain. SFIDs are considered to be in either the

upstream direction (USFID) or downstream direction (DSFID). Upstream Service Flow

IDs and Downstream Service Flow IDs are allocated from the same SFID number

space.

SG Signaling Gateway

SIP Session Initiation Protocol. An application-layer control (signaling) protocol for creating,

modifying, and terminating sessions with one or more participants.

sMTA Standalone Multimedia Terminal Adaptor. A residential VoIP gateway device that attaches to

a cable modem via Ethernet or USB.

SNR Signal to Noise Ratio.

SS7 (SS#7) Signaling System 7

STP Signal Transfer Point. A node within an SS7 network that routes signaling messages based

on their destination address. This is essentially a packet switch for SS7. It may also

perform additional routing services such as Global Title Translation.

SYSLOG Syslog Server

TCP Transmission Control Protocol.

TDM Time-Division Multiplexing. A method used to combine several data stream into one data

stream with a higher bit rate.

TFTP Trivial File Transfer Protocol. Used by CMs to download configuration and code files.

TGCP Trunking Gateway Control Protocol

TOD Time of Day server

TOS bits Type of Service bits. Values that occupy the 3-bit precedence field in IP headers.

UDP User Datagram Protocol.

UGS Unsolicited Grant Service

Upstream From the terminal toward the head end.

VoIP Voice over IP.