Introduccion a NGN Pagina de Notasv1

1Introduccin a redes NGN

Ing. Natalia [email protected]

22

Agenda Definicin Evolucin y Convergencia Modelo general de NGN Capa de Acceso Capa de Adaptacin Capa de Transporte Capa de Control Capa de Aplicacin Escenarios de Despliegue IMS

2Introduccin a redes NGN - Ncleo de Red 2011

2

3Definicin

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Definicin Qu es NGN?

NGN = Next Generation Network(s) Una palabra de moda en la industria? Un conjunto de tecnologas que est revolucionando el

mundo de las telecomunicaciones Idea general detrs de NGN

Una red transporta toda la informacin y servicios (voz, datos, y todos los tipos de medios tales como video)

Una red construida sobre el protocolo de Internet (IP)


4

55

Definicin El punto de vista de la ITU:

Redes basadas en conmutacin de paquetes capaces de proveer servicios, incluyendo los servicios de Telecomunicaciones, y capaz de utilizar mltiples tecnologas de transporte y acceso. Las funciones relativas a los servicios son independientes de las tecnologas relacionadas con las capacidades de transporte subyacentes. NGN ofrece acceso irrestricto a los usuarios a proveedores de servicios. Soporta movilidad generalizada, lo queposibilitar brindar servicios a los usuarios en forma consistente y prcticamente omnipresente.

Una descripcin prctica:La convergencia de las redes telefnicas pblicas conmutadas (PSTN), de las redes inalmbricas (Wi-Fi, GSM, GPRS, WCDMA, etc.), y de las redes de datos (bsicamente acceso a Internet).


Fuente: ITU, Recomendaciones Y.20XX

5

66

Definicin Estrato de Servicio: Es La parte de la NGN que provee las

funciones de usuario que transfieren datos relativos a servicios y funciones que controlan y mantienen recursos de servicios y servicios de red para posibilitar los servicios del usuario y aplicaciones....Por ejemplo los servicios podran ser relativos a aplicaciones de voz, datos o video, separadamente en combinacin en el caso de aplicaciones multimedia...

Estrato de Transporte: Es La parte de la NGN que provee las funciones de usuario que transfieren datos y las funciones que controlan y administran los recursos de transporte para llevar dichos datos entre entidades terminales....


Fuente: ITU, Recomendaciones Y.20XX

Plano Usuario

Plano Control

Plano Mantenimiento

Estrato de servicio de NGN

Plano Usuario

Plano Control

Plano Mantenimiento

Estrato de transporte de NGN

6

7UMTS

Tecnologas dedicadas funciones duplicadas

Services Services Services

PLM

N

PSTN

/ IS

DN

Dat

a / I

P

CA

TV IP Core

AccesoAcceso

Acceso

GSM/EDGE

WiFi/WiMaxxDSL

PSTN / ISDN

Broadcast

Content and Services

Servers ...

NGN promete unmodelo de servicios simplificado

Services

Antes de NGNModelo de servicios por silos

Introduccin a redes NGN - Ncleo de Red 2011Fuente: Traduccin presentacin de ETSI

88

Organizaciones relacionadas con NGN


Mobile Mobile

IPIP

ResidentialResidential

Wireline Access to IMS

PoCPoC MessaginMessagingg

GLMSGLMS MultimediaMultimediaTelephonyTelephony

Cellular Access to IMS

PresencePresenceCSICSI

WLAN Access to IMS

VCCVCC MultimediaMultimediaTelephonyTelephony

MultimediaMultimediaTelephonyTelephony

Fuente: Traduccin presentacin de ETSI

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9ETSI-TISPAN TISPAN es un comit tcnico de ETSI que trata con las redes

fijas, y la migracin de redes basadas en conmutacin de circuitos a conmutacin de paquetes

TISPAN es responsable por todos los aspectos de estandarizacin para las redes convergentes presentes y futuras, incluyendo NGN

TISPAN tambin trata con los aspectos relativos a los servicios, aspectos de arquitectura y protocolos, estudios de QoS, estudio de aspectos relacionados de seguridad, movilidad en las redes fijas usando las tecnologas existentes y emergentes.

Introduccin a redes NGN - Ncleo de Red 2011

10

TISPAN- NGN Rel1 DTR/TISPAN-00001-NGN-R1. Release-1 fue completado en

Dic. 2005 Mayores capacidades de servicios

Servicios de tiempo real conversacionales (Voz y Videotelefona)

Mensajera (Instant Messaging, MMS) Gestin de presencia.

Emulacin de servicios legados, posibilitando la migracin de la PSTN/ISDN hacia NGN

Entrega de contenidos: VoD, Video Streaming, IPTV, etc.. Base de arquitectura de red:

Primer objetivo acceso xDSL, tambin WLAN


11

Visin de NGN de ETSI Mobile/Fixed Convergence, basada en la plataforma IMS Una red basada en IP multi-servicio, multi-protocolo, multi-acceso,

- segura y confiable. Multi-servicios: entregados por una red de core comn con

capacidades de QoS. Multi-acceso: diversas redes de conectividad, terminales fijos y

mviles (mviles, xDSL, etc.) No una nica red, sino diferentes redes que interoperan en forma

transparente. Movilidad y Nomadicidad tanto para usuarios como dispositivos. Mis servicios de comunicaciones: en cualquier lugar, en

cualquier terminal...


12

Evolucin y Convergencia

1313

EvolucinPasado/Presente

Trfico predominante: voz, banda angosta

Redes TDM Ancho de banda por

conexin limitado y predefinido

Calidad de servicio garantizada

Alto costo de infraestructura Redes Propietarias Inteligencia centralizada

Presente/Futuro

Trfico predominante: multimedia, banda ancha

Redes de paquetes IP Ancho de banda flexible,

adaptado bajo demanda Distintos niveles de calidad, en

funcin de la aplicacin HW y SW con costos

decrecientes Redes basadas en estndares

abiertos Inteligencia distribuda


13

1414

EvolucinConcepto Red Tradicional

Arquitectura TDM, no optimiza los recursos para datos

Servicios dentro del conmutador

Interfaces propietarias Lento desarrollo de servicios


14

1515

EvolucinConcepto NGN

Separacin de funciones por capas

Conmutacin y transporte de paquetes

Interfaces abiertas Flexibilidad para

introducir nuevos servicios

Interoperable con redes legacy


15

1616

EvolucinPlanos de Servicio, Control y Aplicacin


16

1717

EvolucinPrincipales drivers de NGN

Necesidad de ampliar la oferta de servicios, mayor valor agregado

Optimizar costos de O&M para sobrevivir al escenario de competencia

Despliegue de servicios en tiempos cada vez menores (time to market)


17

1818

EvolucinPrincipales posibilitadores de NGN

Disponibilidad de redes de alta capacidad basadas en conmutacin de paquetes

Nuevas soluciones para el acceso (banda ancha cableada e inalmbrica)

Nuevas soluciones de SW para el desarrollo de nuevos servicios


18

1919

Convergencia3 tipos de convergencia impulsan el desarrollo

de NGN e IMS:

Convergencia de Redes: fijas y mviles Convergencia de Servicios: voz, datos y video Convergencia de Terminales


19

2020

Convergencia Convergencia del servicio

Los suscriptores acceden a los mismos servicios sin importar si estn usando una conexin fija o mvil

Ejemplos: de servicios hbridos MMS (Multimedia Messaging) en un telfono fijo o mvil Servicios de presencia (chat) en una computadora o un

dispositivo mvil Acceso a Email en una computadora, un mvil o un

telfono fijo


20

2121

Convergencia Convergencia en el dispositivo (2 tipos)

Un dispositivo integra varios tipos de accesos

Ejemplos: de servicios hbridos

Esto puede incluir mviles (GPRS o 3G) habilitados con tecnologas inalmbricas (Bluetooth y/o WLAN 802.11 b/g)

Tambin refiere a un dispositivo que lo hace todo con funciones adicionales como reproduccin de msica, fotos, datos, captura de audio/video


21

22

NGN proporciona

Proporciona un camino de migracin entre las redes tradicionales y las redes basadas en IP, mientras que mantienen los servicios existentes

Reducen costos (CAPEX y OPEX), e incrementan el retorno de la inversin

Proporciona cimientos comunes para los servicios fijos, mviles, y empresariales

Permite la rpida creacin y despliegue de innovadores y mezclados servicios a demanda


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NGN proporciona Proporciona dimensionado flexible, lo cual es ms

simple de escalar

Permite un avanzado control de las redes centralizado, para tasacin, operacin y mantenimiento, etc.

Atrae a terceras partes proveedoras de servicios sin implicar la prdida de control de las redes

Interfaces abiertas posibilitan la independencia de los proveedores, el mejor equipamiento puede ser elegido para cada capa


Fuente: Traduccin presentacin de ETSI

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Modelo general de NGN

2525

Redes Telefnicas Tradicionales


CentralTrnsito

Central Trnsito

Central Trnsito

Central Trnsito

CentralLocal

Central Local Central

LocalRemoto

Remoto Remoto Remoto

Remoto

Red de Transmisin SDH/PDHCentral

Local

25

26

Una Central Tradicional

Control de la llamada

Matriz de Conmutacin

Billing

Troncales

(E1s, STM-1s)

Sealizacin

Etapas de Abonado

(POTS, RDSI)

Backplane


27

Descomposicin del modelo


Etapas de Abonado

(POTS, RDSI)

Control de la

llamada

Billing

Troncales (E1s, STM-

1s)Matriz de

Conmutacin

Backplane

Red de Paquetes

Gateway de Acceso

Gateway de Sealizacin

Softswitch

Media Gateway

Sealizacin

2828



SIP-TBICC

PSTN

RED DE PAQUETES IP

Servidores de Aplicaciones SW SW

SG

MG

MG

GAGA

GA

GA

Sistemas de Gestin

POTS

PRI

POTS

POTS

POTS

IADADSL

SIP

SS7

H.248

SIP

H.248

PSTN

28

2929



H.323/SIP

SG

Mobile Networks/IMS

Media Gateway

Network Manager

IB AAA

SS7Switch STP

PSTN/ISDN

SS7Switch STP

PSTN/ISDN

Media Gateway

Core IP Network (QoS)

Gatekeeper/Proxy Server

API (PARLAY/LDAP)

Application Server

MGCP/Megaco/H.248

SIGTRAN SIGTRAN

.323/ IP Network

SS7ISUP/MTP

SIP/SIP-TH.323/BICC

RADIUS

ISUP

SIP Softswitch

SG

Softswitch

MGC

SNMP

29

3030

Modelo general de NGN Media Gateway : Convertidor de protocolos Media Gateway Controller : Controlador de

Media Gateways Softswitch = MGC + SG (Signaling Gateway) Application Server : Bases de datos de

Informacin (ID), funciones de billing, Call records, Autenticacin, Autorizacin y Accounting (AAA)

Network Manager : Operacin, Administracin y Gerenciamiento (OAM); generenciamiento de elementos de red desde una interfaz web centralizada


30

31

Modelo de Referencia

Acceso

Transporte

Adaptacin

Control/Sealizacin

Aplicacin

NGN

Responsable por el establecimiento y terminacin de comunicaciones entre peers Controla elementos de la capa de Transporte va distintos protocolos (MGCP, SGCP, H323) Interacta con la red de sealizacin N 7

Conexiones de cliente (voz+ datos+ video) Banda ancha fija y mvil (ADSL, WiFi, etc)

Servicios de NGN. Integracin de voz, datos, multimedia sobre APIs abiertas (posible desarrollos de proveedores de SW)

Conmutacin de paquetes (IP o ATM) Integracin de voz y datos sobre una infraestructura en comn de transporte y conmutacin

Adaptacin entre redes legacy y NGN Implementacin centralizada o distribuda

32

Capa de Acceso

3333

Capa de Acceso Tecnologas de ltima milla de banda ancha

(mayores a 256 Kbps) Segn el medio:

Cableadas (par de cobre, coaxial, fibra) Inalmbricas (aire)

Segn la movilidad:Fijas (inmviles)Nomdicas (movilidad restringida)Mviles


33

3434

Capa de Acceso Cableadas

Redes de par de cobre (xDSL) Redes de Cable (cablemodem) Redes de Fibra ptica (GPON, EPON o Ethernet

sobre fibra ptica) Inalmbricas

LMDS (fijas) Satelital (fijas) WiFi (nomdicas) WiMax (nomdicas y mvil) Celulares: GSM/UMTS/HSPA/LTE (mviles)


34

35

Capa de Adaptacin

3636

Capa de Adaptacin


- Tabla de parmetros de calidad de red y de voz en NGN para British Telecom (*) en el proyecto 21st Century Network.- Estos parmetros son similares a los recogidos en la TR-126 del DSLForum

(*) Fuente British Telecom (presentado en el evento 21st Century Networks organizadopor el International Engineering Consortium en Londres)

36

3737

Capa de Adaptacin El elemento que realiza la adaptacin entre la red de

acceso (PSTN) y la red de datos (Capa de Transporte) es el Media GateWay (MGw)

Distintos tipos de MGw segn su modularidad:

Trunking Gateways

Access Gateways

Residential Gateways


37

3838

Capa de AdaptacinFunciones del MGw:

Terminacin de circuitos de la red conmutada Trunk Gateway (nxE1, E3, STM-1) Access Gateway (nxE1) Residential Gateway (1 2 lneas analgicas)

Compresin de vozPaquetizacin y mapeo sobre flujos RTPCancelacin de eco Deteccin y mapeo de tonos DTMF


38

3939

Codecs: Retardo y BW


39

4040

Encapsulado


40

4141

MGw utilizando CS-ACELP


41

4242

Gateways troncales centralizados


42

4343

Gateways a nivel de Centrales Locales


43

4444

RGW (descentralizados)


44

45

Capa de Transporte

4646

Capa de Transporte


Aspectos crticos:

Calidad de Servicio Granularidad y flexibilidad de BW Escalabilidad Confiabilidad Gestin de Red y Servicios Eficiencia de protocolos (Overhead)

46

4747

Capa de Transporte


MPLS: Multiprotocol Label Switching Originalmente diseado para mejorar los tiempos de

ruteo Sobre cualquier tecnologa de capa 2: FR, ATM, SONET

(multiprotocol) Bases de calidad de servicio e Ingeniera de trfico

sobre redes IP Implementacin eficiente y escalable de VPNs

47

48

Capa de Control

4949

Capa de Control En esta capa se encuentra el elemento responsable

del establecimiento y terminacin de las llamadas 2 Funciones bsicas:

CONTROL (Media Gateway Controller)SEALIZACION (Signalling Gateway), es el

elemento de interworking entre la sealizacin NGN y la sealizacin de PST (SS7)

Call Agent: elemento que integra las 2 funciones Existe implementaciones que separan las dos

funciones en HW independiente


49

5050

Capa de ControlMGCP: Media Gateway Controller Protocol Protocolo que permite el control de los gateways de

telefona a travs de un elemento central, Gateway Controller (SoftSwitch o MGC o Call Agent)

MGCP, esquema maestro-esclavo donde la inteligencia del control reside en el MGC y los Gateways operan de esclavos

H.323 y SIP la inteligencia reside en los terminales MeGaCo: (IETF) MGCP con soporte de ATM y

streaming de video H.248 (ITU)


50

5151

Mensajes en MGCP


51

5252

Mensajes en MGCP


52

5353

Establecimiento de llamada


53

5454

Terminacin de Llamada


54

5555

Capa de Control


55

5656

Interoperabilidad entre MGCs


56

5757

Interoperabilidad entre MGCs


57

58

Capa de Aplicacin

5959

Capa de Aplicacin Bsqueda de nuevos servicios y aplicaciones Complejidad en la creacin y mantenimiento de

nuevos servicios (protocolos propietarios) Posibilidad de usar plataformas existentes Integracin punta a punta de los servicios y

soluciones de ms de un proveedor (interfaces abiertas)

Foro Parlay operadores, empresas de TI y proveedores - APIs


59

6060

Osa Parlay / Parlay X Desarrollar aplicaciones de forma abstracta y

agnstica a las capas de red (PSTN, PLMN)

APIs (3GPP, ETSI, OMA y Parlay Group) lenguajes Java y/o Web Services

Aumento de desarrolladores y servicios (desarrollos estndar, varios operadores)

Para operadoras menor Time to market, fcil y menor costo de integracin, operacin y mantenimiento (Gw Parlay)


60

6161

Capa de Aplicacin


61

6262

Capa de Aplicacin Las primeras

implementaciones de APIsOSA/Parlay: arquitectura CORBA (compleja)

Las elegidas por la industria hoy son Parlay Web Services y ParlayX basadas ambas en Web Services

Parlay X fue orientada a desarrolladores orientados a aplicaciones WEB


62

63

Escenarios de Despliegue

6464

Escenarios de Despliegue Interoperabilidad con redes existentes

Reemplazo de Centrales Clase 4 (Centrales de trnsito)

Trunking Gateways

Reemplazo de Centrales Clase 5

Access Gateways

Residential Gateways


64

6565

Integracin con Redes Legacy


65

6666

Reemplazo a nivel de trnsito


66

6767

Reemplazo Clase 5


ADSL + Telfono IP

67

68

IMS

6969

Que es IMS? IMS:

Arquitectura de sistema abierto que soporta un amplio rango de servicios de telecomunicaciones basados en protocolo IP, en un dominio de conmutacin de paquetes, empleando tanto tecnologas de acceso fijas como inalmbricas.

IP Multimedia Subsystem definido por 3GPP Los estndares de 3GPP (Europa) sobre IMS definen

un dominio de red dedicado al control e integracin de servicios multimedia.


69

7070

IMS IMS es definido por el 3GPP a partir del Release 5

(2002)

En 3GPP2 (USA) el equivalente a IMS es el MMD (Multi Media Domain), totalmente interoperablecon el IMS de 3GPP

IMS est construida sobre protocolos de IETF Basada en los protocolos SIP, SDP, COPs y Diameter 3GPP ha mejorado estos protocolos de la IETF para

favorecer su aplicacin en la movilidad


70

7171

Que brinda IMS? Control y servicios

Adiciona capacidad de control de sesiones de llamadas a la red de paquetes (por ejemplo Push to Talk en GPRS)

Posibilita servicios de tiempo real de tipo peer-to-peer, tales como voz y video, por sobre un dominio de conmutacin de paquetes

Control de servicios comn, escalable (basado en SIP) lo cual posibilita controlar en paralelo mltiples servicios de usuarios

Mezcla de medios Capacidad de tomar y mezclar varios flujos de informacin

multimedia en una o mltiples sesiones Puede gestionar voz de tiempo real, video y datos


71

7272

Que brinda IMS? Independencia de la red de conectividad

Proporciona acceso a servicios basados en el uso de protocolo IP de forma independiente de la tecnologa subyacente (sea esta fija o mvil)

IMS est basado en un estndar abierto, lo que facilita enormemente su evolucin ordenada La arquitectura de IMS y el protocolo SIP pueden ser

fcilmente extendida para proporcionar nuevos servicios


72


Arquitectura IMS

73

7474

Arquitectura IMS P- CSCF: Proxy Call Session Control Function

Primer punto de acceso del terminal al Core IMS

Compresin de encabezados SIP

Funciones de seguridad para proveer confidencialidad e integridad a la comunicacin

I- CSCF: Interrogating Call Session Control Function Identifica y asigna un S- CSCF al cliente (va consulta de HSS)

Provee de funciones THIG (Topology Hiding InterworkingGateway) para interconexin con otras redes IMS o NGN


74

7575

Arquitectura IMS S- CSCF: Serving Call Session Control Function

Invoca la lgica de servicios para sesiones multimedia

Servidor SIP para determinado dominio

Consulta al HSS para ubicar al AS que corresponde a un servicio

Broker de servicios de aplicacin

Se conecta al AS va ISC (IMS Service Control)


75

7676

Arquitectura IMS PDF: Policy Decision Function

Gestiona reserva de recursos en la red para asegurar QoS

SLF: Subscriber Location Function Se utiliza cuando por razones de escalabilidad se

usan mltiples HSS Asigna el HSS de un cliente cuando recibe el pedido

del I-CSCF HSS: Home Subscriber Subsystem

Base de datos centralizada para almacenar informacin de clientes y sus perfiles de servicio correspondientes


76

7777

Arquitectura IMS AS: Aplication Servers

Servidor que corre la lgica del servicio Se conecta al S-CSCF va interfaz ISC Puede incluir una base de datos especfica de la

aplicacin (independiente del HSS)

SCIM: Service Capabilities Interaction Manager Es un broker de servidores de aplicacin


77

7878

Arquitectura IMS MGCF: Media Gateway Controller Function

Controla los MGW va protocolo SIP o H.248

Se conecta con el SGW va SIP

BGCF: Breakout Gateway Controller Function

Acta como broker de MGCF, implementando funciones de pre-routing, hacia la PSTN

Puede interconectarse con muchos MGCF pertenecientes a distintos operadores y seleccionar entre ellos de acuerdo a reglas de negocio

MRFC: Media Resource Function Controller78Introduccin a redes NGN - Ncleo de Red 2011

78

7979

Arquitectura IMS MGW: Media Gateway

Provee adaptacin e interworking entre la red IP y la PSTN-PLMN

Incluye funciones de cancelacin de eco, jitterbuffer, supresin de silencio, codec, encriptacin, etc

SGW: Signaling Gateway Provee la conversin de sealizacin en ambas

direcciones, entre SS7 y sealizacin basada en IP (ISUP/SS7 e ISUP/SCTP/IP o SIGTRAN )


79

8080

Arquitectura IMS MRFP: Media Resource Function Processor

Con el MRFC representan un Media Server, tpicamente empleado para proveer servicios de video conferencia, deteccin de tonos, anuncios de red, etc.


80

8181

Caractersticas Principales Separacin entre control de sesin y las aplicaciones Independiente de la red de acceso Mecanismos de gestin de QoS Interfaces abiertas para soportar entorno multi-

suministrador Mejora el tiempo de desarrollo de los servicios Optimiza costos de integracin con OSS y BSS Provee tasacin flexible (billing avanzado)

Off-line(CDR) y On-line charging (Diameter) Event based charging


81

8282

Migracin a IMS Paso 1 Solucin de Soft Switches

Introduccin de Softswitches en la red: Decisin de ingeniera que procura bajar costos

por medio de la de modernizacin de los equipos de conmutacin de circuitos ms antiguos.

Separa el control de llamadas de la conectividad (NGN)

Puede bajar las inversiones en capital y gestin de operaciones (CAPEX y OPEX)

En TISPAN esta solucin implementa los denominados PSTN Emulation Services


82

83

Paso 2 Soft Switch / Solucin IMS Introduce IMS al lado del Softswitch Permite la introduccin de nuevos servicios SIP Puede incrementar los ingresos por servicios y la

base de clientes

Paso 3 Solucin full IMSIntroduccin de Access Gateways IMS Los Softswitches son reemplazados por servidores

de aplicacin de telefona para posibilitar una red 100% IMS

Se introduce gradualmente telefona IMS en sustitucin de la telefona legada

En TISPAN esta solucin implementa los denominados PSTN Simulation Services


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Servicios Legacy sobre NGN PSTN/ISDN Emulation

Proporciona capacidades de servicios como PSTN/ISDN usando control de sesiones por encima de interfaces e infraestructura IP

Emula una red PSTN/ISDN del punto de vista de los terminales legados PSTN/ISDN Simulation

Proporciona capacidades de servicios e interfaces PSTN/ISDN usando adaptacin a una infraestructura IP"

La provisin de servicios como los de PSTN/ISDN a terminales avanzados (telfonos IP o interfaces IP)


Usuarios IP

Usuarios PSTN

?Fuente: Traduccin presentacin de ETSI

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Estrato de transporte

Estrato de servicio

Arquitectura NGN TISPAN


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Arquitectura IMS TISPAN


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PES Solucin IMS


8888

NASS NASS: Network Attachment Subsystem Asignacin dinmica de direcciones IP y parmetros

de configuracin de equipos (ej. DHCP) Autenticacin de usuario, durante o previo a la

asignacin de la direccin IP Autorizacin de acceso a la red basada en el perfil de

usuario Configuracin de la red de acceso basado en el perfil

de usuario Gestin de ubicacin Configuracin de equipo de cliente (CPE) El NASS soporta nomadicidad y roaming


88

8989

RACS


RACS: Resourse and Admission Control Autorizacin de pedidos de QoS y definicin de las

polticas a ser aplicadas por los elementos de red Pedidos de reserva de recursos iniciados por el CPE o

la red. Soporte de QoS sobre mltiples redes de accesos y CPEs

Control de admisin a los pedidos de reserva de recursos

Firewall entre dos redes NGN TISPAN NGN o redes de acceso y core NGN TISPAN

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90

Muchas Gracias

Introduccin a redes NGNIng. Natalia Pignataro

[email protected]

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