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NGN Introductorio

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Text of NGN Introductorio

  • 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.

    123 31

    1

    23

    1

    1

    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

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