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215005_2DIPLOMADO DE PROFUNDIZACION EN REDES DE NUEVA GENERACION

Fase 3 – Decidir e inicio a la realización del proyecto

Luis Gabriel Martínez González Código 79836056

GONZALO MEDINA/ DIRECTOR – TUTOR

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingenierías Tecnología en Gestión de Redes Bogotá, 17 Mayo 2017

1. Apoyándose de imágenes, explique: A. Modelo funcional de una red de nueva generación: Se comienza definiendo las NGN como un modelo de arquitectura de redes de referenciaque permite desarrollar toda la gama de servicios IPmultimedia de nueva generación, cuya función principal es la de generar una evolución para pasar de unos sistemasde telecomunicación a otros. Es decir, debido a su separación formal en diferentes capas y planos y al uso de interfaces abiertas, ofrece a los proveedores de servicios y a los operadores, una plataforma que puede evolucionar paso a paso para crear, instalar y administrar servicios innovadores. Es un modelo de arquitectura de redes de referencia que permite desarrollar toda la gama de servicios IP multimedia de nueva generación.

Imagen 1 Jerarquía de Servicios NGN. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Jerarquiangn.jpg

CARACTERISITICAS DE LA ARQUITECTURA FUNCIONAL DE LAS NGN:

Imagen 2 Modelo de Capas de la Arquitectura NGN http://redesmultiservicios.weebly.com/uploads/1/8/1/5/18153429/6437849.png?484

Capas de NGN: 1. Capa de Acceso: Combina todas las tecnologías de acceso, tales como: TPBC, RDSI, GSM/UMTS, HFC, LMDS, ADSL, etc. También, Incluye las tecnologías para conectar los clientes finales: 

CSCF (Call Session Control Function).Las funciones de registro, control de sesiones con protocolo SIP, e interacción con los Servidores de Aplicaciones las lleva a cabo el CSCF, que equivale a un SIP Proxy Server. Se divide en los siguientes tres elementos funcionales



P-CSCF (Proxy CSCF). El primer contacto con la red IMS es el P-CSCF. Cuando el usuario dispone de una dirección IP (gracias al nivel de Transporte IMS) este dispositivo determina qué CSCF le será servido, comunicándose con el I-CSCF. Realiza funciones de autorización de los recursos de red para garantizar la Calidad de Servicio contratada, la

monitorización de dichos recursos de red, la compresión de cabeceras, y la identificación de los I-CSCF. 

I-CSCF (Interrogating CSCF). Este dispositivo consulta al HSS, usando protocolo Diameter, para recuperar la localización del usuario y asignarle un S-CSCF. La petición SIP es redirigida entonces a este S-CSCF. Además se realizan funciones de facturación, generándose los Charging Data Records (CDR).



S-CSCF (Serving CSCF). Este es el dispositivo central del plano de control. Lleva a cabo el registro de sesiones SIP, autenticación de usuarios y control de sesiones SIP. Usa protocolo diameter para consultar al HSS y extraer perfiles de usuario. En una red de proveedor puede haber diferentes SCSCF con diferentes funcionalidades. Mantienen el estado de la sesión según los servicios que se soporten y pasa el control a los Servidores de Aplicaciones. Además redirige las llamadas hacia la PSTN cuando se requiera, invocando a los dispositivos BGFC, MGCP y MGW.



HSS (Home Subscriber Service). Es una base de datos que contiene los perfiles de suscripción de los usuarios, datos identificativos, localización, frecuentemente consultada por S-CSCF, I-CSCF y Servidores de aplicaciones. Es una evolución del HLR en GSM con funcionalidades añadidas para soportar Servicios IP multimedia.



AS (Application Server). En los Servidores de Aplicaciones residen y se ejecutan los servicios. Algunos ejemplos de aplicaciones son el correo de voz, los servicios de prepago, la mensajería unificada, el Push To Talk sobre las redes celulares, etc. Para aquellos servicios en los que se necesitan capacidades especiales, como voz o vídeo, el AS invoca a los MRFC/MRFP apropiados.



BGCF (Breakout Gateway Control Function).Selecciona la red sobre la que se hará la conexión a la PSTN. Redirige la llamada SIP a otro BGCF para procesamiento posterior o al MGCF para proporcionar la conectividad conla PSTN. Es parte de la arquitectura de interfuncionamiento con las redes de conmutación de circuitos.



MGCF (Media Gateway Control Function).Dentro de la arquitectura de interfuncionamiento con las redes de conmutación de circuitos el MGCF realiza las funciones del plano de control. En concreto controla a los MGW para enviar y recibir llamadas a/desde la PSTN. Utiliza para ello protocolo SIP entre el BGCF y H.248 (Media Gateway Control) con los MGW.



MGW (Media Gateway). Llevan a cabo el procesamiento requerido para dar compatibilidad con redes de conmutación de circuitos, tales como la PSTN MRFC (Multimedia Resource Function Controller).Este dispositivo control al MRFP para proveer el procesamiento multimedia requerido por los Servidores de Aplicaciones. Utiliza protocolo SIP para comunicarse con éstos y H.248 con el MRFP.





MRFP (Multimedia Resource Function Processor).Realiza el procesamiento multimedia propiamente dicho para los Servidores de aplicaciones. Aplicaciones de voz y vídeo requieren de estas funcionalidades

2. Capa de Transporte:Red troncal y las tecnologías de transporte. Es una red troncal IP. En la actualidad: MPLS. La función de la capa de transporte es proporcionar conectividad para todos los componentes y funciones físicamente separadas dentro de la NGN. Así, la capa del transporte proporcionará conectividad IP para los equipos de usuario final que se encuentren fuera y dentro del NGN. También es responsable de proporcionar QoS extremo a extremo, la cual es una característica deseable del NGN. Físicamente, la capa del transporte se divide en redes de acceso y núcleo de red, con una función de enlace entre las dos partes. Las funciones de la capa de transporte son:     

Funciones de acceso (Access functions). Funciones de transporte de acceso (Access transport functions). Funciones de borde (Edge functions). Funciones de transporte en el núcleo (Core transport functions). Funciones de control de acceso a la red (Network attachment control functions).  Funciones de control de recursos y de admisión (Resource and admission control functions).  H Funciones de transporte del perfil de usuario (Transport user profiles functions).

 Funciones de entrada (Gateway functions).  Funciones de manejo del medio (Media handling functions). 3. Capa de Control: Controla la gestión de llamadas. Comprende los equipos que manejan la señalización (SG, Signaling Gateway) y el procesamiento de llamadas (MGC, Media Gateway Controller). El MGC es llamado también Softswitch, Servidor de Llamadas o Agente de Llamadas. 4. Capa de Servicio: Es la responsable del OSS/BSS (Operations/Business Support Systems). Se prestarán servicios mejorados a los usuarios con la ayuda de Servidores de Aplicaciones. Se puede introducir cualquier servicio en cualquier momento con la ayuda del Servidor, sin modificar el control, el transporte o el acceso. Incluye equipamiento para proporcionar los servicios y aplicaciones a la red. Algunas de sus características son:  Los servicios deben ser independientes de la tecnología a utilizar.  Se colocan generalmente de forma centralizada a fin de lograr mayor eficiencia.  Los tipos de servicios deben abarcar los ya existentes y además una gama de servicios  de datos y servicios de multimedia en cualquier combinación posible 5. Capa de Gestión: Se extiende sobre todas las otras capas, integrando todos los equipos de gestión. 

Ventajas :

• •



Gestión y tarificación común para todos los servicios. Más económico para el usuario y para el operador.

Desventajas :

•

Favorece una arquitectura monopolista.

B. Diferencias entre la red de nueva generación y la red de datos tradicional.

Imagen 3Diferencias entre la red de nueva generación y la red de datos tradicional. http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/gilberto/redes/NGN.pdf

REDES CLASICAS En una red clásica con tráfico de aplicaciones de datos y de valor agregado como la voz o el video, existe una frontera definida que separa dos dominios diferentes: • Dominio de sistemas TDM • Dominio de sistemas IP

REDES DE NUEVA GENERACION Los sistemas IP constituyen el grupo de centrales de conmutación que también agregan tráfico desde los abonados cuyo elemento básico es el paquete de datos hacia el resto de las etapas en lo que es conocido como capa de transporte.

Los sistemas TDM constituyen el grupo de centrales de conmutación que agregan tráfico desde los abonados hacia el resto de las etapas

En las NGN existe un único elemento básico que es el paquete de información y todo el sistema está diseñado para su administración, acceso, transporte y conmutación de extremo a extremo y basado en una única tecnología. EL sistema NGN está concebido para tratar tanto sea paquetes de voz, como de datos o de video en forma totalmente transparente en una arquitectura única de extremo a extremo.

Las redes clásicas se tienen algunos servicios pero cada sistema que lo compone maneja una arquitectura propia e independiente, que impide el tratamiento y administración global de la información de extremo a extremo.

C. Características de las redes de nueva generación.

Imagen 4 Características de las Redes de nueva generación. http://redesmultiservicios.weebly.com/

         

Características de NGN Red multiservicios capaz de apoyar la voz, datos y vídeo. Red con un plano del control (señalización, control) se separó del plano del transporte/de la conmutación. Red con interfaces abiertas entre el transporte, el control y los usos de estándares. Red usando tecnología en modo de paquete al transporte (IP) para toda clase de información. Red con QoS garantizado para diversos tipos y SLAs del tráfico y niveles de prioridad para datos como el video y la voz. Encadenamiento fluido de servicios Todos los servicios en cualquier acceso Una red para cualquier servicio Estructura de gestión unificada Perfil único de usuario

2. ¿Cuál es la importancia de la banda ancha para las redes de nueva generación? Se inicia afirmando, que las NGN están basadas en el envío de paquetes capaces de trabajar con servicios integrados, en los que se incluyen las tradicionales conexiones telefónicas, y de aprovechar en su totalidad el ancho de banda del canal. Para ello, se sirve de las Tecnologías de Calidad del Servicio que, además, permiten que el transporte tenga lugar de forma totalmente independiente en relación con el resto de infraestructuras. Por otro lado, se define Banda ancha como un sistema de conexión a Internet y de transmisión de datos. Es decir,como un medio de transmisión de gran capacidad de información, que permite la conexión de varias redes en un único cable. En consecuencia, la importancia de la banda ancha para el desarrollo de las redes NGN es fundamental ya que este tipo de conexiones permite realizar transmisión de voz, datos y video a través de Internet a altas velocidades, facilitando el desarrollo pleno de las redes multiservicios con calidad de servicio QoS, facilitando totalmente la gestión de los servicios integrados dentro las redes NGN (voz,datos,video). ¿Cuál es el reto de los proveedores de servicios de telecomunicaciones? Se inicia definiendodentro del componente de producción de servicios TIC los servicios y redes de telecomunicaciones, como: serviciosde telefonía fija, móvil, transmisión de datos, internet, correos y postales, radio y televisión, entre otros. Por tanto, el reto de los proveedores de servicios frente a las NGN en Colombia es grandepor las condiciones del mercado de este tipo de servicios,tanto en Colombia como en el resto del mundo. Es decir, deben ofrecerproductos de voz en un ambiente convergente que facilitela interacción con nuevos servicios multimedia yque permita migrar aquellas redes que por su antigüedad demandanaltos costos operativos y no permiten optimizarrecursos. Sin embargo, es un proceso de migración gradual que estáen sus primeras fases y que busca un balance entre lasnecesidades comerciales y tecnológicas, con costos deinversión aceptables y enmarcados en una arquitecturaabierta basada en estándares de la industria. No obstante, las soluciones de red debenobedecer a múltiples factores, tales como las necesidadescomerciales, condiciones de red actuales y loscostos de inversión, por lo cual, los proveedores de servicios de telecomunicaciones en el país no tienen prevista una arquitectura de red única. Por ejemplo la ETB, partió su evolución basado enuna arquitectura NGN para redes fijas y actualmenteestá desarrollando proyectos que cubren solucionesIMS y Plataformas de Aplicación para servicios de Vozbasadas en SIP, entre otras. Otro de los retos para los operadores es La interoperabilidad entre elementos de

diversosfabricantes, que aunque en teoría es una de lascaracterísticas importantes que poseen las redes NGN, en la práctica se convierte en una tarea bastante compleja de lograr. No obstante, adaptar de forma óptima las redesde datos convergentes (ej. Red MPLS, Carrier Ethernet)para prestar servicios sin problemas de Calidad deServicio ni de Seguridad Informática, se constituye en otra de las dificultades que se les presenta a los proveedores de servicios para superar en el proceso de adopción de las redes NGN. En consecuencia, realizar despliegue desistemas de transporte IP robustos y confiables con niveles dedisponibilidad, confiabilidad y seguridad adecuadospara sustentar planes de negocios rentablesy sostenibles que pudiesen ofrecer los servicios tradicionales e Incorporar elementos diferenciadores como los servicios de presencia,localización, juegos en Internet, IPTV y las redes sociales, resume el gran reto de los proveedores de servicios de Telecomunicaciones frente a las redes NGN. 3. Por medio de una tabla explique el escenario actual de las redes de acceso (fijas - móviles). Conveniente profundizar en la tecnología PON Se define una red de acceso como la parte de una red de telecomunicaciones que conecta al usuario final con su proveedor de servicios,aunque también se emplea la denominación “última milla”. Por tanto, pueden ser fijas o móviles y en la presente tabla se hará un repaso de las principales tecnologías existentes en la actualidad para cubrir la conectividad en esta última milla para usuarios residenciales o empresas, profundizando en la tecnología PON. Por otro lado, Una red óptica pasiva conocida como Passive Optical Network (PON) permite eliminar todos los componentes activos existentes entre el servidor y el cliente introduciendo en su lugar componentes ópticos pasivos o divisores ópticos pasivos, para guiar el tráfico por la red, cuyo elemento principal es el dispositivo divisor óptico conocido como splitter. En consecuencia, Una red PON es un sistema de comunicaciones por fibra óptica en el que se establece una comunicación punto-multipunto entre un router central denominado en estos montajes OLT (óptica line Terminal) Terminal óptico de línea y los equipos en campo ONT (optical Network Terminal) Terminal óptico de red. Es decir, el ancho de banda no es dedicado, sino multiplexado en una misma fibra en los puntos de acceso de red de los usuarios. Es decir, la utilización de estos sistemas pasivos reduce considerablemente los costes y son utilizados en las redes FTTH.

Imagen 5 Arquitectura de red de Tecnología de redes Pasivas PON.

VENTAJAS DE REDES PASIVAS PON: 

Aumento de la cobertura hasta los 20 Km. (desde la central). Con tecnologías DSL como máximo se cubre hasta los 5,5 Km.



Ofrecen mayor ancho de banda para el usuario.



Mejora en la calidad del servicio y simplificación de la red debido a la inmunidad que presentan a los ruidos electromagnéticos.



Minimización del despliegue de fibra óptica gracias a su topología.



Reducción del consumo gracias a la simplificación del equipamiento.



Más baratas que las punto a punto.

TABLA COMPARATIVA DE LAS PRINCIPALES TECNOLOGIAS PON CARACTERÍSTICAS

BPON

EPON

GPON

XG-PON

XGS-PON

TWDM-PON

Estándar Velocidades de transmisión (Mbps)

ITU-T G.983.x

IEEE 802.3ah

ITU-T G.984.x

ITU-T G.987

ITU-T G.987.1

ITU-T G.989.2

Down: 155, 622, 1244 Up: 155, 622

Down: 1244 Up: 1244

Down: 10 Gbpssymmetric al Up:10 Gbps

Down: 10 Gbps Up: 10 Gbps

1ó2

1

Down: 1244, Down: 10 Gbps 2488 Up:2,5 Gbps Up:155, 622, 1244, 2488 Monomodo estándar (ITU-T G.652) 1ó2 1ó2

1ó2

1ó2

1:32 (Puede aumentar a 1:64) 20 km

1:16 (permite 32)

1:128 (en la práctica 1:64)

1:128

1: 128

1:256

10 km

10-20 km

20 km

20 km

40 km

ATM

Ethernet

Asimétrica, Simétrica PLOAM AES 83% downstream 80% upstream

Simétrica

ATM, Ethernet, TDM Asimétrica, Simétrica PLOAM AES 93% downstream 94% upstream

ATM, Ethernet, TDM Asimétrica, Simétrica PLOAM AES 95% downstream 94% upstream

ATM, Ethernet, TDM Simétrica

ATM, Ethernet, TDM Simétrica

PLOAM AES 97% downstream 94% upstream

PLOAM AES 97% downstream 94% upstream

Tipo de fibra Número de fibras por ONT Ratio de división óptica Máxima longitud de fibra entre OLT y ONT Modo de tráfico Arquitectura de transmisión OAM Seguridad Eficiencia típica (Depende del servicio)

Ethernet OAM No definida 73% downstream 61% upstream

4. Diligenciar tabla “Anexo 1.Protocolos de señalización”ubicado en la carpeta Guía deactividades y rúbrica deevaluación – Fase 3 – Decidir y realización del proyecto Un Protocolo de señalización es un lenguaje común en teléfonos, servidores de gestión de llamadas, red telefónica pública conmutada, y los sistemas PBX, estos sistemas necesitan un medio para establecer controlar y finalizar llamadas. Protocolo de señalización

En qué consiste

SIP (Protocolo de inicio de sesiones)

Protocolo utilizado para, conferencia, telefonía, presencia, notificación de Eventos y mensajería instantánea a través de la red IP. Protocolo utilizado por Asterisk, es robusto,crea sesiones internas y dichas pueden utilizar cualquier códec, que pueda transmitir voz o video (empleado para comunicar terminales VoIP).

IAX

H.323

H.245

Utilizado comúnmente para para VoIP, Telefonía de Internet o Telefonía IP. Es un conjunto de normas ITU para comunicaciones multimedia que hacen referencia a los terminales, equipos y servicios estableciendo una señalización en redes IP

Protocolo de control para comunicaciones Multimedia

Organismo normalizador IETF

AsterisK

ITU-T

Alcance Determina la ubicación de los usuarios, aportando Movilidad. Establecer, modificar y terminar sesiones multipartitas entre usuarios Utiliza un único puerto UDP, generalmente el 4569 para comunicación entre puntos finales (terminales VoIP) para la señalización y datos. Soporta trunking(red),donde un simple enlace permite enviar datos y señalización por múltiples canales Topología conformada de : Postero: realiza el control de una llamada en una zona. Pasarela: es el acceso a otras redes, de modo que realiza funciones de Transcodificación y traducción de señalización.

ITU-T

MCU: Soporta Multiconferencia. Se encarga de la negociación de capacidades. Realiza la codificación, el control de flujo, la gestión de jitter y las peticiones de preferencia, así como el procedimiento de apertura y cierre de los canales

MGCP

lógicos usados para transmitir los flujos de medios. También define capacidades de envío y recibo separadas y los métodos para enviar estos detalles a otros dispositivos que soporten H.323. Compuesto por: Un MGC (arquitectura de protocolo de control de pasarela de medios).

Protocolo de control de dispositivos, donde un Gateway esclavo (MG, Media Gateway Controller, también llamado Call Agent).

Uno o más MG (conversión de medios entre las redes PSTN e IP). Uno o más SG(Puerta de enlace de señalización)

CISCO SCCP

Define un conjunto de mensajes entre un teléfono IP con un cliente skinny y servidor de llamadas(call manager).Es un protocolo basado en estímulos y está diseñado como un protocolo de comunicaciones psrs clientes con hardware muy limitado tanto en CPU como en memoria

Cisco Systems

Skinny es un protocolo ligero que permite una comunicación eficiente con un sistema Cisco call Manager- El call Manager actúa como un proxy de señalización para llamadas iniciadas a través de otros protocolos como H.323, SIP, RDSI o MGP. El cliente Skinny usa TCP/IP para transmitir y recibir llamadas. Para el audio utiliza RTP, UDP e IP. Los mensajes Skinny son trasmitidos sobre TCP y usa el puerto 2000.

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