Red de próxima generación Una alternativa para la implementación de nuevos servicios en la red de telecomunicaciones de Cuba

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(1)Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA. Red de Próxima Generación. Una alternativa para la implementación de nuevos servicios en la red de telecomunicaciones de Cuba.. Autor: Omar Alexander Guzmán Obregón. Tutores: Msc. Ing. Carlos Rodríguez López Ing. Yanko Antonio Marín Muro. Santa Clara 2007 "Año 49 de la Revolución".

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA Red de Próxima Generación. Una alternativa para la implementación de nuevos servicios en la red de telecomunicaciones de Cuba.. Autor: Omar Alexander Guzmán Obregón E-mail: [email protected] Tutores: Msc. Ing. Carlos Rodríguez López Profesor del Departamento de Telecomunicaciones Facultad de Ingeniería Eléctrica. UCLV E-mail: [email protected] Ing. Yanko Antonio Marín Muro Especialista AT ETECSA. Sancti Spiritus E-mail: ymarin@ ssp.etecsa.cu. Santa Clara 2007 "Año 49 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) i. "Si avanzo, seguidme; si me detengo, empujadme; si retrocedo, matadme". Che Guevara..

(5) ii. A mi novia Lea, a mis padres y a mis amigos..

(6) iii. Agradezco el apoyo brindado por mis tutores y por Ramón Luis, en la confección de este trabajo de diploma, por sus sabias recomendaciones y análisis. Al colectivo de trabajadores del Centro de Gestión de ETECSA en Sancti Spíritus por la ayuda, el apoyo y la preocupación, especialmente a Pilar, Aramís, Nazco, Moraima y Emilio. A mis amigos Yohán y Yoslán, por ayudarme con la búsqueda de información y a Roberto por darme buenos consejos en la elaboración. Mi familia ha sido soporte fundamental, para elaborar esta tesis..

(7) iv. TAREA TÉCNICA. Estudio de las principales tendencias para la implementación de la arquitectura de la NGN, tecnología existente, así como los principales protocolos de señalización utilizados en el mundo. Elección del equipamiento necesario y realización de la propuesta de arquitectura NGN para Cuba que incluye el proceso de migración. Proposición de nuevos servicios a implementar. Evaluación de los beneficios que ofrecerá la implementación de la NGN para ETECSA y sus clientes, que permita proponer el despliegue de esta como alternativa para la introducción de nuevos servicios de telecomunicaciones en Cuba.. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(8) v. 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 pretende hacer una propuesta viable de arquitectura NGN para Cuba y los posibles servicios a introducir en diferentes escenarios; para la optimización de la infraestructura, disminuir los gastos, simplificar la gestión, brindar más servicios y obtener una red eficiente y de última generación. Para ello se revisaron las principales tendencias en la implementación de las NGN en el mundo, siguiendo los modelos de arquitecturas propuestos por fabricantes, operadores y organismos internacionales de estandarización. Se describieron las funciones y requisitos de los dispositivos relacionados con dichas arquitecturas y los principales protocolos de señalización. Se logró establecer la propuesta de red para Cuba y los múltiples servicios que se pueden brindar, con los criterios de selección de tecnologías y las formas más viables de implementación para la situación cubana y posibles maneras de evolución. ..

(9) vi. TABLA DE CONTENIDOS. PENSAMIENTO ..................................................................¡Error! Marcador no definido. DEDICATORIA.....................................................................................................................ii AGRADECIMIENTOS ........................................................¡Error! Marcador no definido. TAREA TÉCNICA................................................................................................................iv RESUMEN..............................................................................................................................v INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1 CAPITULO 1 REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN……………………………………5 1.1. Evolución ala Red de Próxima Generación…………………………………...5 1.1.1. 1.2. Definición de NGN.............................................................................................9 Modelo de arquitectura de NGN.......................................................................11. 1.2.1. Capa de Acceso.............................................................................................15. 1.2..2. Capa de Núcleo de Transporte......................................................................17. 1.2.3. Capa de Control........................................................................................….17. 1.2.4. Capa de Aplicaciones y Servicios...........................................................….18. 1.2.5. Capa de Gestión......................................................................................….19. 1.3. Protocolos NGN................................................................................................20. 1.3.1. Familia SIGTRAN............................................................................................22. 1.3.2. Recomendación H.323......................................................................................23.

(10) vii 1.3.3. Protocolo SIP..............................................................................................…25. 1.3.3.1. SIP-I (SIP Interconnection)............................................................................27. 1.3.3.2. SIP-T (SIP Telephony)...................................................................................27. 1.3.4. H.248/MEGACO............................................................................................27. 1.4. Conclusiones Parciales .....................................................................................28. CAPÍTULO 2.. MIGRACIÓN A LA RED DE PRÓXIMA GENERACIÓN ...................29. 2.1. Estrategias para el despliegue de la NGN.........................................................29. 2.2. Requerimientos de la Arquitectura Softswitch .................................................32 2.2.1.. Pasarela de Enlace...........................................................................................34. 2.2.2.. Pasarela de Señalización.................................................................................35. 2.2.3. Pasarela de Acceso..........................................................................................35. 2.3. La Red de Transporte............................................................................................37. 2.4.. Calidad de Servicio...............................................................................................39 2.4.1 Requerimientos para brindar Calidad de Servicio...............................................40 2.4.2 Objetivos de desempeño de QoS........................................................................ 42. 2.5. 2.6. Seguridad...............................................................................................................44 2.5.1. Política de Seguridad……………………………………………………...45. 2.5.1.1. Dimensiones de Seguridad…………………………………………..........46. 2.5.1.2. Capas de Seguridad…………………………………………………….....47. 2.5.1.3. Planos de Seguridad……………………………………………………....47. Conclusiones Parciales……………………………………………………………….48. CAPÍTULO 3.. PROPUESTA DE ARQUITECTURA NGN PARA CUBA...................49. 3.1. Selección del proveedor y el equipamiento ......................................................49. 3.2. Propuesta de Arquitectura de Red. ...................................................................52.

(11) viii 3.3. Servicios............................................................................................................58. 3.3.1. Servicios de Voz ...............................................................................................58. 3.3.2. Servicios IP Centrex .........................................................................................58. 3.3.3. Servicios Multimedia........................................................................................59. 3.3.4. Servicios de Valor Añadido..............................................................................60. 3.3.5. Servicios a ofertar para la Batalla de Ideas.......................................................61. 3.4. Ventajas de la migración a NGN ......................................................................62. 3.5. Conclusiones del Capitulo ................................................................................63. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................64 Conclusiones.........................................................................¡Error! Marcador no definido. Recomendaciones ...............................................................................................................655 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...............................................................................666 GLOSARIO DE TÉRMINOS ....…………………………………………………………..71.

(12) INTRODUCCIÓN. 1. INTRODUCCIÓN. Durante mucho tiempo las redes de telecomunicaciones evolucionaron con marcadas diferencias en cuanto a los servicios ofrecidos, pues estaban estrechamente ligados a la infraestructura de red. Las principales redes eran: •. La Red. Telefónica Pública Conmutada, orientada a la telefonía fija. fundamentalmente, integrada por las centrales de conmutación de circuitos y las líneas dedicadas. En ellas, el nodo telefónico constituye el núcleo de la red y la numeración está asociada a direcciones geográficas. Con el tiempo surgió la necesidad de transportar datos sobre estas redes, para brindar conectividad a Internet en los hogares, ya sea por la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI), módem, técnicas xDSL -Digital Subscriber Line-, etc. •. Las redes inalámbricas con la telefonía móvil celular como principal exponente, y las nuevas tecnologías inalámbricas de transmisión de datos, entre las que sobresalen WiFi y WiMax.. •. Las redes de datos con Internet a la cabeza, donde la conmutación es por paquetes y el enrutamiento es dinámico basado en direcciones no geográficas.. En los últimos años de la década del noventa empezó a producirse un fenómeno de fuerte implantación de Internet a escala global, lo que trajo consigo un aumento considerable del tráfico de datos, y hacía peligrar la disponibilidad de ancho de banda. Con la generalización del protocolo IP, el desarrollo de técnicas avanzadas de digitalización de la voz, los mecanismos de control y priorización de tráfico, los protocolos de transmisión en tiempo real y las técnicas avanzadas de ruteo se logró una determinada calidad se servicio y optimización del ancho de banda para la transmisión de voz sobre IP, VoIP, o sea.

(13) INTRODUCCIÓN. 2. paquetizar la voz utilizando el protocolo IP. Desde entonces se han tratado de aglutinar todos los servicios de voz, datos, fax y video mediante una solución única basada en las redes IP. En este contexto aparece el concepto NGN, como la solución que permitirá llevar a cabo las propuestas de convergencia de forma adecuada. Esta brindará la unión de varios servicios de forma integrada usando una red de paquetes IP, ya sea mediante la convergencia vozdatos y fija-móvil. En el caso de Cuba existen diferentes redes, diferenciadas por los servicios específicos que brindan. Sobresalen la PSTN, la red móvil y la red de transmisión de datos. Los servicios de voz, datos y video implican obtener diferentes tecnologías y establecer convenios con varios proveedores. Esta situación dificulta la operación y el mantenimiento de los servicios finales incurriendo la empresa en enormes gastos al invertir mucho dinero en hardware, software y capacitación por la diversidad del equipamiento existente. Nuestro país no debe estar ajeno, a la evolución de este fenómeno, pues en un futuro esta red podría ser una alternativa para la digitalización y la informatización de la sociedad, además de una forma eficaz de introducir nuevos servicios. Para ello se han realizado algunas pruebas de campo para la implementación de la tecnología. Según lo investigado actualmente en ETECSA se encuentra funcionando un equipamiento llamado U-SYS de Huawei y otro de Ericcson. La implementación de la Next Generation Network (NGN) no solo podría resolver los problemas de diversidad de hardware al estar pensada como una plataforma multiservicios, sino que se instalarían nuevos servicios de manera rápida y a bajo costo, lo que optimizaría el ancho de banda y expandería el alcance de la red. El problema que enfrenta el presente trabajo de diploma, es si la NGN es una alternativa viable para la introducción de nuevos servicios en la red de telecomunicaciones de Cuba. Para la solución a dicho problema se hace una propuesta de arquitectura NGN para Cuba y los posibles servicios a introducir; debido a la necesidad de continuar el crecimiento de los servicios de telecomunicaciones en ETECSA y optimizar la infraestructura utilizando las tendencias actuales del mundo mediante soluciones novedosas y de bajo costo. Con la ejecución del proyecto se dan posibles soluciones a problemáticas actuales de ETECSA vinculadas con la instalación de nuevos servicios (voz, datos, video, multimedia) y.

(14) INTRODUCCIÓN. 3. propuestas de soluciones para lugares de baja densidad telefónica, facilitando la digitalización del país con tecnología de avanzada, aprovechando al máximo la infraestructura existente. Los servicios de la red NGN pueden tener un gran impacto en los proyectos de la Batalla de Ideas, como las aplicaciones médicas de multimedia, educación a distancia y la informatización de la sociedad. También es importante considerar que los fabricantes están migrando la tecnología hacia NGN, y dejarán de fabricar los equipamientos que no cumplan las especificaciones de dicha tecnología, por lo que se dejará de contar con repuestos en un futuro, haciendo ineficaz el mantenimiento de una tecnología obsoleta. Todo se hará considerando que la alternativa de Red de Próxima Generación es una solución técnica y económicamente factible, porque se aprovechan las ventajas del mundo IP, con su flexibilidad, escalabilidad y manejabilidad combinadas con la calidad y confiabilidad del sistema telefónico tradicional. Se optimiza, el empleo del ancho de banda existente en la telefonía al utilizar transporte IP y el uso de la infraestructura al soportar varios servicios. Se crearían nuevos servicios para todo tipo de clientes, con independencia del tipo de acceso y se podría incrementar notablemente la densidad telefónica utilizando la tecnología de Softswitches NGN. Entonces los objetivos de la investigación son: Objetivos Proponer una arquitectura de red para el despliegue de la Red de Próxima Generación (NGN) en ETECSA como alternativa para la introducción de nuevos servicios de telecomunicaciones en Cuba. Objetivos específicos: •. Estudiar las principales tendencias en la implementación de la tecnología NGN en el mundo.. •. Describir la arquitectura y modelo de la NGN, el equipamiento, así como los principales protocolos de señalización utilizados en esta tecnología.. •. Realizar. propuesta de arquitectura de red NGN para Cuba, utilizando el. equipamiento más viable..

(15) INTRODUCCIÓN. •. 4. Realizar propuestas de escenarios y servicios orientados al desarrollo de las telecomunicaciones.. •. Determinar los beneficios que ofrecerá la implementación de la red NGN para ETECSA y sus clientes.. Se hizo una revisión bibliográfica y búsqueda de información especializada de forma automática. Se consultaron diversas revistas y libros actualizados sobre el tema; y se emplearon las facilidades de Internet para localizar artículos especializados recientes e información sobre los proveedores del equipamiento. Para el procesamiento de la información especializada se aplicaron métodos de carácter teórico como el análisis, la síntesis y la inducción-deducción. El empleo de una investigación exploratoria brindó información sobre las tendencias que se han seguido en el mundo para la implementación de la tecnología NGN. Con las consultas a especialistas de ETECSA y de la UCLV, se complementó la información parar elaborar la propuesta de arquitectura. El trabajo consta de: CAPITULO I. Redes de Próxima Generación. En este capítulo aparecen los factores para el surgimiento de NGN, las definiciones de NGN según diferentes agentes y las arquitecturas y modelos propuestos por ellos. También una breve descripción de los dispositivos y principales protocolos de señalización implicados. CAPITULO II. Migración a la Red de Próxima Generación. En este capítulo se hace una revisión bibliográfica en cuanto a las estrategias de implementación según diferentes criterios. Requerimientos de los dispositivos de la arquitectura Softswitch y las funciones y protocolos a soportar. El backbone de transporte a utilizar. Se analizan problemas medulares como la calidad del servicio y la seguridad. Los parámetros de calidad de servicio a cumplir y la forma en que aborda este problema el grupo TISPAN y los objetivos de desempeño de la ITU-T. En cuanto a la seguridad, se mencionan algunas amenazas, posibles soluciones y una recomendación propuesta por la ITU-T. CAPITULO III. Propuesta de arquitectura NGN para Cuba. Se escoge el fabricante para la propuesta de arquitectura para Cuba, se hace la propuesta y se mencionan los posibles servicios y escenarios a desplegar en la NGN cubana. Se mencionan los beneficios de la propuesta..

(16) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. CAPÍTULO 1.. 5. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. En este capítulo se hace una descripción de las NGN - Next Generation Networks-, los factores para el surgimiento, definición, arquitectura de red y modelo, tendencia mundial y algunos dispositivos relacionados con esta red. 1.1. Evolución hacia la Red de Próxima Generación. Desde la década del noventa, se viene produciendo una revolución en el sector de las telecomunicaciones,. impulsada. por. los. avances. tecnológicos,. cambios. en. las. reglamentaciones a los operadores y la constante evolución de las demandas de los usuarios. Hacia finales del decenio los ISP -Internet Service Providers- brindaban servicio de datos para el sector empresarial y residencial, por la demanda de Internet. A medida que el tráfico de contenidos crecía, comenzaron los pronósticos de que los datos sobrepasarían la voz. La expansión de Internet por todo el mundo y la introducción de la banda ancha en el sector residencial en países desarrollados, ha tenido como consecuencia un aumento considerable del tráfico de datos, el cual hacia el año 2002 en países como Italia había sobrepasado al tráfico de voz en el backbone de Telecom Italia (Fratianni y otros, 2004). De acuerdo a Telefónica I+D (2006) el sector de las telecomunicaciones, históricamente tenía las siguientes características: •. El ancho de banda, era un bien escaso y, por tanto, caro.. •. Los servicios estaban estrechamente ligados a la infraestructura de red, de hecho, se consideraban partes indivisibles, por lo que se integraban verticalmente..

(17) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 6. Las redes públicas fueron construidas ante todo para manejar tráfico de voz. Los conmutadores de circuitos, se hicieron considerando los parámetros tradicionales de voz; particularmente las características de frecuencia y tiempo de mantenimiento de llamada, las cuales se comportan diferente al tráfico extra proveniente de Internet, y pueden saturar los conmutadores (Tekelec, 2002). Una forma de aliviar esta situación es el empleo, de ADSLAsimetric Digital Subscriber Line- en el sector residencial. Esta es una tecnología de conexión always on, el tráfico cursado de Internet se procesa en la oficina local por un DSLAM - Digital Subscriber Loop Multiplexer-. En el DSLAM el tráfico es típicamente multiplexado en una red de transporte por paquetes ATM-Asynchronous Transfer Mode- y transportado hacia un ISP. Lo descrito anteriormente, provoca que los operadores deban mantener dos redes separadas, una para datos, con conmutación por paquetes y la de la PSTN -Public Switching Telephone Network- para voz. Estas empresas históricas debían aumentar la capacidad de sus redes de transporte para hacer frente al considerable incremento de las necesidades asociadas a Internet, aunque estos servicios no aportaran ninguna cifra directa de ingresos a los propios operadores (Levy, 2002). Estas redes por conmutación de circuitos tienen las siguientes características (Telefónica, 2006): •. El equipamiento es complejo, caro y de difícil y costosa explotación.. •. La calidad de servicio se resuelve mediante la asignación y reserva de recursos específicos de red.. •. No soportan 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.. Las redes de voz son poco flexibles a la hora de implementar nuevos servicios. La conmutación y el control de la llamada están intrínsecos en el mismo hardware, localizados de forma centralizada, y poco distribuida, y normalmente fabricado con soluciones propietarias. Esta situación brinda pocas posibilidades de ampliación de acuerdo a la demanda de tráfico, debiéndose sobredimensionar, o instalar oficinas remotas, aumentando los gastos operacionales y de inversión en infraestructura. También genera mucha demora para implementar nuevos servicios..

(18) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 7. El éxito del modelo TCP/IP en Internet y el entorno empresarial y educacional, se debe en gran medida a que es utilizado como estándar, en todo tipo de servicios y aplicaciones. Internet ha pasado a ser una red pública de datos, basada en las características de flexibilidad, ubicuidad y escalabilidad de IP a la hora de implementar atractivos servicios al usuario, de forma rápida y a bajos costos. Aunque su servicio principal es el de entrega de paquetes sin conexión y con el mejor esfuerzo, necesita una fuerte vigilancia de la QoSQuality of Service-, para aplicaciones multimedia. El desarrollo de la tecnología, ha permitido la creación de potentes microprocesadores, poderosos conmutadores de paquetes altamente integrados; asimismo se ha logrado obtener tecnología óptica con un coste de ancho de banda fuertemente reducido; y nuevas tecnologías de acceso que ofrecen mayores anchos de banda a usuarios comerciales y residenciales (Estes, 2001). La creación de rápidos procesadores digitales de señales o DSP-Digital Signal Processorsque tienen aplicación inmediata en la digitalización de la voz; los mecanismos de control y priorización de tráfico, los mecanismos de transmisión en tiempo real, así como el estudio de nuevos estándares que permiten mejorar la QoS y software potentes para la compresión de voz e imagen, han permitido desarrollar la VoIP-Voice over Internet Protocol-, y por tanto la telefonía IP con altos parámetros de calidad, integrando la voz en redes de datos. Al darse esta situación ya no es justificable técnicamente la separación de la voz y los datos (Collatz, 2001). Planteamientos como el anterior han traído a colación la idea entre los fabricantes de tecnología, los operadores y los organismos internacionales de telecomunicaciones de brindar una red multiservicio basada en paquetes, que pueda transportar voz, datos, video y multimedia, independientemente de la tecnología de acceso, utilizando estándares e interfases abiertas, a esta se le llama NGN-Next Generation Network-. Para Goderis (2001) el tremendo éxito de Internet ha sido la causa de que el IP haya sido elegido como la capa multiservicio extremo a extremo. El IP hace de “puente” entre varias tecnologías diferentes de capa uno y capa dos, y proporciona una interfaz de red de capa tres común hacia los servicios y las aplicaciones, conocida como integración horizontal..

(19) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 8. Esta situación también se da en la PLMN-Public Land Mobile Network- , con paradigma de conmutación de circuitos. El crecimiento vertiginoso de la telefonía móvil, busca implementar prestaciones de Internet en este entorno. El proyecto 3GPP-Third Generation Partnership Project-, hacia el año 2002, propone brindar servicios multimedia basadas en IP , mediante el IMS-IP Multimedia Subsystem- , como núcleo de la red móvil de tercera generación. Esta idea ha evolucionado hasta ahora, para utilizarla como elemento facilitador de la convergencia de los servicios fijos y móviles de próxima generación en el marco de trabajo de la ITU-T-International Telecommunication Union y el grupo TISPANTelecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networks, del ETSI-European Standard Institute-. Entre los factores principales para la evolución hacia la NGN en los operadores como Telecom Italia están (D’Orazio, 2005): •. Gran incremento de servicios IP y tráfico de datos en el sector empresarial y residencial.. •. Necesidad de reducir los costos operacionales, Opex, en las redes troncales, racionalizando las plataformas tecnológicas, reemplazando tecnologías antiguas y concentrando el control y la supervisión en pocos lugares de forma centralizada.. •. Optimización de la infraestructura para la reducción de los Capex que son gastos por inversión de capital, invirtiendo en tecnología de punta, abiertas, y con menores costos por bit transmitido.. •. Habilitar la expansión de nuevos servicios multimedia, desarrollando un backbone con posibilidad en crecimiento y evolución en términos de capacidad y prestaciones.. Para otras compañías como Telefónica S.A de España: •. La necesidad de establecer la convergencia y compatibilidad entre las distintas redes.. •. La necesidad de compartir infraestructuras entre distintas unidades de negocio.. •. La necesidad de acelerar el proceso de creación y puesta en funcionamiento de las aplicaciones y servicios..

(20) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. •. 9. La necesidad de simplificar y unificar la gestión, la operación y el mantenimiento de los servicios.. Resumiendo: NGN es la respuesta a la necesidad de convergencia de voz y datos, de servicios fijos y móviles, de redes de circuitos y paquetes. En el caso de Cuba, ETECSA es el proveedor principal de los servicios de telecomunicaciones, pero mantiene redes separadas para los distintos servicios brindados. Por ello sería de gran interés implementar una NGN que permita mantener los servicios actuales, a menor costo, con la optimización y modernización de la tecnología y brindar otros nuevos. También una manera de digitalizar diferentes lugares del país, llevándoles múltiples servicios mediante una sola red. 1.1.1. Definición de NGN. El concepto NGN posee diferentes acercamientos. El de los organismos de estandarización de telecomunicaciones internacionales, los operadores y los fabricantes de tecnología: Para Telcordia Technologies (2002), NGN se puede pensar como una red basada en paquetes, donde la conmutación por paquetes y los elementos de transporte están lógica y físicamente separados de la inteligencia de control para llamada y servicios. Esta inteligencia es usada para soportar todos los tipos de servicios sobre la red de transporte basada en paquetes, incluyendo desde servicios básicos de telefonía hasta datos, video, multimedia, banda ancha y aplicaciones de gestión, la cual puede ser vista como otro servicio que NGN soporta. Para France Telecom (2002), NGN es una nueva arquitectura de comunicaciones donde el principio es usar tecnologías de transmisión por paquetes, las cuales estaban reservadas hasta ahora para datos, para transportar todos los varios tipos de servicios de telecomunicaciones. En adición las interfases están separadas de las distintas capas de la red de comunicaciones (transmisión, control y aplicaciones) para posibilitar una mayor evolución de la red. Finalmente, NGN usa las nuevas tecnologías de paquetes para brindar servicios de banda ancha..

(21) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 10. La definición de NGN para la ITU-T -International Telecommunication Union- según la recomendación Y.2011 del 2004: La Red de Próxima Generación es una red basada en paquetes capaz de proveer servicios de telecomunicaciones y capaz de hacer uso de las tecnologías de banda ancha y de transporte con capacidades de QoS, en la que las funciones asociadas a los servicios son independientes de las tecnologías subyacentes asociadas al transporte. Ofrece acceso no restringido a usuarios de diferentes proveedores de servicio. Soporta movilidad generalizada, que brindará ubicuidad y consistencia de los servicios. La NGN está caracterizada por los siguientes aspectos fundamentales: •. Transferencia basada en paquetes.. •. Separación de las funciones de control entre las capacidades de llamada, llamada/sesión, y aplicación/servicios.. •. Separación del servicio proporcionado, del transporte y provisión de interfaces abiertas.. •. Soporte para un amplio rango de servicios, aplicaciones y mecanismos basados en bloques de servicios (incluyendo aplicaciones en tiempo real/streaming/servicios en tiempo no real y multimedia).. •. Posibilidades de banda ancha con calidad de servicio extremo-extremo y transparencia.. •. Trabajo en conjunto con las redes tradicionales a través de interfaces abiertas.. •. Movilidad generalizada.. •. Acceso sin restricción de los usuarios a servicios de diferentes proveedores.. •. Variedad de esquemas de identificación, los cuales pueden ser resueltos a direcciones IP, con el propósito de rutear en redes IP.. •. Trabajo con un mismo perfil de servicio para un usuario a través de toda la red.. •. Convergencia de servicios fijos y móviles.. •. Independencia de las funciones asociadas a los servicios de las tecnologías de transporte subyacentes..

(22) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 11. •. Soporte a múltiples tecnologías de acceso de última milla.. •. Cumplimiento de todos los requerimientos regulatorios, por ejemplo los concernientes a comunicaciones de emergencia y seguridad/privacidad etc.. Para Uebele (2001), las interfaces abiertas de cada nivel de red permiten al operador seleccionar lo mejor de cada fabricante para cada nivel. El transporte basado en paquetes permite un dimensionado flexible del ancho de banda, eliminar la necesidad de grupos de enlaces de tamaño fijo para la voz, y de este modo facilitar la gestión de las estructuras de red. 1.2. 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 (Cisco, 2007). El modelo NGN de la ITU-T, tiene dos componentes fundamentales, el Estrato de Servicio y el Estrato de Transporte (Anías y Baluja, 2006). Ver figura 1.2.2. 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..

(23) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 12. Figura 1.2.1 Modelo NGN para ITU-T 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:.

(24) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 13. •. 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 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.. Figura 1.2.2 Modelo NGN propuesto por TISPAN..

(25) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 14. 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 1.2.3 Capas funcionales NGN para muchos fabricantes. 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..

(26) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 1.2.1. 15. 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 (AT&T, 2003). 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 propiedad o arrendado, proporciona la adaptación entre la red de la empresa explotadora y la red o equipo del cliente (CITEL, 2006). 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 (Citel, 2006). 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 (Ríos y García, 2005). 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 Trunk 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..

(27) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 16. 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 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- (Ríos y García, 2005). 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. 1.2.2. 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. 1.2.3. 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 (Cisco, 2007). 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..

(28) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 17. 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 (Seoane, 2005), el tráfico puede ser 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 (Ríos y García, 2005). 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 (Baluja y Núñez, 2006): •. 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.

(29) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 18. 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. 1.2.4. 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. (CITEL, 2006) Algunos ejemplos de servidores presentes en este nivel son (Ríos y García, 2005): •. 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..

(30) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 1.2.5. 19. 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 (Cisco, 2007): 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..

(31) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. •. 20. 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 ACLAccess Control List, ancho de banda, tráfico, QoS.. 1.3. 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.

(32) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 21. Figura 1.3.1 Ejemplo de stack de protocolos para VoIP en NGN Los protocolos fundamentales en la Arquitectura Softswitch de NGN lo constituyen los protocolos de control de media y señalización H.248 o MEGACO, MGCP-Media Gateway Control Protocol-, la familia de protocolos H.323 y el protocolo SIP. Estos protocolos utilizan como transporte a TCP-Transport Control Protocol- y UDP-User Datagram Protocol-. Para calidad de servicio se utiliza fundamentalmente DiffServ-Diffenciated Services- y RTCP-Real Time Control Protocol- para control de la transmisión de contenidos en tiempo real, el cual trabaja en conjunto con el RTP-Real Time Protocol- que provee soporte para transporte de datos en tiempo real como audio y video. También RTSP-Real Time Streaming Protocol. Estos protocolos utilizan como protocolos de transporte a UDP. Para el envío de información multimedia, en la red IP se utiliza la compresión mediante códecs estandarizados como el G.711, G.729, G.723 etc para voz y H.261, H.263, H.264 etc., para video, sobre RTP y este a su vez sobre UDP. Ver Figura 1.3.2.

(33) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 22. Figura 1.3.2 Ejemplo de encapsulación de protocolos. El protocolo general de la capa de red es el IP. Existen otros protocolos de señalización utilizados entre diferentes dispositivos de la arquitectura NGN. Para la comunicación entre MGC se pueden utilizar también el BICCBearer Independent Call Control- y la familia SIGTRAN, para el transporte de señalización entre la PSTN y las redes IP, a través del SG-Signalling Gateway-. También están los protocolos de gestión con el SNMP fundamentalmente y los de aplicaciones como PARLAY, JAIN, XML, RADIUS, DIAMETER entre otros.. 1.3.1. Familia SIGTRAN. SIGTRAN -SIGnalling TRANsport- es una familia de protocolos desarrollada por el IETF Transport Working Group, como parte de los protocolos NGN para transportar señalización sobre las redes basadas en IP. Está diseñado para transportar tráfico de señalización como los de la ISDN, SS7 y V5 sobre redes IP; fundamentalmente entre el SGW y el MGC. SIGTRAN está compuesto por el SCTP-Stream Control Transmission Protocol-. o. Protocolo de Control de Transmisión de Flujo, para el transporte y las User Adaption Layers (UA) para cada protocolo de señalización transportado sobre IP. Las capas estandarizadas de adaptación de usuarios incluyen: IUA, DUA, M2UA, M3UA, SUA, M2PA, V5UA. (Netbricks, 2007)..

(34) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 23. Figura 1.3.1.1 Encapsulación de protocolos CCSS7 sobre IP utilizando SIGTRAN.. Figura 1.3.1.2 Stack de protocolos de transporte de señalización sobre IP, SIGTRAN. 1.3.2. Recomendación H.323. La recomendación H.323 fue desarrollada por la UIT-T, para implementar un estándar para las comunicaciones multimedia a través de redes IP sin garantía de calidad de servicio. Brinda servicios de voz, datos y video. Utiliza una arquitectura distribuida. Define las diferentes entidades que hacen posible estas comunicaciones multimedia: endpoints, gateways, unidades de conferencia multipunto (MCU) y Gatekeepers, así como sus interacciones..

(35) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 24. Figura 1.3.2.1 Stack de protocolos H.323. Para el control y gestión de terminales utiliza los siguientes protocolos, según Saltiel y Hernández (2005) y CITEL (2006): •. Utiliza las recomendaciones H.225.0 (Q.931) para la señalización de llamada, esta permite establecer y liberar conexiones entre los puntos terminales.. •. H.225 RAS (Registro, Admisión y Control): La señalización RAS se usa entre los terminales H.323 y el Gatekeeper que los controla. RAS permite a un Gatekeeper controlar los terminales que se encuentran en su zona. Los mensajes RAS se usan para actualizar la tabla de traducción del Gatekeeper, garantizando así un control de acceso seguro.. •. H.245 para el establecimiento de canales RTP/RTCP entre llamadas, que posibilitan la transferencia de datos multimedia y el control de dicha transferencia. También permite el intercambio de capacidades multimedia para asegurar una transmisión. Utiliza TCP para el transporte. •. Otras recomendaciones son H.255 para la negociación de capacidades de los clientes finales, H.235 para la autentificación de los usuarios con el Gatekeeper y la encriptación de datos. H.246 para el interfuncionamiento con los servicios conmutados; y la serie H.450.X para servicios suplementarios de telefonía..

(36) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 25. Para la transmisión de contenidos en tiempo real utiliza los códecs G.711, G.723.1 y G.729 y otros. Para video H.261, H.263 etc. Todo este flujo de media se transmite con RTP y se controla con RTCP. El protocolo de transporte utilizado es el UDP. Para los datos utiliza la serie T.120, V.150 y T.38, los protocolos de transporte utilizados son TCP y UDP. El elemento fundamental de esta recomendación es el Gatekeeper, el cual es la unidad central de control que gestiona las prestaciones en una red de Voz o Fax sobre IP, o de aplicaciones multimedia y de videoconferencia. Los Gatekeepers proporcionan la inteligencia de red, incluyendo servicios de resolución de direcciones, autorización, autenticación, registro de los detalles de las llamadas para tarificar y comunicación con el sistema de gestión de la red. También monitorean la red para permitir su gestión en tiempo real, el balance de carga y el control del ancho de banda utilizado. Es el elemento básico a considerar a la hora de introducir servicios suplementarios. Los terminales pueden ser teléfonos H.323 y softphones en una computadora etc. El MCU- Multipoint Control Unit- es un terminal que soporta conferencias entre tres o más terminales. Se puede tratar de un equipo independiente o puede estar integrado a una Pasarela, a un Gatekeeper o a un Terminal. 1.3.3. Protocolo SIP. El protocolo SIP-Session Innitiation Protocol-, fue desarrollado por el IETF para el control de la señalización, el cual permite crear, modificar y finalizar sesiones multimedia entre pares, con uno o más participantes, siguiendo el modelo cliente –servidor. Está especificado actualmente en el RFC 3261. Los mensajes SIP (Cisco, 2007), transportan la información de los servicios proporcionados, codificados dentro del SDP-Session Description Protocol-, en una manera análoga a los mensajes de correo electrónico convencionales, por lo que es muy flexible para soportar un amplio rango de servicios multimedia como conferencias, juegos interactivos, video en demanda y aplicaciones de voz. La localización de los servidores se hace vía DNS- Domain Name Service-..

(37) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 26. El SIP permite la movilidad de los usuarios, representando y redirigiendo los pedidos a la ubicación en ese momento del usuario, mediante los servicios de proxy y redirección. Los usuarios pueden registrar su ubicación vigente. El SIP no está ligado a ningún protocolo determinado de control de conferencias. Está diseñado para ser independiente del protocolo de transporte de capa inferior, y puede extenderse con capacidades adicionales. (Citel, 2006) El llamante y el llamado se identifican mediante direcciones SIP, parecidas a las de URLUniversal Resource Locator- “mailto” o “telnet”, o sea, usuario@anfitrión. La parte usuario es el nombre del usuario o un número telefónico. La parte anfitrión es el nombre de un dominio o una dirección numérica de red. Las sesiones SIP utilizan cuatro componentes principales cuyos nombres y funciones se mencionan a continuación (Saltiel y Hernández, 2005): •. SIP User Agents (UAs): Estos son los dispositivos finales, como por ejemplo, teléfonos celulares, terminales multimedia, computadoras, PDA-Personal Digital Assistant-, etc.,usados para crear y manejar una sesión SIP. El cliente del Agente Usuario es quien inicia el servicio y el Servidor del Agente Usuario es quien responde a él.. •. SIP Registrar Servers: Son las bases de datos que tienen la ubicación de todos los Agentes Usuarios dentro de un dominio. En el intercambio de mensajes SIP estos servidores obtienen y envían las direcciones IP y otras informaciones necesarias a partir del servidor Proxy.. •. SIP Proxy Servers: acepta solicitudes de sesión hechas por Agentes Usuarios SIP e interroga al Servidor SIP Registrar para obtener la información de encaminamiento del Agente Usuario de destino. Envía la invitación de sesión al Agente Usuario destino si está ubicado en el mismo dominio o al Servidor Proxy si el Agente Usuario está ubicado en otro dominio.. •. SIP Redirect Servers: Permiten al servidor Proxy dirigir invitaciones a sesiones SIP hacia dominios externos. Pueden residir en el mismo hardware de los SIP Registrar Servers y de los SIP Proxy Servers..

(38) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 27. 1.3.3.1 SIP-I (SIP Interconnection) Este protocolo está especificado en la recomendación Q.1912.5 de la UIT-T, la cual define el interfuncionamiento entre el protocolo BICC o el ISUP y el protocolo SIP. Su principal uso es la interconexión entre MGC, para llamadas originadas en el dominio de un MGC con destino al dominio de otro MGC. Esto se garantiza, transportando los mensajes ISUP provenientes de la PSTN de forma transparente, encapsulando estos mensajes en la carga útil de los mensajes SIP, intercambiados entre dichos MGC. 1.3.3.2 SIP-T (SIP Telephony) Según Saltiel y Hernández (2005) este se utiliza para el interfuncionamiento entre la PSTN y redes SIP, cuya finalidad es la de asegurar un nivel de consistencia en las implementaciones que permita que los servicios telefónicos tradicionales establecidos con protocolos PSTN puedan ser brindados de forma transparente sobre redes SIP sin debilitar la flexibilidad del protocolo SIP. 1.3.4. Protocolo H.248/ MEGACO. MEGACO/H.248 es una derivación lógica del protocolo MGCP, con mayores funcionalidades, como el soporte de servicios multimedia y de conferencia multipunto, utilización como transporte a TCP o UDP y mejoras en la seguridad. Este protocolo es el resultado del trabajo desarrollado entre el IETF y el ITU-T para el control de las pasarelas de medios. Se utiliza para la señalización de control del MGC sobre los MGW, para el establecimiento de llamadas de voz fundamentalmente, entre redes IP o PSTN-IP. La arquitectura que utiliza este protocolo es del tipo maestro-esclavo, siendo el MGC el agente que controla todas las pasarelas dentro de su área. El modelo de conexión para el protocolo MEGACO describe las entidades lógicas dentro de las MGW que pueden ser controlados por el MGC. El protocolo utiliza comandos que permiten controlar las propiedades de contextos y terminaciones. Las terminaciones son la fuente o el destino de trenes de información a ambos lados de las pasarelas de media, estos se intercambian de forma unidireccional o bidireccional. Los contextos son asociaciones de terminaciones que el MGC y el MGW utilizan para establecer, mantener y liberar llamadas de VoIP..

(39) CAPÍTULO 1. REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 28. Figura 1.3.4.1 Relación de H.248 con otros protocolos. 1.4. Conclusiones Parciales. Como se pudo apreciar en este capítulo, varios motivos llevaron al desarrollo de la NGN. Para ello existen diferentes acercamientos en cuanto a los modelos de arquitectura, y definiciones de NGN sobresaliendo los de los fabricantes y los organismos de telecomunicaciones. A partir de algunos modelos, se hizo una breve explicación de las funciones de las capas de arquitectura y los dispositivos asociados a dichas capas, fundamentales para comprender dicha red. También los principales estándares de protocolos, imprescindibles en el funcionamiento de los niveles de arquitectura y los servicios..

(40) CAPÍTULO 2. MIGRACIÓN A LA RED DE PRÓXIMA GENERACIÓN. CAPÍTULO 2.. 29. MIGRACIÓN A LA RED DE PRÓXIMA GENERACIÓN. En este capítulo se analizan algunas formas de implementar una NGN, estrategias de despliegue,. requerimientos. funcionales,. el. equipamiento. necesario.. Requisitos. fundamentales a cumplir en la elección de los dispositivos implicados en los diferentes niveles y las prestaciones que deben soportar. Temas tan importantes como la QoS y la seguridad se abordan desde diferentes perspectivas, se destacan los requerimientos básicos a cumplir y se brindan algunas formas de abordar estos temas.. 2.1. Estrategias para el despliegue de la NGN. El mundo ha ido migrando hacia las NGN, desde algunos años existen las tecnologías necesarias para el despliegue efectivo de estas redes, así como las coyunturas comerciales para implementarlas. En muchos países como Italia, Francia, Corea del Sur, Singapur, China, España, Gran Bretaña, Estados Unidos y otros es una realidad la introducción de nuevos servicios por parte de sus operadores principales de telecomunicaciones. ETECSA está inmersa en planes de introducción de estas redes como parte del desarrollo progresivo de la digitalización e informatización del país. Con la introducción de estas redes se daría solución a algunos problemas de expansión de los servicios de telecomunicaciones de forma integrada, a diferentes localidades. También proporcionaría una red de avanzada, más distribuida, fácil de gestionar y con posibilidad de desplegar nuevos servicios disminuyendo los gastos operacionales y por inversión de capitales. Para Uebele (2001) y Williamson (2005) a la hora de implementar una NGN, debe tenerse en cuenta, la infraestructura existente y en base a esta, elaborar los planes de migración, que permitan aprovechar en lo posible, los recursos invertidos anteriormente..

(41) CAPÍTULO 2. MIGRACIÓN A LA RED DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 30. Como se vio en el capítulo anterior, existen varios modelos NGN de grupos de normalización, los cuales tienen sus similitudes y diferencias. Tomando por ejemplo el Release 1 de TISPAN, el cual posee varios subsistemas de servicios, entre los que se encuentra el IMS y el PES y los subsistemas de streaming y difusión de contenidos; existen varios operadores de países desarrollados que brindan algunos de los servicios presentes en estos subsistemas, como una forma de obtener mayores ganancias con atractivos servicios de ocio, captar nuevos usuarios, mantener los de antes y disminuir los gastos. El mercado donde se mueven estas compañías es generalmente muy competitivo, por ello la puesta a punto de nuevas aplicaciones resulta vital. Para Telecom. Regulatory of India (2006) existen dos estrategias para implementar una NGN: •. La estrategia de reemplazo, la cual consiste en reemplazar el equipamiento PSTN, en el núcleo de la red para brindar más capacidad o en la periferia de la red para proveer servicios avanzados a los usuarios.. •. La estrategia de red superpuesta, donde la red NGN integra redes de circuitos y paquetes. La nueva red de paquetes ofrece nuevos servicios mientras la red de circuitos sigue brindando servicios básicos de telefonía. Las dos redes se interconectan mediante pasarelas.. Con la primera estrategia se identifican algunos operadores del mundo, como British Telecom., los cuales planean sustituir casi completamente los conmutadores de circuitos y migrar la telefonía a conmutación por paquetes y brindar una telefonía multimedia mediante acceso de banda ancha. Para ello se piensa utilizar el IMS, como núcleo de esta solución, junto a otros servicios, como VoD-Video on Demand o IPTV-IP Television- en el período 2005-2008. Esta situación se da en otros países, donde existe una alta competencia entre los operadores clásicos de telecomunicaciones, los ISP y compañías de televisión y otros servicios por cable. En el caso de Cuba, como en otros países subdesarrollados lo más recomendable es mantener la PSTN y establecer una NGN superpuesta para brindar nuevos servicios y digitalizar con tecnología totalmente NGN en aquellos lugares donde no se ha realizado la digitalización. Con esta política se logra una transición suave, a la vez que se resolverían.

(42) CAPÍTULO 2. MIGRACIÓN A LA RED DE PRÓXIMA GENERACIÓN. 31. problemas de conectividad, aunque las inversiones que se hagan deben prever en un futuro, el reemplazo de la conmutación por circuitos, que es una de las finalidades de la migración. Por lo tanto se deben mantener en el período de transición las redes de conmutación por circuitos para los servicios de voz, que casi en ningún país es factible desmontar, por los enormes gastos que esto conllevaría teniendo en cuenta que para servicios telefónicos, estas tienen gran confiabilidad. En países en desarrollo, la introducción de una NGN mediante tecnología softswitch es una buena alternativa para poner nuevos servicios en práctica, mantener los existentes y optimizar recursos, con la convergencia de la voz y los datos, será por tanto de vital importancia asegurar unas cotas de fiabilidad y disponibilidad para estas redes, cuanto menos, similares a las disponibles en la red de voz tradicional (García, 2006). Como se vio en el capítulo anterior la arquitectura Softswitch NGN, posee varios dispositivos y protocolos asociados a cada nivel, según las funciones que realizan. Poner en marcha este tipo de red significa desplegar: •. El Softswitch que realiza el control de las llamadas y la señalización.. •. Las pasarelas de enlace, acceso, de señalización y servidores de media asociados.. •. La plataforma de gestión integrada y la plataforma de servicios y aplicaciones para todos los servicios.. Para que la introducción se realice de forma adecuada y que responda a un diseño de red eficiente y racional es requisito fundamental garantizar dos aspectos fundamentales (Seoane, 2005): 1. Disponer de una red de transporte que brinde los mayores niveles de seguridad y confiabilidad para la conducción de las señales de control. 2. Habilitar en los MGC y las MGW de la red los mecanismos de defensa que permitan mantener el servicio en caso de interrupción en los MGC. Para ello según Telefónica I +D (2005) y COPACO (2006) deben poseer las características siguientes:.

(43) CAPÍTULO 2. MIGRACIÓN A LA RED DE PRÓXIMA GENERACIÓN. •. 32. Los sistemas de transmisión serán de última generación y basados en tecnologías ópticas WDM -Wavelength Division Multiplexing-.. •. Los elementos de conmutación serán de tipo Gigabit Switch-Router (GSR) o Terabit Switch-Router (TSR), conformando una red IPv4/IPv6 con soporte de MPLS.. •. Se dispondrá de una política de calidad de servicio efectiva y totalmente operativa.. •. Se dispondrá de una política de seguridad tanto a nivel de red como de cliente, que proteja la red de diferentes ataques que afecten la continuidad del servicio.. •. Se desarrollará una estructura de red escalable que permita evoluciones futuras de forma gradual.. •. Se incorporarán técnicas eficaces, en el entorno de equipo y sistema, que aseguren unas cotas de fiabilidad y disponibilidad adecuadas, preferiblemente con una disponibilidad de 99.999%.. •. Gestión integrada de todos los elementos, mediante el monitoreo de equipos y nodos que componen la red multiservicio. Gestión de alarmas, tráfico y servicios de la red NGN.. 2.2. Requerimientos de la Arquitectura Softswitch. Los MGC normalmente se despliegan en parejas, dentro de un mismo Softswitch (módulos de tarjetas primaria y secundaria), en una configuración activo-pasivo, existiendo un MGC primario, que puede cambiar al régimen de reserva, para brindar redundancia. Esta configuración , debe presentar una dirección IP única para el resto de la red, de modo que en caso de una conmutación de primario a reserva, se haga de manera transparente a las pasarelas y otros terminales IP, asegurando la continuidad de los servicios (Metaswitch, 2005). Otras implementaciones típicas son las de doble ubicación o dual home, donde los Softswitches ubicados en sedes geográficas diferentes poseen bajo su mando a varias pasarelas. Las pasarelas, ven a un Softswitch como activo y al otro como reserva. Los Softswitches todo el tiempo se comunican entre ellos y con las pasarelas. En caso de fallar.