Migración a NGN, solución Alcatel Cienfuegos

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(1)Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA. Migración a NGN, solución Alcatel Cienfuegos.. Autor: Yunior Manuel Guzmán Miranda. Tutores: Ing. Ramón Fajardo González. Msc. Ing. Alexey Seisdedo Losa.. Consultante: Ing Erik Ortiz Guerra. Santa Clara 2011 "Año 53 de la Revolución".

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA. Migración a NGN, solución Alcatel Cienfuegos. Autor: Yunior Manuel Guzmán Miranda. Tutores: Ing. Ramón Fajardo González. Especialista en Telecomunicaciones, DT ETECSA. [email protected] Msc. Ing. Alexey Seisdedo Losa. Especialista en Telecomunicaciones, DT ETECSA. [email protected] Consultante: Ing Erik Ortiz Guerra Profesor UCLV [email protected] Santa Clara 2011 "Año 53 de la Revolución".

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. ________________________ Firma del Autor. Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. ________________________ Firma del Autor. _____________________________ Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. ________________________ Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) PENSAMIENTO. “No hay más que asomarse a las puertas de la tecnología y la ciencia contemporáneas para preguntarnos si es posible vivir y conocer ese mundo del futuro sin un enorme caudal de preparación y conocimientos”. Fidel Castro Ruz.

(5) DEDICATORIA. A mis padres por ser fuente inspiradora, en especial a mi mamá por brindarme tanta dedicación su apoyo incondicional y cariño, a mis abuelos, mi tía, mi hermano, mi esposa y mis hijos, que de una forma u otra me han ayudado en la culminación de mis estudios y en el presente trabajo..

(6) AGRADECIMIENTOS. Agradezco a la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba S.A. (ETECSA) Cienfuegos, por la oportunidad de superarme profesionalmente, en especial a mis tutores Msc. Ing. Alexey Seisdedo e Ing. Ramón Fajardo González y demás compañeros del grupo de Desarrollo y Proyecto. Al claustro de profesores de la Universidad Central de Las Villas, que nos han atendido en este período, en especial a mi tutor consultante, el Ing. Erik Ortiz Guerra, por su dedicación y apoyo. A los compañeros de clases, con quienes he compartido durante todo este tiempo..

(7) TAREA TÉCNICA. Investigación sobre la evolución y desarrollo de las redes NGN. Análisis de la situación del equipamiento que se está instalando en nuestro país. Análisis de la fase en que se encuentra la implementación de esta tecnología por ETECSA. Elaborar la propuesta de migración a largo plazo para la provincia de Cienfuegos.. _________________ Firma del Autor. _________________ Firma del Tutor.

(8) RESUMEN Las Redes de Próxima Generación son nuevas redes basadas en conmutación de paquetes, que brindan múltiples servicios de voz, datos y video, haciendo los servicios independientes del transporte y el acceso. Estas redes son resultado de la explosión de los servicios asociados a Internet y la rápida evolución de la tecnología; y unificar en una sola infraestructura, todos los servicios existentes anteriormente en diferentes redes. En este trabajo se propone una estrategia de migración de la tecnología ALCATEL a las Redes de Próxima Generación en ETECSA Cienfuegos, para lograr la optimización de la infraestructura, disminuir los gastos, simplificar la gestión, brindar más servicios y obtener una red eficiente y de última generación. En el proyecto se analizan diferentes aspectos de las redes de nueva generación.. Investigación. sobre. la. NGN,. surgimiento,. evolución,. características, ventajas y necesidad de la migración. Estado de la NGN en Cuba y caracterización de la nueva red. Estudio del equipamiento ALCATEL para NGN. Se realiza un análisis aplicado a la provincia de Cienfuegos sobre el estado actual de la red, el proceso de migración a NGN y la estrategia a seguir en los próximos años..

(9) Tabla de contenido Introducción...................................................................................................... 1 Objetivos ........................................................................................................... 2 Capítulo 1. Investigación sobre NGN, surgimiento, evolución, características, ventajas y necesidad de la migración................................................................. 4 1.1 El punto de inicio: La red clásica........................................................................... 4 1.2 Antecedentes para el cambio ................................................................................ 5 1.3 El nacimiento de Internet ........................................................................................ 6 1.4 El camino hacia la NGN .......................................................................................... 6 1.5 Las Redes de Próxima Generación...................................................................... 7 1.6 Definición de NGN .................................................................................................. 10 1.7 Características Fundamentales ........................................................................... 11 1.8 Modelo Básico de Referencia (MBR) de las NGN .......................................... 12 1.9 Tendencia en los Servicios................................................................................... 13 1.10 Modelo de arquitectura de NGN ....................................................................... 14 1.11 Capa de Acceso ................................................................................................... 17 1.12 Capa de Núcleo de Transporte ......................................................................... 19 1.13 Capa de Control.................................................................................................... 19 1.14 Capa de Aplicaciones.......................................................................................... 21 1.15 Capa de Gestión ................................................................................................... 21 1.16 Protocolos NGN .................................................................................................... 23. Capítulo 2. Estado de la NGN en Cuba y caracterización de la nueva red. Estudio del equipamiento ALCATEL para NGN ............................................... 24 2.1 Evolución del modelo de red tradicional (PSTN) hacia el nuevo concepto de NGN ............................................................................................................................ 24 2.2 Introducción al Softswitch ..................................................................................... 26 2.2.1 Concepto Softswitch ....................................................................................... 27 2.2.2 Características del Softswitch ...................................................................... 28 2.2.3 Beneficios .......................................................................................................... 29 2.2.4 Ventajas............................................................................................................. 29 2.2.5 Tipos de Arquitecturas Softswitch ............................................................... 30.

(10) 2.3 Arquitectura Funcional de una red Softswitch, sus elementos y sus relaciones ........................................................................................................................ 30 2.3.1 Universal Media Gateway ............................................................................. 30 2.3.2 Access Media Gateway ................................................................................. 30 2.3.3 Trunking Gateways ......................................................................................... 31 2.3.4 Gateways Residenciales ............................................................................... 32 2.3.5 Controlador de Pasarela (Media Gateway Controller)............................ 33 2.3.6 Pasarela de Señalización (Signaling Gateway) ....................................... 34 2.3.7 Servidor Multimedia (Media Server) ........................................................... 35 2.3.8 Servidor de Funcionalidades (Feature Server) ........................................ 36 2.3.9 Pasarela Multimedia (Media Gateway) ...................................................... 37 2.4 Perspectivas y estado de migración a NGN en Cuba.................................... 38 2.4.1 Propuestas de evolución de la Red Objetivo al Año 2015 .................... 41 2.4.2 Coexistencia y armonización de las Redes de Acceso Provinciales .. 42 2.4.3 Niveles de la Red de transporte y de acceso de una Red NGN .......... 44. Capítulo 3. Proceso de migración a NGN en Cienfuegos. Estado actual y estrategia a seguir en los próximos años ......................................................... 45 3.1 Principales limitaciones para la conectividad, las nuevas tecnologías y el incremento de nuevos servicios en la DT Cienfuegos .......................................... 45 3.1.1 Planta Exterior.................................................................................................. 45 3.1.2 Conmutación .................................................................................................... 46 3.1.3 Transmisión (Transporte) .............................................................................. 48 3.1.4 WLL ALCATEL 9800 ...................................................................................... 49 3.1.5 Transmisión de Datos .................................................................................... 49 3.1.6 Servicios Móviles ............................................................................................. 50 3.2 Primeros pasos, transporte NGN Alcatel Provincia Cienfuegos.................. 50 3.2.1 Conexiones ....................................................................................................... 51 3.2.2 Sincronismo ...................................................................................................... 53.

(11) 3.3 La estrategia a seguir en los próximos años.................................................... 53 3.3.1 Red de acceso Provincial .............................................................................. 54 3.3.2 Red SDH con tarjetas Eth/SDH ................................................................... 55 3.3.3 Red Híbrida....................................................................................................... 55 3.3.4 Red SDH y PTN separadas .......................................................................... 57 3.3.5 Red PTN Full Packet ...................................................................................... 58 3.4 Estado del Arte de la estandarización y la evolución del T-MPLS .............. 61 3.5 Estrategia de evolución de las Redes Metro Ethernet Provinciales ........... 61 3.6 Estrategia para la implementación de las Redes Metro Ethernet ............... 62 3.6.1 Ethernet Regional desplegada..................................................................... 63 3.6.2 Ethernet Regional ya desplegada ............................................................... 64 Conclusiones .................................................................................................. 65 Recomendaciones.......................................................................................... 66 Bibliografía...................................................................................................... 67.

(12) INTRODUCCIÓN. INTRODUCCIÓN En la actualidad, los servicios, la conmutación y el transporte de la mayoría de las redes están integrados verticalmente, por lo general los operadores tienen teléfonos, datos y redes de difusión separados. La evolución de los servicios y de las tecnologías de las telecomunicaciones, ha sido habitualmente señalizada por uno o varios términos, acrónimos, que sintetizan bien en términos sociales y en el de las claves técnicas, las diferentes etapas de esta evolución. El término que define el momento, la situación actual del entorno de las telecomunicaciones es “NGN”, “la Nueva Generación de Redes”. El advenimiento de las Redes de Nueva Generación (NGN) es una de las tendencias más importante en la industria de las telecomunicaciones, en la mayor parte de los operadores se observa un proceso de migración tecnológica en esa línea, que incluye las diversas soluciones que los distintos fabricantes ofrecen para realizar las respectivas implementaciones de los servicios de voz, video y datos. La gran revolución que para el futuro de las telecomunicaciones plantea las Redes de Nueva Generación, o NGN, radica en proponer un sistema evolutivo que permita planear el salto tecnológico desde las tradicionales redes de telefonía, basadas en conmutación de circuitos hacia las futuras redes de conmutación de paquetes centradas en datos.. Uno de los casos más destacados que ejemplifica lo anterior es el de British Telecom, con su visión de red NGN 21st Century Network (21CN). Cuyo objetivo fue migrar todos sus usuarios de sus centrales TDM a una red IP NGN para finales del 2009. BT finalizó en diciembre de 2005 las primeras pruebas con 3.000 clientes, ya en el 2006 inicio un despliegue masivo. Cuba en el 2004 comienza los primeros proyectos realizados con la colaboración de ALCATEL y HUAWEI, dos de los principales suministradores de tecnologías de telecomunicaciones a ETECSA. Ambos consistieron en la instalación de plataformas completas capaces de brindar servicios de voz y datos con la utilización de componentes de hardware y software de las Redes de Nueva Generación (NGN). 1.

(13) INTRODUCCIÓN Los resultados obtenidos en la prueba piloto responden a las exigencias planteadas, por lo que se propone la migración de la actual red fija de telecomunicaciones hacia redes NGN. ETECSA como proveedor exclusivo de servicios de telecomunicaciones en el país se encuentra abocado implementar este nuevo salto tecnológico. Por una parte no es posible diversificar y modernizar los servicios que hoy se brindan sin migrar a la nueva red y por otro lado está el envejecimiento natural de los equipos que componen las redes actuales lo que junto a la evolución del mercado de los proveedores impulsan el cambio. El comienzo de la migración en la provincia de Cienfuegos se inserta en la estrategia nacional para la migración. El presente trabajo se centrará en la realización de los estudios necesarios para caracterizar dicha tecnología y analizar la implementación de la misma por ETECSA Cienfuegos así como en su posterior desarrollo. El objetivo principal de esta investigación es proponer una estrategia de migración de la tecnología ALCATEL a NGN en ETECSA Cienfuegos. En consecuencia con las tendencias de estas tecnologías se plantea como objetivos específicos:  Realizar el estudio de la tecnología de forma general haciendo énfasis en la evolución, migración, servicios y prestaciones.  Análisis de la implementación en ETECSA de la red NGN.  Estudiar la particularidades del proceso de migración de la red de conmutación ALCATEL hacia NGN  Análisis de la escalabilidad de NGN para su futuro desarrollo en el país Como hipótesis se presenta lo siguiente: Con una estrategia de migración hacia la NGN de la tecnología ALCATEL en ETECSA Cienfuegos se ordena este proceso de transición minimizándose los riesgos del mismo. Sin esta estrategia no se garantiza una transición efectiva. Para comprobar la hipótesis y conseguir los objetivos se ejecutarán las siguientes tareas generales: 2.

(14) INTRODUCCIÓN.  Revisión bibliográfica sobre del estado del arte de las Redes de Nueva Generación (NGN).  Estudio de las Redes de Nueva Generación, evolución, desarrollo, características y potencialidades de las mismas, análisis detallado de la red ALCATEL.  Análisis de la implementación y migración a NGN en Cuba y proponer estrategia a seguir por ETECSA, tomando como caso de estudio la provincia de Cienfuegos. Para desarrollar el presente trabajo, se desarrollaron tres capítulos: Capítulo I: En este capítulo se realiza investigación sobre la NGN, surgimiento, evolución, características, ventajas y necesidad de la migración. Capítulo II: Se refleja el estado de la NGN en Cuba y caracterización de la nueva red. Estudio del equipamiento ALCATEL para NGN. Capítulo III: Análisis aplicado a la provincia de Cienfuegos sobre el proceso de migración a NGN, el estado actual y la estrategia a seguir en los próximos años.. 3.

(15) CAPÍTULO 1. CAPÍTULO 1. Investigación sobre la NGN, surgimiento, evolución, características, ventajas y necesidad de la migración.. Introducción Hasta el momento se han utilizado redes de telecomunicaciones diferentes para servicios como la telefonía, los datos y la TV. Su digitalización y los niveles de informatización, entre otros factores, han propiciado la construcción de redes únicas, integradas y multiservicios, con el consiguiente ahorro de recursos y aumento de la eficiencia. Como resultados de esta nueva tendencia aparecen las Redes de Próxima Generación (NGN), concepto que se introduce con el objetivo de facilitar la convergencia de redes y servicios. Si bien es cierto que el vertiginoso desarrollo tecnológico, y en especial el advenimiento de las NGN, significan un enorme y necesario avance en las telecomunicaciones, también se ha convertido en un reto de igual magnitud conocer su fiabilidad, adaptabilidad y asimilación. En base a esto se hace necesario, para poder adentrarse en las redes de nueva generación, realizar un análisis del estado actual del desarrollo de las redes de telecomunicaciones, que tienen como principal tendencia la evolución hacia las NGN, y de los problemas, normas y tecnologías sobre lo que se basa el trabajo en estas redes. 1.1 - El punto de inicio: La red clásica El desarrollo de las redes clásicas se realizó de acuerdo a una serie de premisas consideradas como elementos inmutables, pues: El ancho de banda es un bien escaso y, por tanto, caro. Los servicios estaban estrechamente ligados a la infraestructura de red, de hecho, se consideraban partes indivisibles. Los servicios se integraban de forma vertical. Debido a ello el desarrollo de la infraestructura de red se adaptó muy bien a los servicios para los que fue diseñada, pero tenía un alto grado de ineficiencia y complejidad que la hacía poco flexible al desarrollo y despliegue de nuevos servicios. Las características relevantes de la estructura de red resultante son las siguientes: El equipamiento es complejo, de elevado coste y de difícil y costosa explotación. La calidad de servicio se resuelve mediante la asignación 4.

(16) CAPÍTULO 1. y reserva de recursos específicos de red. No soporta de forma nativa las técnicas de distribución basadas en la tecnología multicast, lo cual redunda en un incremento de la complejidad y coste del despliegue de servicios masivos de distribución de contenidos. 1.2 - Antecedentes para el cambio El cambio producido en la mayoría de los mercados de telecomunicaciones durante los últimos años de la década de los años 90 dio como resultado que comenzara a entreverse la liberalización del sector. La aparición de un nuevo factor, desconocido hasta ese momento, en forma de libre competencia, motivó el que se intentara ampliar el abanico de servicios que cada operador podía ofrecer a sus clientes sobre las infraestructuras existentes en cada caso. De esta forma, las redes se vieron en la necesidad de dar soporte a servicios para los que inicialmente no habían sido diseñadas, apareciendo los primeros síntomas de un problema de fondo: la incapacidad de las redes existentes para dar soporte de forma óptima a toda esta serie de nuevos servicios. Comenzó de esta forma la búsqueda de soluciones mejor adaptadas al nuevo escenario. En paralelo a lo anterior, se producía una evolución tecnológica muy acusada en el mundo de las redes de datos, motivada, en gran medida, por una creciente necesidad de comunicaciones en entornos empresariales. Las primeras soluciones se desarrollaron en torno al entonces emergente estándar de comunicaciones ATM (Asynchronous Transfer Mode), aunque fue rápidamente absorbido, al menos en los entornos empresariales, por las soluciones nativas IP/Ethernet, una vez que éstas alcanzaron los niveles de velocidad y funcionalidad que habían hecho atractivas las soluciones basadas en ATM en un pasado reciente. A todo lo anterior se unía un nuevo factor que, con gran fuerza, provocó una verdadera revolución en el sector de las telecomunicaciones, convirtiéndose en el definitivo detonante del cambio: la aparición y desarrollo del fenómeno Internet a escala global.. 5.

(17) CAPÍTULO 1. 1.3 - El nacimiento de Internet El rápido desarrollo de Internet durante los últimos años de la década de los 90 provocó un vuelco en el enfoque de los operadores hacia las redes de voz y datos. En los momentos iniciales se buscaron soluciones que eran soportadas sobre. las. redes. existentes,. realizando. las. mínimas. adaptaciones. imprescindibles que permitían un funcionamiento adecuado. Sin embargo, conforme las tasas de crecimiento del tráfico de Internet se disparaban, comenzaron a detectarse los primeros cuellos de botella en los diseños existentes, que obligaban a una profunda reconsideración de todo el entorno. En paralelo a la explosión del tráfico de datos en Internet, se produjo un fenómeno de “educación” de los clientes. Los usuarios habituales de Internet podían experimentar de primera mano las ventajas que el modelo les proporcionaba: por primera vez no estaban sujetos a lo que el operador de red les ofrecía. La situación era incluso mas extrema, disponían de la libertad para decidir qué servicios usar tras un proceso de simple localización y descarga de las aplicaciones software necesarias desde los servidores disponibles. La red era siempre la misma, pero los servicios variaban en función de su disponibilidad y de los deseos de cada cliente en un momento dado. Conforme Internet se ampliaba y su uso se normalizaba en gran parte de los entornos tanto empresariales como residenciales, aparecieron corrientes de opinión que apostaban por una solución común basada en las redes IP, que como ya se ha dicho es conocida como All-IP. Sin embargo, las soluciones IP tradicionales presentaban carencias importantes que las hacían poco adecuadas: estaban aún basadas en equipos con serias limitaciones en su capacidad, no existía una solución adecuada de calidad de servicio y los aspectos de seguridad estaban deficientemente tratados. 1.4 - El camino hacia la NGN El proceso de evolución ha sido largo y no siempre claro en sus objetivos finales. No obstante, aparece en la actualidad una tendencia clara hacia entornos convergentes basados en el modelo NGN. Conviene en este punto establecer una comparación entre los modelos de red clásica y NGN que ayude a entender las ventajas que el modelo NGN aporta. La Figura 1.1 presenta una 6.

(18) CAPÍTULO 1. descripción del proceso de evolución y simplificación del modelo de red resultante. Previsiblemente el proceso de evolución se planteará en varias fases: comenzará por una evolución del núcleo de la red e irá extendiéndose de forma progresiva hacia el acceso. Este proceso responde a la conveniencia de mantener las soluciones existentes mientras se produce la evolución, asegurando de esta manera un proceso poco traumático.. 1.5 - Las Redes de Próxima Generación. En realidad el término NGN es una gran sombrilla que cubre casi todos los aspectos del progreso de las redes de telecomunicaciones. Cuando se habla de red de servicio, NGN significa próxima generación de red de servicios. En redes de acceso, significa todo tipo de red de acceso a banda ancha. En cuanto a la red de transporte, significa próxima generación de red óptica inteligente de transporte. En general, las NGN envuelven a todas las tecnologías de redes de nueva generación. Las redes de próxima generación pretenden unificar las Redes Telefónicas Públicas Conmutadas (PSTN), las Redes Telefónicas Públicas Móviles (PSMN), las Redes de TV (o video) y las de Datos, creando una única red multiservicio de plataforma IP. Esta situación ha provocado la existencia de dos claros enfoques, según se considere uno u otro mundo, hacia el concepto NGN: 7.

(19) CAPÍTULO 1. El relacionado con los datos e Internet. En este enfoque: La red dará soporte de conectividad a un conjunto de elementos terminales inteligentes. El control y establecimiento de las sesiones será responsabilidad de los propios terminales. Los servicios son absolutamente independientes de la red. Todo servicio estará basado en la interacción entre terminales inteligentes. Los servicios tradicionales, también conocidos como legacy, verán disminuir de forma paulatina su importancia a favor de nuevos servicios, muchos de ellos aún desconocidos y, por tanto, de difícil caracterización en el momento de diseñar una red. La Figura 1.2 representa la visión del mundo Internet y algunos de los posibles servicios a tener en cuenta.. El relacionado con la voz. En este segundo enfoque: Los servicios serán provistos a través de redes interconectadas sobre un conjunto combinado de terminales inteligentes y no inteligentes. La red tendrá la inteligencia y el control sobre los servicios y se adaptará a éstos en función de las necesidades que los usuarios finales demanden. La actual red telefónica evolucionará para adaptarse a los servicios multimedia, constituyendo la base de la futura NGN. 8.

(20) CAPÍTULO 1. Gran parte del desarrollo y provisión de los servicios finales partirá de los Operadores Públicos de Red, soportados por servicios básicos desarrollados sobre interfaces abiertas. La Figura 1.3 representa la visión del proceso de evolución hacia el modelo NGN para el mundo de la voz.. Como resumen de las diferentes definiciones se puede decir que: Para Telcordia, NGN es una red de transporte y conmutación a alta velocidad para servicios de voz, fax, datos y vídeo, realizados de forma integrada y usando una red basada en paquetes. Para ETSI y “NGN Starter Group”, NGN es un concepto para la definición y despliegue de redes, con una separación formal entre diferentes capas y planos con interfaces abiertos, que ofrece a los proveedores de servicios una plataforma sobre la que sea posible evolucionar paso a paso para crear, desplegar y gestionar servicios innovadores. Las NGNs se caracterizan por un número de capacidades y propiedades consideradas necesarias y deseables para las redes de banda ancha, multimedia y multiservicio. NGN es una red funcional multiservicio, basada en tecnología IP, producto de la evolución de las actuales redes IP, con la posibilidad de ofrecer servicios diferenciados y acordes a la calidad de servicio demandada por las aplicaciones de cliente. Algunos fabricantes de equipos definen a NGN como una red única y abierta, de paquetes, basada en estándares, capaz de soportar un gran número de aplicaciones y servicios, con la escalabilidad necesaria para 9.

(21) CAPÍTULO 1. afrontar las futuras demandas de tráfico IP y con la flexibilidad adecuada para responder rápidamente a las exigencias del mercado. A pesar de todas las definiciones vistas hasta ahora, la UIT-T en la recomendación da una clara definición de las NGN:. Red basada en paquetes que permite prestar servicios de telecomunicación y en la que se pueden utilizar múltiples tecnologías de transporte de banda ancha propiciadas por la QoS (Calidad de servicio), y en la que las funciones relacionadas con los servicios son independientes de las tecnologías subyacentes relacionadas con el transporte. Permite a los usuarios el acceso sin trabas a redes y a proveedores de servicios y/o servicios de su elección. Se soporta movilidad generalizada que permitirá la prestación coherente y ubicua de servicios a los usuarios. 1.6 - Definición de NGN. El objetivo de NGN es facilitar la convergencia de las redes y la convergencia de los servicios de telecomunicaciones (comúnmente expresado como “convergencia de redes y servicios”), con todo lo que esto significa para la tecnología, la economía y la sociedad. Basado en este principio, diferentes organizaciones de estandarización, fabricantes y operadores han expresado su visión de las características de esta red y propuesto diferentes definiciones. Una de las definiciones más concretas es la que brinda la (UIT-T) que dice: la NGN se define como una red basada en paquetes, capaz de ofrecer servicios de telecomunicaciones y hacer uso de múltiples tecnologías de transporte de banda ancha y calidad de servicio (QoS) en la cual las funciones relacionadas con el servicio son independientes de las tecnologías subyacentes de transporte. La red NGN posibilita a los usuarios el acceso a redes y servicios en general. Además, soporta la denominada movilidad generalizada, la cual permite una oferta de servicios ubicua y consistente para los usuarios. Vale la pena también revisar la visión de las NGN que ofrecen la (ETSI), organización vanguardia en los trabajos de estandarización de las propuestas de las NGN basadas en IP Multimedia Subsystem (IMS). ETSI describe las NGN como un concepto para definir y desarrollar redes, las cuales, debido a la 10.

(22) CAPÍTULO 1. separación normal en niveles y planos diferentes y el uso de interfaces abiertas ofrecen, a los proveedores de servicios y operadores, una plataforma para evolucionar paso a paso en la creación, desarrollo y gestión de servicios innovadores. 1.7 - Características Fundamentales. Las NGN incorporan un grupo de características, las cuales han ido apareciendo en las redes de telecomunicaciones actuales, y están dirigidas a cumplir con los requerimientos que los usuarios precisan de las nuevas tecnologías y servicios. Entre las características fundamentales de NGN se pueden enumerar las siguientes: • Transferencias basadas en paquetes. • Separación de las funciones de paquetes y las de servicios. Desarrollo de servicios a través de interfaces abiertas. • Soporte de un amplio rango de servicios y aplicaciones (tiempo real, Streaming y multimedia). • Capacidad de banda ancha con QoS extremo-extremo. • Trabajo integrado con redes precedentes (PSTN y otras) a través de interfaces abiertas. • Movilidad generalizada. Se refiere a la movilidad de usuarios y dispositivos a través de diferentes tecnologías de acceso sin interrupción de servicio. • Acceso de los usuarios a servicios ofrecidos por diferentes proveedores. • Variedad de esquemas de identificación de usuarios y dispositivos. • Trabajo con un mismo perfil de servicio para un usuario a través de toda la red. • Convergencia de los servicios fijos y móviles. • Soporte de múltiples tecnologías de última milla. • Cumplimiento de todos los requerimientos regulatorios (comunicaciones de emergencia, seguridad, intercepción legal y otros). Las entidades o elementos funcionales que controlan políticas, sesiones, medios, recursos, entrega de servicios, seguridad y otros, pueden estar distribuidos sobre una infraestructura, incluyendo las redes precedentes y las 11.

(23) CAPÍTULO 1. nuevas. Cuando estas entidades están físicamente distribuidas se comunican a través de interfaces abiertas. Esta distribución de inteligencia a través de la red es denominada Entorno de Procesamiento Distribuido (DPE). De esta forma la inteligencia puede ser desplazada a los lugares más apropiados de la red, incluso a la red del cliente (CPE). A través de gateways se puede establecer la conexión entre la red NGN y otros tipos de redes ya existentes como la PSTN, la Red Digital de servicios Integrados (ISDN) y el Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM). De acuerdo a las características enumeradas, las NGN se convierten en la red ideal, necesaria y a la vez en el punto culminante del desarrollo de las telecomunicaciones. Al mismo tiempo, todas estas características que garantizan la amplitud, variedad y flexibilidad en los servicios suponen, desde el punto de vista de la arquitectura, inmensos retos. 1.8 - Modelo Básico de Referencia (MBR) de las NGN. El modelo de referencia de las NGN es muy flexible, lo cual se logra separando las funciones de transporte y de servicios en dos bloques diferentes Figura 1.4.. Cada estrato o bloque comprende uno o más niveles que a su vez están compuestos por los planos de usuario, control y gestión. Estrato de Transporte: Soporta las tareas de la transferencia de información de usuario, control y gestión, y las tareas de control y gestión de los recursos de transporte, para llevar los datos entre entidades terminales. 12.

(24) CAPÍTULO 1. Estrato de Servicios: Permite a los usuarios el empleo de diferentes servicios a través de tareas de control y gestión de los recursos y servicios de la red, que facilitan la transferencia de los datos del servicio en cuestión. 1.9 - Tendencia en los Servicios. Los principios bajo los cuales se desarrollan las NGN ayudan a reducir los costos al eliminar las ineficiencias propias de servicios específicos, propietarios y soluciones no reutilizables. La separación de las funciones de transporte y servicios, permite desarrollar estos últimos de forma independiente de las consideraciones de transporte y conectividad. Las NGN propician un entorno abierto, basado en Interfaces de Programación de Aplicaciones (API) y en otros sistemas intermediarios, que ofrece a los proveedores de servicios, a terceras partes desarrolladoras y a clientes avanzados, la posibilidad de crear e introducir aplicaciones de forma rápida y transparente. Una característica importante de los nuevos servicios de telecomunicaciones será sus posibilidades en cuanto a la movilidad, la cual no estará sólo ceñida al equipo terminal de usuario, sino que abarcará también a la persona. De esta forma se podrá acceder al entorno de las nuevas plataformas de servicios de las redes de telecomunicaciones y en particular de las NGN, las cuales utilizan IP como protocolo base y ofrecen diversas alternativas a los usuarios como: • Servicios de voz que incluyen mensajería y telefonía. • Servicios de datos (correo electrónico, Web, intercambio de archivos y otros). • Servicios de video como la televisión IP (IPTV) y el video en demanda (VoD). • Combinación de los servicios anteriores (juegos interactivos, video-telefonía y otros). Actualmente, se trabaja en el desarrollo y despliegue de diversas plataformas de servicios para las NGN. Varias entidades importantes como IBM y Alcatel, proponen utilizar soluciones integradoras identificadas como Arquitectura Orientada al Servicio (SOA), en las cuales tienen gran importancia los servicios Web y tecnologías como el Lenguaje Extensible de Marcas (XML), el Lenguaje. 13.

(25) CAPÍTULO 1. de Descripción de Servicios Web (WSDL), el Protocolo Simple de Acceso a Objetos (SOAP), entre otros.. 1.10 - Modelo de arquitectura de NGN Como se ha visto en el apartado anterior, la NGN debe cumplir con varias premisas que le permitan presentar una plataforma abierta y distribuida, con una clara separación entre las funciones relacionadas con el transporte y las que lo están con la generación y coordinación de los servicios. El modelo NGN de la ITU-T, tiene dos componentes fundamentales, el Estrato de Servicio y el Estrato de Transporte.. Estrato de Transporte: Soporta las tareas de la transferencia de información de usuario, control y gestión, y las tareas de control y gestión de los recursos de transporte, para llevar esos datos entre entidades terminales. Estrato de Servicios: Permite a los usuarios el empleo de diferentes servicios a través de tareas de control y gestión de los recursos y servicios de la red, para la transferencia de los datos del servicio en cuestión. Ver Figura 1.5 Modelo NGN para ITU-T.. 14.

(26) CAPÍTULO 1. Para el grupo TISPAN del ETSI, en su Release 1 la arquitectura NGN, posee varios subsistemas del plano de transporte y de servicios (Sánchez y otros, 2006):. Plano de transporte: este plano es el encargado de proporcionar conectividad IP a los flujos de datos establecidos entre los usuarios, así como entre estos y los usuarios conectados a otras redes. Comprende las redes de acceso y el núcleo de red. Incorpora los subsistemas NASS y RACS, que se encargan de ocultar al plano de servicio las tecnologías de transporte empleadas en el acceso y el núcleo de red.. • NASS-Network Attachment SubSystem- se encarga de la autenticación de línea y usuario, y autoconfiguración de equipamiento del cliente. Intercambia información relativa a los perfiles de usuario con los subsistemas del plano de servicio. • RACS-Resource and Admission Control SubSystem- , proporciona los recursos en el plano de transporte (acceso y núcleo de red) para la transmisión de los flujos correspondientes a los servicios demandados por los usuarios, para lo cual intercambia información con los subsistemas del plano de servicio, y actúa sobre las plataformas del plano de transporte.. Los subsistemas del plano de servicio, permiten el control de las sesiones correspondientes a los diferentes servicios contratados por un usuario, estos son: • Subsistema IMS para servicios de telefonía multimedia. • Subsistema PES- PSTN/ISDN Emulation Subsystem-, para la emulación de los servicios que ofrece hoy la PSTN y la ISDN. • El Subsistema de Streaming, encargado de los flujos de video como los servicios de VoD-Video on Demand-. • El Broadcasting Subsystem, para difusión de contenidos como TV digital Para los servicios de telefonía multimedia, de los usuarios con accesos de banda ancha IP fija, el control está centrado en el IMS, desarrollado inicialmente por el 3GPP y perfeccionado por 3GPP2. TISPAN y 3GPP están 15.

(27) CAPÍTULO 1. trabajando actualmente para definir una red que armonice las redes fijas y móviles, mediante el IMS; este es visto como un componente fundamental de convergencia en el plano de control. El componente IMS de NGN utiliza SIP (Session Initiation Protocol) como el protocolo de señalización básico del plano de control de los servicios orientados a sesión como VoIP. La convergencia de servicios permitirá a los proveedores distribuir nuevos servicios innovadores a cualquier dispositivo sobre cualquier tipo de red de acceso. Los abonados se definirán por su perfil y presencia en la red, en vez de por su línea de acceso o su microteléfono. Ver Figura 1.6 Modelo NGN propuesto por TISPAN.. Desde el punto de vista de diferentes fabricantes como Huawei y Alcatel, NGN posee una arquitectura dividida por capas, que se interrelacionan a través de estándares e interfaces interoperables abiertas, agrupados en bloques funcionales, lo que permite la creación de múltiples servicios y aplicaciones de forma rápida, con independencia de la red. Figura 1.7 Capas funcionales NGN para muchos fabricantes.. 16.

(28) CAPÍTULO 1.. Estos se pueden resumir en cinco niveles de topología: • Acceso • Transporte • Control • Aplicación/Servicios • Gestión Aunque la gestión se puede pensar como un servicio más brindado por la capa de aplicación, algunas fuentes como la ITU-T y Cisco la consideran una capa aparte, que provee la supervisión en todos los niveles. 1.11 - Capa de Acceso. La capa de acceso incluye las diversas tecnologías usadas para llegar a los clientes y los equipos terminales; también la conversión de formato de información original en uno para transmitir en la red. Esta capa debe soportar los requerimientos de servicio de los usuarios finales, como QoS, seguridad y disponibilidad. Estas tecnologías pueden ser tan variadas como xDSL, sistemas de cable, e inalámbricas. La tendencia actual es aumentar el ancho de banda para cubrir las necesidades asociadas con las aplicaciones de video, multimedia y videojuegos en línea. El equipo del local del cliente, ya sea de su 17.

(29) CAPÍTULO 1. propiedad o arrendado, proporciona la adaptación entre la red de la empresa explotadora y la red o equipo del cliente. Puede tratarse de un simple teléfono, teléfonos SIP, H.323, softphones, una computadora o dispositivos inteligentes que pueden trabajar con servicios tanto de voz como de datos. Entre los dispositivos que se encuentran dentro de esta capa, están los media gateway o pasarelas de medios. Su función principal es adaptar el tráfico del cliente y de control, a la tecnología de la NGN. El componente más básico que posee este dispositivo es el Digital Signal Processor DSP, este se encarga de las funciones de conversión de las señales analógicas a digitales, los códigos de compresión de audio/video, cancelación del eco, detección de silencio, la señal de salida DTMF-Dual Tone MultiFrecuency-, y su función más importante es la traslación de la voz en paquetes para poder ser comprendidos por la red IP. Las pasarelas se interconectan con otras redes, en cuyo caso son llamadas pasarelas de red, o directamente con los equipos de usuarios finales, en cuyo caso se las denomina pasarelas de acceso. Las pasarelas interfuncionan con los componentes de la capa de servicio, usando protocolos abiertos para suministrar servicios existentes y nuevos. Son controlados por el softswitch, mediante protocolos de control de media. Estos se pueden clasificar en Trunking Media Gateway o TMG, los Access Media Gateway o AMG, también los UMG (Universal Media Gateway). Otros dispositivos son los Integrated Access Device o IAD. Pasarelas Universales de Media (UMG): proveen la función de convertir los flujos de media y señalización, de forma universal para implementar una pasarela de enlace con las funciones de señalización y acceso. Pueden conectar una variedad de dispositivos como conmutadores PSTN, PBX, redes de acceso, routers y estaciones base inalámbricas.. Pasarela de Enlace (TMG): localizada en la red del Proveedor de Servicios, actúa como una pasarela entre la red IP del operador y la RTPC basada en TDM (Time Division Multiplex). Esta provee transcodificación desde una red de voz basada en paquetes, VoIP a una red TDM. Típicamente, está bajo el 18.

(30) CAPÍTULO 1. control del Agente de Llamadas/ MGC a través de un protocolo de control de dispositivos tal como H.248 / Megaco o MGCP (Media Gateway Control Protocol).. Pasarela de Acceso (AMG): convierten la media de una red en un formato requerido por otra red. Por ejemplo los AMG pueden convertir entre los canales de llamada de una red de circuitos y los flujos de media de una red de paquetes. Se localiza en la red del Proveedor de Servicio y soporta teléfonos POTS y típicamente está bajo el control del Agente de Llamadas/Controlador de Pasarelas de Medios a través de un protocolo de control de dispositivos tal como H.248 / MEGACO o MGCP. 1.12 - Capa de Núcleo de Transporte. Proporciona el encaminamiento y conmutación general del tráfico de la red de un extremo de esta al otro. Está basada en tecnología de paquetes, generalmente IP/MPLS, y ofrece un máximo de flexibilidad y seguridad. La calidad de servicio debe garantizarse, ya que el tráfico de los clientes no debe ser afectado por perturbaciones de la calidad, tales como las demoras, las fluctuaciones y los ecos. En esta capa se encuentran los routers de núcleo. 1.13 - Capa de Control Esta capa proporciona las funciones de control de los servicios y de la red. Comprende las funciones de señalización y ruteo de las llamadas y conexiones (sesiones) en toda la red. Es responsable de implementar las llamadas de control. Una de las arquitecturas más comunes NGN, es la arquitectura Softswitch. En este nivel es donde se encuentra el Softswitch que define dicha arquitectura, este es el dispositivo de control principal en el nivel de control, mediante la combinación de hardware y software. También se le llama Controlador de Gateway de Media (MGC) o Agente de Llamada. Este tiene la función de dirigir el proceso de conmutación eficientemente, mediante el intercambio de señalización entre el MGC y las pasarelas a las que se conectan los abonados de la red, el tráfico puede ser 19.

(31) CAPÍTULO 1. voz, datos y video. De esta forma provee control de llamada y servicios inteligentes para redes de conmutación de paquetes. Un Softswitch sirve como plataforma de integración para aplicaciones e intercambio de servicios. Esta tecnología permite brindar un sistema telefónico de calidad tipo operador, con alta calidad y confiabilidad. Las interfaces de programación abiertas permiten a los fabricantes de software crear velozmente nuevos servicios basados en IP, que funcionen para ambas redes: la telefónica tradicional y la IP. De esta forma, se pueden ofrecer servicios de voz avanzados, así como nuevas aplicaciones multimedia. Separar los servicios y el control de llamadas, de la red de transporte subyacente es una característica esencial de las redes de telecomunicaciones basadas en Softswitch. Otras características de esta tecnología se mencionan a continuación: • Controlan los servicios de conexión asociados a los MG y los puntos terminales que utilizan IP como protocolo nativo. • Encaminan las llamadas en función de la señalización y de la información almacenada en la base de datos de clientes. • Poseen la capacidad para transferir el control de una llamada a otro elemento de red. • Poseen interfaces que permiten realizar funciones de gestión, como las que se conectan a los sistemas de facturación para la gestión de contabilidad. • Pueden coexistir con las redes tradicionales así como proveer los servicios de la tecnología de conmutación de paquetes. Otro dispositivo que puede estar presente en este nivel es la pasarela de señalización, aunque ya muchas veces se integra dentro del Softswitch. Es la responsable de ejecutar el establecimiento y desconexión de la llamada. Actúa como una pasarela entre la señalización del Agente de Llamadas y la RTPC basada en SS7. También puede ser utilizada como una pasarela de señalización entre diferentes dominios de operadores basada en paquetes. Esta provee traducción de señalización, por ejemplo entre SIP y SS7 o simplemente conversión de transporte de señalización, por ejemplo de SS7 sobre IP a SS7 sobre TDM.. 20.

(32) CAPÍTULO 1. 1.14 - Capa de Aplicaciones. Este nivel alberga a todos los tipos de servidores que soportan las aplicaciones y los servicios que se ofrecen en la red. Los servicios se ofrecerán a toda la red, sin importar la ubicación del usuario. Dichos servicios serán tan independientes como sea posible de la tecnología de acceso que se use. El carácter distribuido de la NGN hará posible consolidar gran parte del equipo que suministra servicios en puntos situados centralmente, en los que pueda lograrse una mayor eficiencia. Algunos ejemplos de servidores presentes en este nivel son: • Media Server, es un servidor de servicios, procesa aplicaciones multimedia como respuesta interactiva de voz, distribución de llamadas, fax bajo demanda y programas de respuesta a e-mails de forma automática. • Media Resource Server, procesa los flujos de media en los servicios básicos y nuevos. Provee la función de reproducir la señal de tono, servicio de conferencia, respuesta de voz interactiva (IVR), anuncios grabados y servicios avanzados de tono. • Feature Server, brinda servicios de valor agregado, entre ellos controlar los datos para la generación de la facturación, servicios de tarjetas para llamadas, centro de servicios. Para ello usa los recursos y los servicios localizados en los componentes del Softswitch. • Aplication Server: es el responsable de la generación y la dirección lógica de varios servicios de valor añadido, servicios de redes inteligentes. Provee plataformas innovadoras para el desarrollo servicios tripartitos a través de plataformas abiertas de programación. La aplicación del servidor es independiente del Softswitch. Este contribuye a la separación de los servicios, del control de las llamadas y es un beneficiario para la introducción de nuevos servicios. 1.15 - Capa de Gestión Esta capa proporciona las funciones de dirección empresarial, de los servicios y de la red. Permite la provisión, supervisión, recuperación y análisis del desempeño de extremo a extremo necesarios para dirigir la red. Las funciones de gestión típicamente deben proveer las siguientes posibilidades: 21.

(33) CAPÍTULO 1. 1. Gestión de Fallas (incluyendo vigilancia de alarma y supervivencia). 2. Gestión de Configuración (incluyendo dimensionamiento de red/ ingeniería de tráfico). 3. Gestión de Contabilidad (incluyendo registros de facturación). 4. Gestión de Desempeño (incluyendo muestreo/monitoreo en banda y fuera de banda). 5. Gestión de Seguridad (típicamente a todos los niveles de operación de red).. Estas capacidades de gestión de red constituyen un enorme rango de funciones y tecnologías asociadas, y pueden ser combinadas de diferentes maneras para proveer cualquier SLA (Service Level Agreement). En la arquitectura NGN muchas de estas opciones se espera sean manejadas por las llamadas interfaces AAA (Authentication, Authorization, Accounting) y las bases de datos asociadas. Otro importante aspecto de la gestión de red son las funciones OAM (Operation and Maintenance) que proporcionan la información de monitoreo de desempeño y fallas. Este sistema de hecho proporciona la información para el sistema de gestión de la red o Sistema de Soporte de Operaciones (OSS), a través de las interfaces de gestión, que pueden ser estándar o propietarias. Algunos servidores relacionados con estas funciones son: • Location Server: Maneja dinámicamente las rutas entre los Sofswitches, indica la llegada de las llamadas, asegura mayor eficiencia al simplificar el ruteo de las llamadas, evitando así que no se sobrecarguen los Softswitches y se hagan inmanejables las tablas de ruteo. • IOSS (Integrated Operation Support System), incluye dos partes, el NMS (Network Management System), que administra centralmente los componentes NGN y el sistema integrado de facturación. • RADIUS Server (Remote Autentication Dial In User Service Server): es usado para la autenticación del abonado, encriptación de contraseña, selección de servicios, filtraje. Su uso en conjunto con servidores base de datos LDAP (Lightweight Directory Access Protocol), permiten brindar servicios de AAA. • Police Server: es usado para el manejo de políticas de los usuarios tales como ACL (Access Control List), ancho de banda, tráfico, QoS. 22.

(34) CAPÍTULO 1. 1.16 - Protocolos NGN. La NGN posee un stack de protocolos bastante amplio, basados en estándares, los cuales trabajan en los diversos niveles de su arquitectura. Estos se pueden clasificar en dependencia de la función que realizan: • Protocolos de control de llamada: ISUP, SIGTRAN, BICC, SIP-T, SIP-I, H.323. • Protocolos de control de transporte: TCP, UDP, SCTP. • Protocolos de control de media: H.248, MGCP, SIP. • Protocolos de aplicaciones: PARLAY, JAIN, XML, INAP, LDAP, RADIUS. • Protocolos de Gestión: SNMP, DHCP, HTTP, TELNET. • Media: RTP, RTSP. 23.

(35) CAPÍTULO 2. CAPÍTULO 2. Estado de la NGN en Cuba y caracterización de la nueva red. Estudio del equipamiento ALCATEL para NGN. 2.1 - Evolución del modelo de red tradicional (PSTN) hacia el nuevo concepto de NGN. En la red pública conmutada PSTN cada dispositivo es conectado a las centrales de conmutación Clase 5, usando un par de hilos referidos como última milla, el teléfono es conectado a otros usando líneas troncales a través de centrales de conmutación Clase 4, cada teléfono maneja una parte de la señalización hasta que las conexiones son establecidas, luego el circuito de diálogo se habilita para la conversación entre ambas partes. Las operaciones de colgar, descolgar, intermitencia de la bocina y la emisión de tonos son parte de la señalización desde el dispositivo al conmutador. Los Tono de ocupado, Tono de repique, tono de marcado son un tipo de señalización emitida por el conmutador. El dispositivo telefónico permite el Intercambio de información entre el que llama y la persona que es llamada Figura 2.1.. Figura 2.1 La información se transmitía de forma analógica a través de pares de cables entre las centrales y los teléfonos. Entre las centrales la comunicación se realizada por medio de modulación TDM y cada llamada toma un intervalo de tiempo especial para realizarse La primera generación de Conmutadores telefónicos utilizaba un arreglo enorme de circuitos eléctricos basados en Relés para el establecimiento de las conexiones físicas para crear el establecimiento de las llamadas y en algunas ocasiones necesitaban de un operador en paralelo para ejecutar algunas funciones manuales. Este tipo de sistema de telefonía de primera generación 24.

(36) CAPÍTULO 2. (POTS) se refiere a los servicios básicos los cuales no contemplan las capacidades de caller ID y llamada en espera. Posteriormente surge la generación de conmutadores automáticos equipados con generadores de tonos, decodificadores de tono, codificador de pulso rotativo, plan de numeración y plan de cableado que mejoran las características funcionales de los conmutadores de primera generación. En los años 1970 la implementación de las tecnologías digitales llegaron a ser las más populares utilizado (TDM) Multiplexación por División de Tiempo, lo cual resolvió las limitaciones de los métodos analógicos. La primera implementación de TDM en un canal simple DS0 (8 Khz.=64 kbps) para digitalizar la voz y un bit para señalización. La Banda de señalización para este tipo de tecnología eventualmente era muy propensa a errores Figura 2.2.. Figura 2.2 La información es transmitida a través de un bus TDM y el proceso de señalización se transmite a través de señalización SS7 (Signalling Systems 7) En la generación actual los paquetes digitalizados son transportados en un solo canal DS0 mientras que la información de señalización es transmitida por medio de unos paquetes separados en la red conmutada. La señalización mas comúnmente usada es la SS7, y la carga útil es transportada sobre la red digital TDM la cual es direccionada directamente por el conmutador, de esta manera la red PSTN es conformada por la red TDM para voz y la red SS7 para señalización Figura 2.3.. 25.

(37) CAPÍTULO 2.. Figura 2.3 La nueva generación de Voz, datos, videos y fax serán implementadas utilizando tecnología IP basada en Packet Switch, dentro de esta generación se encuentra la tecnología Softswitch, en este modelo la información útil y la señalización se transporta a través del mismo paquete. 2.2 - Introducción al Softswitch. El softswitch es un dispositivo que provee control de llamada y servicios inteligentes para redes de conmutación de paquetes, además sirve como plataforma de integración para aplicaciones e intercambio de servicios. Son capaces de transportar tráfico de voz, datos y vídeo de una manera más eficiente que los equipos existentes, habilita al proveedor de servicio para soporte de nuevas aplicaciones multimedia integrando las existentes con las redes inalámbricas avanzadas para servicios de voz y datos. Además es una tecnología que utiliza estándares abiertos para crear redes integradas de última generación con gran eficiencia, en la cual la inteligencia asociada a los servicios está desligada de la infraestructura de red. El empleo de softswitch permite distribuir el hardware, simplificar la actualización de servicios y equipamiento, y disminuir costos. Las estadísticas muestran que el costo de implementación de nuevos servicios con un softswitch es cinco veces menor que en la PSTN. Precisamente la reducción de costos que introduce el uso de este dispositivo potencia su empleo como primer paso en la migración hacia las NGN “todo IP”. 26.

(38) CAPÍTULO 2. Existe un consenso en la idea de que softswitch es la tecnología adecuada para la evolución de las redes conmutadas de voz y ya muchos operadores lo emplean como tal. 2.2.1 - Concepto Softswitch: • Es un dispositivo que provee Control de llamada y servicios inteligentes para redes de conmutación de paquetes. Un Softswitch sirve como plataforma de integración para aplicaciones e intercambio de servicios. Son capaces de transportar tráfico de voz, datos y vídeo de una manera más eficiente que los equipos existentes, habilita al proveedor de servicio para soporte de nuevas aplicaciones multimedia integrando las existentes con las redes inalámbricas avanzadas para servicios de Voz y Datos. • La interconexión de las redes de circuitos y las redes conmutadas está provocando la evolución de los centros de conmutación actuales mediante la tecnología de softswitch, la cual se basa en una combinación de software y hardware que se encarga de enlazar las redes de paquetes (ATM) o IP y las redes tradicionales, las cuales desempeñan funciones de control de llamadas tales. como. conversión. de. protocolos,. autorización,. contabilidad. y. administración de operaciones. Esto significa que buscan imitar las funciones de una red de conmutación de circuitos para conectar abonados (Clase 5), interconectar múltiples centrales telefónicas (Clase 4 o tandem) y ofrecer servicios de larga distancia (Clase 3), de la misma manera como lo hacen las centrales telefónicas actuales. Además, según los fabricantes –como Nortel, Lucent, Cisco y HP– el uso de esta tecnología ayudará a los operadores a suministrar servicios nuevos y tradicionales a menor costo. • Son Dispositivos que utilizan estándares abiertos para crear redes integradas de última generación capaces de transportar voz, Vídeo y datos con gran eficiencia y en las que la inteligencia asociada a los servicios esta desligada de la infraestructura de red. • Es la pieza central en la red de telefonía IP, puede manejar inteligentemente las llamadas en la plataforma de servicio de los ISP.. 27.

(39) CAPÍTULO 2. • Es un conjunto de productos, protocolos y aplicaciones capaz de permitir que cualquier dispositivo con acceso a los servicios de Internet y servicios de telecomunicaciones sobre las redes IP. 2.2.2 - Características del Softswitch. Una característica clave del Softswitch, es su capacidad de proveer a través de la red IP un sistema telefónico tradicional, confiable y de alta calidad en todo momento. Si la confiabilidad de una red IP llega a ser inferior al nivel de la calidad de la red tradicional, simplemente el tráfico se desvía a esta última. Las interfaces de programación permitirán que los fabricantes independientes de software creen rápidamente nuevos servicios basados en IP que funcionen a través de ambas redes: la tradicional y la IP. Además los conmutadores por software permiten ofrecer servicios de voz avanzados así como nuevas aplicaciones multimedia, las cuales se caracteriza por: • Su inteligencia. La cual les permite controlar los servicios de conexión asociados a las pasarelas multimedia (Media Gateways) y los puntos terminales que utilizan IP como protocolo nativo. • La posibilidad de seleccionar los procesos. Los cuales se pueden aplicar a cada llamada. • El enrutamiento de las llamadas en función de la señalización y de la información almacenada en la base de datos de los clientes. • La capacidad para transferir el control de una llamada a otro elemento de red. • Interfaces con funciones de gestión como los sistemas de facturación y provisión. • Puede existir con las redes tradicionales de redes conmutadas así como puede proveer los servicios de la tecnología de conmutación de paquetes. • Los servicios que pueden soportar incluye Voz, Fax, vídeo, datos y nuevos servicios que serán ofrecidos en el futuro. • Los dispositivos finales incluyen teléfonos tradicionales, teléfonos IP, computadores, beepers, terminales de videos conferencia y más. • Separar los servicios y el control de llamadas, de los servicios de la red de transporte subyacente es una característica esencial de las redes basadas en 28.

(40) CAPÍTULO 2. softswitch, en función a esto los operadores pueden elegir en todas las capas de la red los mejores productos de cada categoría de distintos fabricantes. 2.2.3 - Beneficios. Los beneficios que Softswitch ofrece son: • Bajo Costo de desarrollo. • Fácil integración de redes diversas. • Mejora los servicios para el cliente lo cual reduce el tiempo para mercadear. • Mensajes unificados. • Flexibilidad al soportar el desarrollo de equipos de telefonía de gran nivel. • Mejores ingresos para los proveedores de servicios y operadores. 2.2.4 - Ventajas. • Los proveedores ganarán más control sobre la creación de servicios, en donde la verdadera guerra telefónica se peleará, y el software reducirá el costo total del servicio. • Un softswitch es generalmente 40 ó 45% menos costoso que un switch de circuitos. Debido a que los softswitches utilizan arquitectura de cómputo general en donde el precio y desempeño han mejorado considerablemente, la industria espera que esta tecnología pueda brindar aún mayores ventajas en su costo que los switches de circuitos. • Los vendedores pronostican una embestida de la industria de desarrolladores, quienes crearán servicios basados en estándares que podrán encajar en cualquier red, fácil y rápidamente. • Un softswitch puede ser distribuido por toda la red o de manera centralizada.. En redes grandes se pueden distribuir varios softswitches para administrar diferentes dominios o zonas. También se puede tener acceso a servicios desde la plataforma de manera local o desde otras regiones. Las redes más pequeñas pueden requerir. solamente dos softswitches. (para redundancia). Los. adicionales se agregan para mantener baja la latencia cuando la demanda de los clientes aumenta. Esto también permite a los carriers utilizar softswitches en 29.

(41) CAPÍTULO 2. nuevas regiones cuando construyen sus redes sin tener que comprar switches de circuitos. 2.2.5 - Tipos de Arquitecturas Softswitch. En la construcción de un Softswitch las alternativas de implementación deben basarse en las consideraciones de la Arquitectura y los cinco componentes del Softswitch. Los factores para considerar incluyen: Escalabilidad, Confiabilidad del Hardware, disponibilidad de requerimientos, requerimientos de funcionamiento, Habilidad para lograr la interconexión con múltiples protocolos y el retorno de la Inversión. Se deduce que las características funcionales manejadas por la plataforma está sujeta a los requerimientos de tráfico I/O. En vista de las consideraciones es recomendable agrupar la funcionalidad y los factores de mantenimiento, disponibilidad y crecimiento de unidades separadas e integrarla con el fin de formar el SOFTSWITCH. 2.3 - Arquitectura Funcional de una red Softswitch, sus elementos y sus relaciones. Un softswitch puede consistir en uno o más componentes, sus funciones pueden residir en un sistema o expandirse a través de varios sistemas. A continuación se mencionan los componentes más comunes que integran el softswitch: 2.3.1 - Universal Media Gateway: Dispone de varias interfaces para permitir la interconexión con otras operadoras. Características: • Capacidad de procesamiento: más de 220.000 canales VoIP • Multi-Acceso configurable • Conmutación TDM local • Interfaces: E1/T1/STM-1, FE/GE, ATM STM-1/E3 and POS STM-1/STM-4 • Protocolos: H.248, PRA, R2, SIGTRAN (M2UA, IUA, V5UA) and V5. 2.3.2 - Access Media Gateway: El Access Media Gateway (conocido comúnmente como Access Gateway) es una clase superior de Media Gateway, 30.

(42) CAPÍTULO 2. que posee las interfaces de línea (POTS, BRI ISDN, etc.) que reemplazan a las etapas de abonado de las centrales tradicionales de conmutación de circuitos. Es el equipo que permite conectar líneas de cobre para proveer el servicio de telefonía tradicional y el servicio de DSL. Hay varios tipos de Access Gateways pero unos de los tipos más importantes que han surgido en los últimos años son los conocidos como Nodos de Acceso Multiservicio MSANs (Multiservice Access Nodes), los cuales además de brindar los puertos de línea tradicionales como POTS y BRI ISDN, también soportan puertos de banda ancha como MultiADSL o SHDSL, y combinados como los puertos Combo (ADSL + POTS), capaces de ofrecer servicios Triple Play y habilitando una migración fluida del acceso a tecnologías de nueva generación. Existen también los denominados Residential Media Gateways que son pequeños Access Gateways que se instalan en los sitios de los clientes con pocas interfaces de línea, generalmente POTS. Características: • Acceso integrado de banda ancha y banda estrecha • Interfaces: FE/GE, POTS, ISDN, xDSL, etc. • Protocolos: H.248/MGCP • Soporta flujo multicast • Función de conmutación TDM local • Prueba de línea de subscriptor interna y externa. 2.3.3 - Trunking Gateways: Durante una llamada o conferencia, de audio o video, se transmiten dos flujos de datos, la señalización para establecer el llamado, y los datos de voz o video. El flujo de datos solo comienza a ser transmitido luego de que se ha establecido la conexión entre las partes. Debido a la diferencia en la forma de manejar la señalización y los datos existentes entre PSTN y VoIP, existe la necesidad de asegurar la coherencia de las comunicaciones entre ambas redes. Los Trunking Gateways son los encargados de esto. 31.

(43) CAPÍTULO 2. Flexibilidad en el despliegue de nuevos servicios Incorporando las tecnologías Voz IP Trunking Gateway activa el Internet Telephony Service Providers (ITSP) y el despliegue listo para usar y de coste bajo para redes de última generación. Actúa también como un puente de comunicaciones entre redes H.323 y SIP, asegurando el camino de migración más suave. Mejora de redes de Voz Como miembro de la familia completa de productos de redes de voz, soporta varios puertos de troncos T1/E1, y le da voz y fax a través de una red IP con capacidades de encaminamiento de la llamada inteligente. Con una única tecnología de encaminamiento de la llamada, permite a las partes que llaman operar detrás de redes con NAT-activado. El IVR (Interactive Voice Response) incluido y mejorado y la interfaz de cobro se pueden configurarse para servicios pre-pago y post-pago. Compresión de voz para líneas analógicas Comprime el tráfico de voz y lo transporta sobre un enlace serial, un enlace E1/T1 o un enlace ascendente IP 10/100BaseT. Emplea los algoritmos de compresión G.723.1, G.729 y G.711 junto con el exclusivo multiplexado TDMoIP de RAD, incluida la señalización transparente CAS. 2.3.4 - Gateways Residenciales:. Es un dispositivo ubicado en el. borde/frontera de una red, intercomunicando una red hogareña con una conexión de banda ancha. Usualmente también funcionan como routers, hub o modem brindando acceso a Internet. También pueden brindar una solución práctica para VoIP, ya que teléfonos analógicos pueden ser reciclados y usados como teléfonos IP, reduciendo costos. Usualmente, los proveedores de Internet controlan los Residencial Gateways, estos pueden ser considerado como un Media Gateway controlado por un Media Gateway Controller en una estructura cliente/servidor. Esta estructura les resulta atractiva a los proveedores, ya que les da el control que necesitan.. 32.

(44) CAPÍTULO 2. 2.3.5 - El Controlador de Pasarela (Media Gateway Controller): Es la unidad funcional del softswitch. Mantiene las normas para el procesamiento de llamadas, por medio del Media gateway y el Signalling Gateway los cuales ayudan a mejorar su operatividad. El responsable para ejecutar el establecimiento y desconexión de la llamada es Signalling Gateway. Frecuentemente esta unidad es referida como Call Agent o Media Gateway Controller. Algunas veces el Call Agent es referido como el centro operativo del Softswitch. Este componente se comunica con las otras partes del Softswitch y componentes externos usando diferentes protocolos. Requerimientos Funcionales (Media Gateway Controller, debe soportar las siguientes funciones): • Control de llamada • Protocolos de establecimiento de llamadas: H.323, SIP • Protocolos de Control de Medio: (MGCP), (MEGACO) H.248 • Control sobre la Calidad y Clase de Servicio. • Protocolo de Control (SS7): SIGTRAN (SS7 sobre IP). • Procesamiento SS7 cuando usa (SIGTRAN). • El enrutamiento incluye: -Componentes de enrutamiento: Plan de marcado local. -Translación digital soportado para IP, (FR), (ATM) y otras redes. • Detalle de las llamadas para facturación. • Control de manejo del Ancho de Banda. • Provee para el Media Gateways: -Asignación y tiempo de configuración de los recursos (DSP). -Asignación de Canal (DS0). -Transmisión de Voz (Codificación, Compresión y paquetización). • Provee para el Signaling Gateways: -Cronometro de procesos -Variantes SS7 Registro de Gatekeeper Características del Sistema del Media Gateway Controller: • (CPU) de altas capacidades con multiprocesador. • Disco de Almacenamiento usado como bitácora. • Requiere soportar una amplia variedad de protocolos. • Capacidad de redundancia para la conectividad a la red. 33.