Core Fijo - Diplomatura en Telecomunicaciones Multimedia - Unidad 3

Diplomatura en

Telecomunicaciones Multimedia Módulo Core Fijo – Unidad 3

Ariel Roel

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Unidad Temática 3


AGENDA – Unidad 3

• Introducción a las redes NGN.

• Arquitectura y funcionalidades.

• Emulación vs. Simulación.

Redes NGN


Cambio del paradigma

PSTN

Una Red Múltiples Servicios Dispositivos Diversos

Voz

PLMN Voz / Mensajería

RED

Voz

Video

Datos


Cambio del paradigma

Killer Cocktail

Hacer

Cobrar

TDM

Cerrado

3ras partes

IP

Gratis

Comprar

Killer App

Servicios Separados Simples

Uso Complicado

Servicios Integrados Avanzados Uso Simple

Time-to-market corto Modularidad

Reúso de servicios

Viejo Paradigma Nuevo Paradigma


Definición según ITU-T

• Se define una red NGN, como “una red basada en paquetes que puede proveer servicios de telecomunicaciones y que puede hacer uso de múltiples tecnologías de banda ancha con transporte de calidad de servicio y en la cual las funciones relativas al servicio son independientes de las tecnologías relativas al transporte....”.

• También se incluye en la definición, que soporte movilidad generalizada que permita provisión ubicua de servicios a los usuarios.

http://www.itu.int/en/ITU-T/gsi/ngn/Pages/definition.aspx

Next Generation Networks





NGN en pocas palabras

NGN = Red IP de Banda Ancha Gestionada

por los Servicios por los Negocios por los Jugadores por los Usuarios

Fija Móvil Inalámbrica


Principios básicos de la NGN

• Arquitectura Abierta ▫ Abierta para soportar creación de servicios ▫ Actualización de servicios ▫ Incorporación de servicios de terceros

• Aprovisionamiento Independiente ▫ El proceso de provisión de servicios debe ser separado

de la operación de la red utilizando mecanismos abiertos para promover la competencia

• Multiplicidad ▫ La arquitectura funcional debe ofrecer la flexibilidad

de configuración requerida para soportar múltiples tecnologías de acceso


Características Fundamentales

• Transferencia basada en paquetes. • Separación de las funciones de control entre capacidades portadoras,

llamada/sesión y aplicación/servicio. • Separación entre la provisión de servicios y el transporte y proveer

interfaces abiertas. • Soporte de una amplia gama de servicios, aplicaciones y mecanismos

(incluyendo: en tiempo real, streaming, no en tiempo real, y multimedia) • Capacidades de banda ancha con Calidad de Servicio extremo a extremo. • Interoperabilidad con las redes legadas mediante interfaces abiertas. • Soporte de movilidad generalizada. • Acceso de los usuarios a diferentes proveedores de servicios. • Variedad de esquemas de identificación. • Características unificadas de servicios para un mismo servicio desde

la percepción del usuario. • Servicios convergentes entre fijo y móvil. • Independencia de las funciones relativas a servicios de las tecnologías

de transporte. • Soporte de múltiples tecnologías de última milla. • Cumplimiento con requerimientos regulatorios como por ejemplo

comunicaciones de emergencia, seguridad, privacidad, intercepción legal, etc.


Abonados

Características Fundamentales

TDM NGN

Matriz

Transmisión

CPU

Máquina de

Anuncios

MMI

IN

Red IP

Trunk

Gateways

Signaling

Gateways

Señalización

Media

Resource

Server

Access

Gateways

Softswitch Management

Server Facturación

Application

Server


Arquitectura General

NGN = Capa de Servicio + Capa de Transporte Funciones Básicas = Usuarios + Control + Gestión

Access Network Interface

Network-to-Network

Interface User Network Interface

Transport stratum

Service stratum

Control

Media

Ma

na

ge

me

nt F

un

ctio

ns

Management

A NI

Transport C ontrol Functions

Resource and

Admission

Control Functions

Network Attachment

Control Functions

Network Attachment

Control Functions

NNI UNI

Application Support Functions & Service Support Functions

Aplicaciones

Transport Functions

End - User

Functions Other

Networks

Service Control

Functions Service User

Profiles

Service User

Profiles

T ransport User

Profiles

T ransport User

Profiles


Identificación unificada

Numero móvil

Numero fijo

IP / ID Wi-Fi

IP / ID Internet

IP / ID Home

IP / ID TV

Usuario: Tierra –

Argentina –

Hombre:RoelArielHernan –

1974-mm-dd


Impacto en la regulación

• NGN proporciona una plataforma que permite separar los Servicios de Transporte

• Políticas y Regulaciones serán impactados por esto • El ambiente Vertical se convierte en un ambiente Horizontal

Telefpnía

PSTN

Internet

Red IP

Móviles

Mobile

Pol. A

Reg. a

Ambiente regulatorio

Actual (Vertical)

Pol. B

Reg. b

Pol. C

Reg. c

Pol./Reg. basada en recursos

NGN

Voz Internet

Plataforma de paquetes IP

xDSL/Optica Fija-Movil

Pol.

Reg.

Pol. X

Reg. x

Nuevo ambiente

regulatorio (Horizontal)

Video MM

Pol./Reg. Basada en servicios


Impacto en los negocios

Telefpnía

PSTN

Internet

Red IP

Móviles

Mobile

NGN

CNP 1

CNP 2

CNP 3

SP N SP 3 SP 2 SP 1

Dominio de Proveedores de Servicios / Aplicaciones

Dominio de Proveedores de Red de Acceso

ANP 1 (DSL)

ANP 2 (DSL)

ANP 3 (Opt)

ANP n (Cable)


Banda Ancha Limitada

Red IP

Servicios Limitados

N G N

Banda Ancha Convergente

IP Gestionada

FMC RFID IPTV Otros

Proyectos orientados al Negocio/Applicación

•Simplifica el enlace entre capas •Simplifica las relaciones entre negocios •Simplifica los jugadores

•Enlace dinámico y simple entre capas •Relaciones de negocios diversas y flexibles •Diversos modelos de negocio con variados jugadores

Múltiples servicios


Ecosistema del negocio

• El usuario es el objetivo final

Móvil

TV PC

Fijo


AGENDA – Unidad 3




Redes NGN


Arquitectura Recomendación ITU

• Estrato de Servicio ▫ Funciones de usuario que transfieren datos relativos a servicios

▫ Funciones que controlan y gestionan los recursos de servicios

▫ Servicios de red que posibilitan los servicios y aplicaciones para el usuario.

“Por ejemplo los servicios podrían ser relativos a aplicaciones de voz, datos o video, separadamente o en combinación en el caso de aplicaciones multimedia...”

• Estrato de Transporte: ▫ Funciones de usuario que transfieren datos

▫ Funciones que controlan y administran los recursos de transporte para llevar dichos datos entre entidades terminales


Separación de Transporte y Servicios

NGN transport

NGN services

e.g., voice telephony services (audio, fax, etc.)

e.g., Data services (WWW, e-mail, etc.)

e.g., Video services (TV, movie, etc.)

CO-CS, CO-PS and CLPS layer technologies

El estrato de transporte facilita la conectividad:

• usuario-a-usuario

• usuario-a-plataforma de servicio

• plataforma de servicio-a-plataforma de servicio

Soporta además todos los tipos de tecnologías de red

connection-oriented circuit-switched (CO-CS)

connection-oriented packet-switched (CO-PS)

connectionless packet-switched (CLPS)


Plano de Mantenimiento

Modelo básico de referencia

Plano de Control

Plano de Usuario

Estrato de Servicio de NGN

Estrato de Transporte de NGN

Recomendación Y.2011

Cada estrato comprende una o mas capas, donde cada capa esta conceptualmente compuesta de un plano de datos (o usuario), un plano de control, y un plano de gestión


Estrato de Transporte

• Funciones de transporte: aquellas que tienen que ver con la transmisión de información digital, de cualquier tipo, entre dos puntos geográficamente separados. ▫ Esto involucra en particular un conjunto de capas 1 a

3 del modelo de referencia OSI, con sus funcionalidades.

• El estrato de transporte provee conectividad usuario a usuario, usuario a plataforma de servicio y plataforma de servicio a usuario.

• IP es el protocolo preferido para proveer servicios NGN, así como servicios legados.


Estrato de servicios

• Funciones de aplicación aquellas relativas al servicio a ser invocado.

• En este estrato los servicios pueden ser por ejemplo:

▫ Voz

▫ Datos

▫ Video

▫ Multimedia (una combinación de los anteriores).


Modelo básico de referencia

• Desde una perspectiva arquitectural, cada capa en los estratos de servicio y transporte tienen sus propios planos de: ▫ Usuario (o datos) ▫ Control ▫ Gestión.

• Los planos de usuario, control y gestión siempre existen en un

sentido lógico para cada capa. • De todas maneras, en la práctica, un plano de control o gestion

puede ser nulo para una capa en particular • En NGNs usando tecnologías de plano de control unificado

como ASON, las funciones equivalentes de control en múltiples capas pueden estar en un único protocolo

• En NGNs usando plano de gestión unificado, las funciones equivalentes del plano de gestión pueden ser encontradas en un único protocolo


Modelo Funcional General

Res

ou

rces

Services

Servicecontrol functions

Transportcontrol functions

Servicemanagement functions

Transportmanagement functions

Infrastructural, application, middleware and baseware services

NGNservice

NGNtransport

Transfer functional area

Resources


Función de Control

• Para desplegar servicios multimedia y al mismo tiempo brindar mobilidad generalizada requiere funciones de control muy bien diseñadas pues los servicios requieren la correcta asignación de recursos

• Es relevante para la arquitectura funcional focalizarse en el proceso de “invocación” al los procedimientos de “Control”

• Las funciones de Control involucradas en el proceso de invocación pueden ser: ▫ Relacionadas al control de servicios, tales como:

User Authentication User Identification Service Admission Control Application Server functions

▫ Relacionadas al control de las redes de transporte:

Network Admission Control Network Resource/Policy Control Dynamic Connectivity Provision.

Res

ou

rces

Services






NGNservice

NGNtransport


Resources


Función de Gestión

• Otros procesos de operaciones de los usuarios que están relacionados con la “invocación” y ocurren antes o despues de ese hecho son usualmente llamados “gestión”

• La gestión incluye lo siguiente: ▫ Gestión de Fallas ▫ Gestión de Configuración ▫ Gestión de Cuentas ▫ Gestión de Performance ▫ Gestión de Seguridad

• La gestión del plano de transporte es bien conocida, pero la gestión del plano de servicio requiere de mayor estudio.

• El objetivo es que el comportamiento de la gestión de ambas capas NGN sea similar sin importar el comportamiento de los objetos gestionados ▫ Por ejemplo recursos de servicios vs. recursos de transporte

▫ El estado de los objetos gestionados (ej. Atributos y

notificaciones) seran ciertamente diferentes (ej una lista de objetos de servicios NGN vs. Ina lista de objetos NGN de conectividad que dan soporte a servicios NGN)

Res

ou

rces

Services






NGNservice

NGNtransport


Resources


Funciones de Transferencia

• Las funciones de transferencia debe mantenerse separada de la de control correspondiente y de las funciones de gestión.

• Por lo tanto Estas recomendaciones se refieren a la definición de las funciones relacionadas con la transferencia de información de usuario así como para la transferencia de información de la red (tales como la gestión o información de control).

• Estas recomendaciones proporcionan para los genéricos de las funciones de transporte de red, tales como la adaptación y las funciones del rastro de terminación de funciones.

Res

ou

rces

Services






NGNservice

NGNtransport


Resources


Recursos

• También es útil representar los recursos generales de la NGN de ser modelo de bienestar a separarse de las funciones y los servicios. Los recursos que contienen "materiales y no materiales (es decir, lógico) los componentes utilizados para la construcción de las redes, las conectividades y servicios.

• Sin recursos, no sería posible la construcción de redes, ni para establecer conectividades para proporcionar los servicios normales.

Res

ou

rces

Services






NGNservice

NGNtransport


Resources


Arquitectura de NGN

• Arquitectura jerárquica. • Capa de Control independiente. • Permite interconexiones con otras redes

tradicionales mediante gateways. • Basada en protocolos estándares.

30

Edge Access

Core Switch

Network Control

Service

Management


Arquitectura de NGN

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Capa de Gestión y

Servicios

Capa Control

Capa Transporte

Capa Acceso

Soft Switch

Acceso Movil

AMG IAD

Acceso Fijo

TMG SG

Video

Phone IP

Phone

Soft Switch

Packet core

UNCIA RM OSS

VIG

PC POTS

TMG

3G

TMG

MRS

AS

IP Public

Phone

Blue-tooth

WI-FI

WiFi


Gateways de Acceso

Gateways de Acceso (AMG)

• Mecanismos que permiten la conexión de líneas de abonado a la red de paquetes.

• Transforma la representación de la información en formatos que permiten su transmisión por la red NGN.

▫ Conexión de abonados telefónicos con terminales tradicionales a la red NGN.

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Gateways Troncales y Señalización

Gateways de Troncales (TG)

• Mecanismos que permiten la conexión de redes diferentes.

▫ Gateway de enlace entre la red NGN y PSTN

Gateways de Señalización (SG)

• Permiten la interconexión con protocolos de señalización legados.

▫ Gateway de enlace entre señalización NGN y PSTN

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Softswitch

• Provee el “control de provisión de servicio” en la red

• Control de llamada

• Maneja el control de los Gateways de Medios (Acceso y/o Troncales)

• Usa un Gateway de Señalización para trabajar conjuntamente con la red de señalización PSTN

• Se conecta con los servidores de Red Inteligente / Aplicaciones .

34


Capa de acceso

• Conecta a la red usuarios con variedad de terminales.

• Realiza conversión de formato de información original a formato que pueda enviarse mediante IP.

PSTN Acceso Móvil

35

Acceso Móvil

AMG IAD

Acceso Fijo

PSTN/PLMN

TMG SG

VIG

UMG

UMG WiFi

SoftPhone

SIP POTS

LTE 2G/3G


AMG IAD

Acceso Fijo

WiFi

IAD Integrated Access Device :

Convierte voz, videos, etc. a un formato que puede

ser enviado por red IP.

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Acceso - IAD


AMG (Access Media Gateway):

También conocido como Universal Access Unit.

Provee a los abonados un acceso a diversidad de

servicios tales como acceso a abonados analógicos,

acceso ISDN y xDSL. En muchas ocasiones son

también nombrados Gateways Residenciales.

37

Acceso - AMG


Accesso - SG

Signaling Gateway:

Conecta la red de señalización con la red IP

realizando una conversión de señalización de los

protocolos TDM a los protocolos NGN.

38


TMG – Trunk Media Gateway

Trunk Media Gateway:

Implementa funciones de conversión de formatos de

flujo.

Puede conectar variedad de dispositivos incluyendo

centrales PSTN y PBX.

3G Access

AMG5000 IAD

Broadband Access

PSTN/PLMN TMG8010 SG7000

VIG

UMG8900

UMG8900 Blue-tooth

WIFI AP

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Core de la Red.

• Opera con conmutación de paquetes IP/MPLS.

• Compuesta por Routers y LanSwitches .

• Plataforma de transmisión de alta velocidad , fiabilidad y con QoS.

• Tarea principal: Transportar los paquetes por la Red IP cumpliendo requisitos del Servicio/Aplicación.

IP

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Capa de Transporte


Soft Switch

Capa de control

• Permite la provisión, supervisión, recuperación y análisis del desempeño de extremo a extremo necesarios para gestionar la red.

• Realiza funciones de control de llamada y control de la conexión en tiempo real, de los servicios y de la red.

• Contiene al principal elemento de la red NGN: el Softswitch.

41


RM OSS / BSS MRS AS

Provee los servicios de valor agregado y otros

sistemas para la gestión de la plataforma.

Capa de Gestión y Servicios

42


AGENDA – Unidad 3




Redes NGN


Opciones de PSTN a NGN

• Al analizar la evolución de la PSTN, considerando la evolución de las redes de acceso y transporte hacia la convergencia, y la flexibilidad y eficiencia de la conmutación de paquetes frente a la conmutación de circuitos, se plantean dos posibilidades técnicas de evolución:

▫ PSTN Emulation Services o PES.

▫ PSTN Simulation Services o PSS.

• Ambas difieren en las capacidades del terminal del suscriptor.


PES – PSTN Emulation

• El terminal es el mismo de PSTN actual (sea POTS o ISDN) ▫ Hasta para el intercambio de señales más básicas el terminal es

dependiente de la red. • Frecuentemente los terminales de PSTN se consideran

“tontos” o “dumb terminals”. • La conmutación y el transporte evolucionan a usar

protocolos de paquetes ▫ Anteriormente ATM ▫ Actualmente IP

• La arquitectura luce como una central tradicional de circuitos a la cual se le distribuye geográficamente el conmutador, y el procesador de las múltiples centrales

• que anteriormente conformaban la red se convierte en una única entidad que controla

• a los conmutadores distribuidos.


PSS – PSTN Simulation

• PSS emplea terminales inteligentes o “smart terminals”

• Implementa protocolos mucho más eficientes y ricos en funcionalidades entre terminal y red.

• Con PSS es posible, por ejemplo, que el terminal maneje información de presencia (por ejemplo una lista de contactos y su respectivo estado)


PES

• Esta evolución proporciona en tecnología de paquetes las mismas funcionalidades que la telefonía digital actual basada en conmutación de circuitos

• Su objetivo es replicar el 100% de las funcionalidades de la PSTN reemplazando la conmutación de circuitos por conmutación de paquetes.

• En esta evolución se apunta a bajar los costos de la implementación del servicio procurando compartir elementos de la red de telecomunicaciones entre diferentes verticales del negocio, manteniendo inalteradas las funcionalidades de los servicios telefónicos PSTN.

• En este caso el terminal telefónico resulta incambiado y se procura emular todas las facilidades ya existentes. ▫ PSTN se refiere tanto a servicios POTS como ISDN.


PES – Razones para usarla

Las principales razones para la evolución hacia esta implementación son:

• Obsolescencia de la red PSTN existente:

▫ Esto significa que los equipos legados de PSTN carecen de soporte o no hay repuestos para mantenerlos operativos con las condiciones de calidad requeridas.

• Disminución de costos operativos:

▫ Por medio de la simplificación de la gestión por reducir el número de elementos de red, o converger todos los servicios auna misma red de transporte. Brinda la posibilidad de unificar distintos servicios sobre la misma infraestructura de conmutación y transporte.


PES – Razones para usarla

• La centralización de servicios de red inteligente a través del softswitch,

▫ porque éste soporta los servicios, o cuenta con una interfaz adecuada con un middleware para servicios externos, o implementa las interfaces de red inteligente preexistentes (INAP, CS1+, CAMEL) desde una función de conmutación de servicios única.

• Posibilidad de converger sobre protocolos de paquetes

▫ en la red de transporte y cuando emplea Gateways Residenciales también converger en el acceso.


PES

• Softswitches: Controlan la conmutación de llamadas entre elementos de acceso.

• Los elementos de acceso implementan los servicios PSTN adaptándolos a la red de paquetes: ▫ en un punto de concentración similar al tradicional

concentrador de abonados de conmutación de circuitos (Gateways de Acceso)

▫ en elementos instalados en las oficinas del suscriptor convierten el servicio PSTN a paquetes (Gateways Residenciales)

▫ los elementos que vinculan a la red de paquetes con los troncales de la red PSTN existente (Gateways de Troncales).


PSS

• Esta evolución proporciona en tecnología de paquetes una funcionalidad que puede ser equivalente a la telefonía sobre circuitos, pero posibilita el uso de nuevos tipos de terminales telefónicos, con interfaces de datos y con conversión de la voz a paquetes en el mismo terminal.

• Para conectar terminales telefónicos de PSTN es necesario instrumentar dispositivos adaptadores en el hogar del suscriptor (dispositivos de acceso integrado o IAD) que adapten la interfaz analógica a un User Agent de VoIP .

• La posibilidad de emplear terminales con capacidad de compresión de voz y manejo de protocolos de comunicaciones de voz sobre IP hace de esta evolución la que ha sido preferida por los operadores que implementan servicios telefónicos sobre redes de datos.


PSS – Razones para usarla

• La posibilidad de extender el servicio telefónico a cualquier sitio que disponga de conectividad basada en protocolo IP.

• Esto significa que permite extender la telefonía aún sobre servicios de acceso de datos inalámbricos. Constituye una forma de agregar valor a los servicios de comunicación de datos.

• El utilizar terminales con mayores capacidades, posibilita que parte de la capacidad de procesamiento del terminal se utilice para prestaciones adicionales a las que brinda PSTN.

• Comunicar conjuntamente audio y video no requiere mayor complejidad de implementación que comunicar únicamente voz.


PSS – Razones para usarla

• El emplear protocolos de control de VoIP y la facilidad de distribución de los servicios, posibilita la introducción de nuevas funcionalidades.

• Es la opción tecnológica para un natural convergencia de los servicios fijos y móviles, puesto que el servicio de voz emplearía indistintamente servicios portadores fijos e inalámbricos. También es la opción tecnológica para implementar servicios nómades.


PSS

• Esta arquitectura se incorporó a las redes celulares para brindar servicios de tipo “Push to talk over Cellular”, y otros servicios de nuevo género.

• Esta es una arquitectura innovadora para el plano de servicios, y básicamente para comunicaciones multimedia.


PSS

• Es importante destacar que PSS no puede emular el 100% de las funcionalidades de PSTN, dado que no hay interacción analógica entre el terminal y la red.

• Es muy similar a lo que ocurre con ISDN al no implementar soporte para el denominado protocolo por estímulos en un terminal, caso en que las facilidades de abonado deben ser gestionadas a través de una pantalla con menús, no habiendo posibilidad a control por golpes de horquilla (flash).

• Si bien esto es considerado perder casi el 25% de las funcionalidades PSTN, lo que se pierde puede no ser relevante para el suscriptor.


Evolución a NGN

• Como los servicios clásicos de telefonía aún son los mas fuertes generadores de ingresos para la mayoría de los operadores, la decisión de reemplazar el equipo PSTN existente con soluciones del tipo planteado por NGN, debe basarse no solo en el posible soporte del rango de servicios de telefonía clásica, sino también y fundamentalmente en mantener o mejorar el nivel de QoS de los sistemas actuales, de forma de no afectar los ingresos mencionados.

• Por otra parte, las operadoras también necesitan prepararse para el crecimiento de servicios multimedia, particularmente conversacionales y aplicaciones en tiempo real.


Ventajas

• Menor costo de operación y mantenimiento en el transporte, a mediano y largo plazo

▫ al hacer posible la unificación de la voz con el resto de los servicios para el transporte en una red de paquetes.

• Unificación de los suministros a largo plazo para la red de transporte

▫ pasando a una red totalmente de paquetes.


Ventajas

• Posibilidad de ofrecer un servicio de telefonía totalmente portable y ubicuo:

▫ El servicio del usuario está asociado a una dirección IP que puede variar, pero siempre es de acuerdo al mismo formato del estándar IP en cualquier red y además se direcciona desde un control centralizado .

▫ Entonces un mismo servicio telefónico (incluyendo un mismo número telefónico), puede asociarse a un terminal en territorio nacional o a un terminal fuera de territorio nacional, e incluso puede variar el tipo de terminal, pudiendo ser un fijo convencional, un “softphone” o un móvil.


Ventajas

• Menor costo a mediano y largo plazo en el caso de nuevos servicios telefónicos: ▫ Donde las terminales de suscriptor sean gateways de VoIP

hacia la red. Por ejemplo, en caso de usar un CPE (Costumer Premises

Equipment) con ADSL y VoIP integrado, sería más costoso que utilizar un CPE con ADSL solamente, pero no habría que instalar una tarjeta PSTNen la central telefónica, ni tampoco el splitter y sus regletas. En este caso PSS podría ser menos costoso que PES.

• Facilita la convergencia fijo-móvil (Fixed Mobile Convergence), pudiendo incluso controlar tanto la telefonía fija como móvil mediante un mismo Softswitch.


Ventajas

• Flexibilidad para nuevos servicios. El Softswitch es mucho más flexible para comunicarse con plataformas de servicios.

Technology

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