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Introduccin a las redes NGN
Agenda
Transporte de la voz sobre redes IP
Evolucin de los Cx
La arquitectura NGN
Los protocolos
Servicios VoIP / ToIP
La arquitectura NGN Telecom
Lineamientos de despliegue en Telecom
Impactos en redes y Sistemas legacy
Proyectos NGN en Telecom
El transporte de la voz sobre redes IP:La red IP
Es una red de conmutacin de paquetes, no orientada a la conexin, donde el camino de cada paquete se resuelve nodo a nodo en base a la direccin destino contenida en cada paquete.
Cada elemento de red conoce la topologa de la red, por medio del intercambio automtico de informacin entre los routers (protocolos de ruteo).
Cada router mantiene en forma dinmica una tabla que relaciona la interfaz de salida asociada a una red IP destino.
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323
RED IPRED IP
El transporte de la voz sobre redes IP:La red IP (Protocolos)
Nivel de Red (IP): Protocolo no orientado a conexin. Permite que un host enve paquetes a una red y que estos viajen en forma independiente hacia el destino (pudiendo arribar en distinto orden al generado; en este caso los niveles superiores debern reordenarlos).
Nivel de Transporte: Permite que entidades pares pertenecientes al hostde origen y de destino mantengan una conversacin, utilizando TCP (confiable y orientado a conexin) y UDP (no confiable y no orientado a conexin).
Nivel de Aplicacin: En este modelo no existen los niveles de sesin ni de presentacin. Entre los protocolos existentes se encuentran TELNET (terminal virtual), FTP (transferencia de archivo), SMTP (E mail), DNS (Servicio de nombre de dominios), RTP (Protocolo de tiempo real), etc.
Una asociacin se forma por 4 elementos (IP origen, IP dest, Port origen, Port destino)
El transporte de la voz sobre redes IP:
El transporte de flujos real time
RTP Protocolo para el transporte de trfico de tiempo real (Real Time Protocol)
Encargado de proveer: Sincronismo Secuenciamiento y Deteccin de perdida de paquetes Segmentacin y rearmado
Cada flujo RTP es unidireccional y tiene asociado un flujo RTCP en el port UDP n+1 El lado origen enva: informacin sobre los datos enviados, sincronizacin y
timestamp El lado receptor enva: informacin sobre los datos recibidos, perdida de paquetes,
jitter y delay
El transporte de la voz sobre redes IP:Codecs
La digitalizacin de la voz permite su codificacin
Criterios de Seleccin del codec
Ancho de banda utilizado
Complejidad de calculo del algoritmo (procesamiento necesario)
Delay introducido
Degradacin de la calidad de voz ante ciclos de codificacin y errores en la red
Mtodo de Compresin Bit Rate (kbps) Tiempo porFrame (ms)
MOS
G.711 PCM 64 0.125 4.1
G.726 ADPCM 32 0.125 3.85
G.728 LD-CELP 16 0.625 3.61
G.729 CS-ACELP 8 10 3.92
G.729a CS-ACELP 8 10 3.7
G.723.1 MP-MLQ 6.3 30 3.9
G.723.1 ACELP 5.3 30 3.65
El transporte de la voz sobre redes IP:Latencia
Retardo one-way entre ambos extremos
No debe superar los 150ms para no afectar la interactividad
Calculo del retardo total en un sistema de transmisin de VoIP
Factor a considerar Valor aproximado
Retardo en el armado del frame a codificar 2*10ms (G.729) [Por ej G.711, 1,5ms]
tiempo de procesamiento para la codificacin de la seal(look-ahead)
5ms (G.729)
Cantidad de muestras de cdigo por paquete IP +10ms (2 muestras en G.729) => (m-1) * t.frame
Si se emplea VAD +5ms
Tiempo de armado del paquete IP Depende intefaz de salida (Eth despreciable)
Delay introducido por la transmisin del paquete IP 40ms (aprox. BBIP)
Delay introducido por el buffer anti-jitter 20ms (aprox., se adapta dinmicamente puedellegar a 50ms)
Tiempo de procesamiento de decodificacin 1ms
Tiempo total (para nuestro ejemplo) 101ms (aprox.)
El transporte de la voz sobre redes IP:Jitter
Es la variacin entre el tiempo de arribo de los frames del codec.
Mecanismos para minimizar el Jitter: Marcado Diffserv - CBWFQ LLQ
En vnculos de baja velocidad adicionalmente MLPPP
Afecta la calidad
Si la muestra entra en el buffer => afecta por aumento del delay total
Si la muestra no entra en el buffer => afecta el descarte de paquetes
Mecanismo para contrarrestarlo
Buffer anti-jitter Adaptivo: GW sensa el Jitter de la red (RTP) y ajusta el tamao del dejitter buffer (por ej. En Cisco 5xxx entre 20 a 50ms)
Afecta la latencia total
El transporte de la voz sobre redes IP:Tasa de error
Se traduce en prdida de paquetes y ste en prdida de frames de
cdigo
mas sensible cuando mas frames de cdigo por paquete se enven
afecta severamente la calidad de voz (sobre todo en codecs de baja velocidad)
Minimizar efecto sobre paquetes de VoIP
Sobredimencionando las redes de modo que no se tengan que descartar paquetes en forma preventiva en los routers (WRED)
Marcando los paquetes de VoIP como prioritarios (Diffserv)
No mas de 1% a 3% (mximo tolerable por el odo humano) - su valor mximo en una dada red depende de los otros parmetros...
El transporte de la voz sobre redes IP:Algoritmos de procesamiento de seales
Canceladores de ECO
Eco: producido por desadaptacin de impedancia en los hbridos
Si es mayor a 25ms (E.161) afecta la inteligibilidad
=> codecs de baja velocidad => se deben utilizar canceladores de eco
Rec ITU-T E.164 definen los perfiles de funcionamiento, distorsin y atenuacin que deben cumplir los sistemas canceladores de eco
VAD (Voice activity detection)
No se transmiten los silencios
Permite bajar el ancho de banda (valor estadstico, aprox. 30%)
CNG (Confort Noise Generation)
Generacin de ruido de confort en el destino (aplicado junto con VAD)
GWRouter
GKT1 T2 T3 T4 T5
MCU
Zone 1
RouterPSTN
H.324 AnalogTerminal
ISDN
H.320 ISDNTerminal
B-ISDN
H.310 H.321
Protocolo H.323Protocolo H.323
El transporte de la voz sobre redes IP:Los protocolos de control (H.323)
La recomendacin H.323 (ITU-T) cubre los requerimientos tcnicos para brindar servicios de comunicacin (audio y video) sobre ambientes LAN
Elementos de la arquitectura:
User Agent : Punto terminal de red SIP
Inicia, acepta o rechaza llamadas
Registrar Server
Registra UA
Proxy Server
Redirige la sealizacin de llamada.
Puede mantener el estado de la sesin (statefull) o no (steteless)
Redirect Server
Redirige a los llamantes hacia otros destinos
GateKeeper
H323 MCUH323 GateWayH323 Terminal
RegistrarServer
Proxy /RedirectServer
UserAgent
UserAgent
UserAgent
El transporte de la voz sobre redes IP:Los protocolos de control (SIP)
Protocolos de transporte
UDP (por default),TCP o SCTP
Formato del paquete modo texto (filosofa HTTP)
Header de aprox. 40 caracteres:
Campos obligatorios: From, To, Call-ID, Va, Cseq ...
Cuerpo del mensaje: parmetros de descripcin de la sesin
Descripcin de capacidades de comunicacin (codecs, etc.) & direccionamiento destino
startLine : RequestLine | status Line
HeaderFrom: To:
Blank
BodySDP description
El transporte de la voz sobre redes IP:Los protocolos de control (SIP) Cont.
Voicemail
CoreINAP
CTPs/ SSP
CAE CAE
STP STPCoreINAP
Red N7
CAE
CTIs
E1sN7 ISUP
Evolucin de la Cx:Red de conmutacin clsica
Recursos de anuncios RI
Servicios suplementariosServicios Class (Caller ID; Centrex)
Servicios de RI (tipo overlay)Ej. 800, Tarjetas, LCR
E1s de voz
Sealizacin
RI RI
SRP SRP
Centrales de abonado
Centrales de Trnsito Nacional e Internacional
Terminales
Capa de Aplicacin
Capa de Control
Capa de Transporte
Capa de Adaptacin y Acceso
Conmutador
Matriz de Cx
Acceso
Procesador
Appl.
Evolucin de la Cx
Acceso
Conmutador
Matriz de Cx
Acceso
Procesador
Appl.
Red IP Red IP
Acceso
SS SS
Appl.
Appl. Appl. Appl.
V5.2 H.248 H.248 / SIP
Analoga entre VoIP y conmutacin clsicaCentral de Cx
Matriz de
Conmutacin
ProcesadorCentral
Mdulode
Sealizacin#7
Mdulode
Abonado
E1s
Acceso
Links SS7
Mdulode
Troncales
MG: Media GatewayTMG: Trunk Media GatewaySG: Signaling GatewayAMG: Access Media GatewayRGW: Residential GatewayIAD: Integrated Access Device
Red IP
Matriz de
Conmutacin
E1sE1s
TMG TMG
Mdulode
Troncales
ProcesadorCentral
Links#7
SG
Mdulode
Sealizacin#7
SGW
CDRs
CDRs
Mdulode
Abonado
RGW / IAD(Voz y Datos) AMG(Voz y Datos)
POTS
ADSLG.SHDSL
V 5.2
MGC
NGN - Next Generation Network
Conceptualmente es un trmino que originalmente impusieron los operadores de telefona tradicionales, para referirse a la evolucin de sus redes de conmutacin TDM hacia una nueva arquitectura y tecnologa de red.
Tcnicamente, son redes basadas en voz sobre IP (VoIP) que utilizan procedimientos, protocolos de comunicacin y sealizacin, y equipos de red especficamente diseados para construir redes que puedanreplicar las caractersticas carrier class de las red