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El gran reto de cualquier red distinta a la PSTN, es cumplir con los parámetros de
calidad de servicio de la PSTN. Pero, ¿Es tan difícil lograr un MOS como el de la PSTN?
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El gran reto de cualquier red distinta a la PSTN, es cumplir con los parámetros de
calidad de servicio de la PSTN. Pero, ¿Es tan difícil lograr un MOS como el de la PSTN?
2Capítulo 1 Introducción
Estas características son impuestas por la naturaleza de la voz y por el oyente. Las
redes, sin importar que sean analógicas, digitales, basadas en circuitos o en paquetes
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Estas características son impuestas por la naturaleza de la voz y por el oyente. Las
redes, sin importar que sean analógicas, digitales, basadas en circuitos o en paquetes
deben diseñarse para cumplir con estas exigencias.
La PSTN cumple con todos estos requisitos, Cuales son los inconvenientes?
La PSTN está basada en la conmutación de circuitos, por lo tanto no es eficiente
desde la perspectiva del uso de los recursos. El ancho de banda usado para un canal
telefónico es muy grande comparado con técnicas modernas. La PSTN está muy
limitada en cuanto a los servicios que puede ofrecer.
3Capítulo 1 Introducción
La señalización es de suma importancia en cualquier sistema de telecomunicaciones.
La señalización es un protocolo integrado por un conjunto de reglas claras cuya
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La señalización es de suma importancia en cualquier sistema de telecomunicaciones.
La señalización es un protocolo integrado por un conjunto de reglas claras cuya
función es emitir todas las señales de control para establecer, mantener y finalizar
una comunicación.
4Capítulo 1 Introducción
Manual: las operadoras conectaban los abonados por medio de trozos de
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Manual: las operadoras conectaban los abonados por medio de trozos de
cables con terminales particulares.
Automática: tecnología introducida desde 1920 cuando comienzan a usarse
los teléfonos con disco selector, la más conocida es la técnica de crossbar.
Todos estos sistemas son electromecánicos con un alto índice de fallas
comparados con los conmutadores actuales.
Electrónica: con el desarrollo del transistor y la evolución de las técnicas de
circuitos integrados, surgió la época de las centrales de conmutación
electrónicas con menos posibilidad de fallas. Las modernas centrales son
computadores muy dependientes del software, por lo que existe un cierto
grado de redundancia para tener así vías alternas en caso de fallas. Manejan
mucho más líneas y ocupan menos espacio, dado su alto grado de
confiabilidad necesitan poco personal para su mantenimiento.
5Capítulo 1 Introducción
A parte de las cinco clase de conmutadores, se incorporan otros elementos.
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A parte de las cinco clase de conmutadores, se incorporan otros elementos.
Entre centrales locales adyacentes se agregan nodos de conmutación
llamados Tandem, estas centrales se usan para enrutar volúmenes grandes de
tráfico entre centrales locales cuando la conexión directa entre ellas conlleva
a costos elevados.
También se utilizan Troncales para conexión directa entre centrales con alto
volumen de trafico. Con estos elementos adicionales, es posible usar rutas
alternas siguiendo una cierta jerarquía.
6Capítulo 1 Introducción
La señalización por canal común es un método de señalización en el cual un sólo
canal transfiere, por medio de mensajes etiquetados, información de señalización
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La señalización por canal común es un método de señalización en el cual un sólo
canal transfiere, por medio de mensajes etiquetados, información de señalización
relativa a varios circuitos y otras informaciones tales como la gestión de la red. Se
puede considerar la señalización por canal común como una forma de comunicación
de datos que está especializada para varios tipos de transferencia de información y de
señalización entre procesadores en las redes de telecomunicaciones.
En la señalización por canal común, además de la red de troncales para intercambio
de la información de los usuarios, se necesita una red adicional para transportar la
señalización. Dicha red esta formada por puntos de señalizacion SP (Signaling Points)
y enlaces de señalización SL (Signaling Links)
La señalización In-Band, como su nombre lo indica, envía la señalización en la misma
banda de frecuencia de la señal vocal, de 0 a 4 KHz.
9Capítulo 1 Introducción
Cuando una empresa requiere tres o mas líneas, en promedio, necesita
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Cuando una empresa requiere tres o mas líneas, en promedio, necesita
también algún tipo de sistema telefónico privado que suministre servicios
especiales entre los distintos departamentos y ayude a manejar el tráfico.
Desde el punto de vista económico, esto le permite realizar llamadas entre
departamentos sin pasar por la central local de la empresa de teléfonos, es
decir sin facturación. Solo las llamadas externas son enviadas a las centrales
locales y tarifadas. La central privada, también llamada PABX (private
automatic branch exchange) está conectada a la central local de la red pública
a través de líneas troncales. Los sistemas pequeños son llamados
microcentrales y pueden tener una capacidad entre 3 y 50 extensiones. Este
segmento es el más grande y de mayor crecimiento debido a los múltiples
negocios pequeños que surgen cada día.
11Capítulo 1 Introducción
Por lo general la QoS, vista por el usuario, incluye aspectos que van más allá de los
aspectos técnicos y que se conocen bajo la denominación genérica de atención al
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Por lo general la QoS, vista por el usuario, incluye aspectos que van más allá de los
aspectos técnicos y que se conocen bajo la denominación genérica de atención al
usuario. La atención al usuario en su sentido amplio, incluye todo lo relacionado con
cualquier tipo relación o comunicación del usuario con el proveedor de servicio. Sea
en situaciones de problemas o en casos tan sencillos como para solicitar alguna
información.
En nuestro caso, nos limitaremos a la QoS relacionada única y exclusivamente con
aspectos técnicos de la red de telecomunicaciones que sean medibles en forma
objetiva, siempre que sea posible.
En definitiva lo más importante es como el usuario aprecia el servicio. En el caso de la
voz y la PSTN, que es la red que tradicionalmente ha prestado los servicios vocales, la
QoS está íntimamente ligada a la calidad de la voz, es decir a la inteligibilidad, lo cual
depende de varios parámetros: la línea del abonado, los enlaces de radio si es el caso,
ect. Siendo la transmisión analógica, el parámetro técnico ligado a la calidad de la
señal es la relación entre la potencia de la señal y la del ruido, conocida como
relación señal-a-ruido SNR.
13Capítulo 1 Introducción
Como se mencionó, las características de la voz y las de los datos son totalmente disímiles. La voz
producida por nuestro aparato fonador, al convertirse en una señal eléctrica equivalente se produce
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producida por nuestro aparato fonador, al convertirse en una señal eléctrica equivalente se produce
una señal analógica. La voz que emitimos está formada por fonemas, que son las unidades fonológicas
mínimas. Estos fonemas junto a la entonación le dan el carácter particular a la voz que emitimos. La
emisión de la voz es de manera continua con intervalos de silencio propios de la conversación entre
humamos. Al digitalizar la voz, la misma es cortada en segmentos que no tiene nada que ver con los
fonemas. Por esta razón las redes de transmisión de voz paquetizada deben considerar un retardo
máximo que está en el orden de los 150-200 ms; de hecho el retardo máximo es uno de los
parámetros de QoS en las redes de paquetes para aplicaciones de voz. Sin embargo, el sistema
auditivo acepta que, una vez convertida a vibraciones mecánicas, existan algunos errores en el
proceso, ya que dicho sistema trabaja a nivel de contexto y es capaz de superar, hasta cierto limite
esos errores.
Sistema Auditivo. La generación de sensaciones auditivas se lleva a cabo a través de tres fases:
-Captación y procesamiento mecánico de las ondas sonoras.
-Conversión de la señal acústica (mecánica) en impulsos nerviosos, y transmisión de dichos impulsos
hasta los centros sensoriales del cerebro.
-Procesamiento neural de la información codificada en forma de impulsos nerviosos.
14Capítulo 1 Introducción
Actualmente existen dos grandes categorías de redes de acuerdo con la técnica de conmutación
usada; las redes basadas en conmutación de circuitos y las basadas en conmutación de paquetes.
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usada; las redes basadas en conmutación de circuitos y las basadas en conmutación de paquetes.
La PSTN está basada en conmutación de circuitos, es ideal para la voz ya que satisface todos los
requisitos para su transmisión, es normal que así sea ya que la PSTN surgió desde sus inicios para
transmitir voz y durante muchos años fue el único servicio prestado a través de ella. Otros
servicios como FAX, correo de voz y DTMF también son posibles a través de la PSTN, pero a un
costo muy alto ya que se consumen muchos recursos de la red. Un parámetro de calidad de
servicio en la PSTN es el grado de servicio, es cual es una indicativo de la probabilidad de bloqueo
de una llamada en la hora pico.
Por su parte Internet está basada en conmutación de paquetes, se hace un uso mucho más
eficiente de los recursos de red y se permiten varios servicios diferentes a la voz. Sin embargo, en
general en Internet no hay calidad de servicio. Internet está soportada por un a gran cantidad de
protocolos, siendo IP el más importante y el que ha tenido mayor impacto en todas las redes
actuales.
Pero existen una gran cantidad de redes privadas basadas en IP y en los mismos protocolos que
Internet, en las cuales es posible ofrecer servicios de voz y otros de tiempo real, con calidad de
servicio garantizada.
Una de las ventajas primordiales de las redes basadas en conmutación de paquetes es que los
recursos no se monopolizan y se asignan a las conexiones sólo el tiempo necesario para transmitir
en un momento dado, es decir existe una asignación dinámica de los recursos de red.
15Capítulo 1 Introducción
No es necesario incluir equipos de conmutación y líneas para manejar
simultáneamente todos las solicitudes hechas por todos los usuarios conectados a la
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No es necesario incluir equipos de conmutación y líneas para manejar
simultáneamente todos las solicitudes hechas por todos los usuarios conectados a la
red, ya que en condiciones normales sólo un pequeño porcentaje del tráfico es
ofrecido a la red. Entonces en el diseño debe haber una situación de compromiso
entre la calidad de servicio y el costo asociado a los elementos de la red.
16Capítulo 1 Introducción
Un parámetro muy importante en las redes de VoIP es el manejo del ancho de banda.
Es bueno recalcar que la red de datos compartirá su ancho de banda entre datos y
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Un parámetro muy importante en las redes de VoIP es el manejo del ancho de banda.
Es bueno recalcar que la red de datos compartirá su ancho de banda entre datos y
paquetes de voz, y dado que ambos dominios tiene características distintas, como
hemos ya mencionado, entonces el manejo del ancho de banda es crucial, pero no es
evidente.
17Capítulo 1 Introducción
Una red móvil puede describirse a nivel general, como una red integrada por dos
grandes componentes. Una red de acceso inalámbrico móvil y otra red fija. La red de
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Una red móvil puede describirse a nivel general, como una red integrada por dos
grandes componentes. Una red de acceso inalámbrico móvil y otra red fija. La red de
acceso brinda la conectividad con los usuarios y la red fija realiza la conexión con el
core de la red.
Dependiendo de las características y prestaciones que ofrece dicha red, la misma se
clasifica en las diferentes generaciones desde 2G, 3G y actualmente 4G.
La arquitectura ha ido evolucionando desde aquella que contemplaba un core de
paquetes y otro de circuitos, a una All-IP como el caso de LTE y WiMAX.
19Capítulo 1 Introducción
Mientras que en el Release 99 del 3GPP hay sólo dos dominios, el de circuitos y el de
paquetes, en el Release 5 se agrega un dominio adicional el Dominio IMS (IP
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Mientras que en el Release 99 del 3GPP hay sólo dos dominios, el de circuitos y el de
paquetes, en el Release 5 se agrega un dominio adicional el Dominio IMS (IP
Multimedia Subsystem).
El dominio IMS (P Multimedia Subsystem ) permite la conexión de UMTS con el
mundo IP. IMS es un marco referencial para la entrega de servicios multimedia
usando el protocolo IP, propuesto por el 3GPP para aplicaciones móviles como una
evolución de GSM. Donde sea posible IMS usa protocolos provenientes de IETF, tal
como SIP para voz sobre IP.
Es de hacer notar que con la introducción de IMS, la red UMTS está integrada por tres
dominios: circuitos, paquetes e IMS. Tanto el dominio de circuitos como el de
paquetes, tiene su propio switch, sin embargo, no es el caso del dominio IMS.
La interface de aire sigue siendo WCDMA, de hecho sólo en el Release 8 se trata por
primera vez el tema de LTE y OFDMA.
HSS:Home Subscriber Server, hace el papel del HLR
20Capítulo 1 Introducción
La arquitectura general de UMTS evolucionó para adaptarse muy bien a GSM y a los
requerimientos de la 2G, con una topología en estrella donde un RNC podía controlar
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La arquitectura general de UMTS evolucionó para adaptarse muy bien a GSM y a los
requerimientos de la 2G, con una topología en estrella donde un RNC podía controlar
cientos de Base Station o Nodo B sobre la interface IuB. Bajo este concepto UTRAN
CDMA tuvo que irse adaptando y mejorando lo que terminó con una arquitectura
complicada en la cual no existe comunicación directa entre las BS o Nodo B. A pesar
de que el Nodo B es muy sencillo, el RNC es complejo y se encarga del manejo del
tráfico y de los recursos de radio.
E-UTRAN basado en OFDMA es muy sencillo, sólo tiene un elemento el eNodeB, el
cual está directamente conectado al Core Network por medio de la interface S1, y
entre ellos por la interface X2. De esta forma las mejoras que siempre son necesarias
introducir se reparten entre en eNodeB y el Core Network. La conexión directa entre
eNodes B contribuye a reducir los paquetes perdidos en los móviles cuando se hace
handoff.
La arquitectura de LTE y LTE-A es la misma, salvo por la incorporación en LTE-A del
Relay. Las diferencias más marcadas están en las funcionalidades y en las
capacidades, lo que por supuesto tiene más impacto en el software que en el
hadware.
21Capítulo 1 Introducción
Cuando el tráfico dominante era la voz, las capacidades requeridas en la red de
transporte podían satisfacerse con redes síncronas o casi síncronas como SDH y PDH,
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Cuando el tráfico dominante era la voz, las capacidades requeridas en la red de
transporte podían satisfacerse con redes síncronas o casi síncronas como SDH y PDH,
las cuales en forma nativa incluyen una señal de sincronía.
A medida que el tráfico de voz fue dando paso al tráfico de datos, también se hizo
necesario otro tipo de red de transporte que se adecuara mas a los datos y que
contribuyera a reducir los costos. Fue así como se planteo la opción de usar redes de
paquetes para el backhaul, específicamente en las redes móviles.
Pero las redes de paquetes como Ethernet, MPLS e IP no son síncronas, entonces
surge el problema de cómo obtener la señal de sincronización. Al respecto se han
planteado varias soluciones.
22Capítulo 1 Introducción
Estos son los requisitos fundamentales que debe cumplir cualquier tecnología de
backhaul a fin de satisfacer las necesidades de las redes convergentes.
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Estos son los requisitos fundamentales que debe cumplir cualquier tecnología de
backhaul a fin de satisfacer las necesidades de las redes convergentes.
23Capítulo 1 Introducción
La RAN con topología centralizada permite que las radio bases se comuniquen con el
controlador y viceversa, este es el caso de GSM y de UMTS, donde existe el RNC.
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La RAN con topología centralizada permite que las radio bases se comuniquen con el
controlador y viceversa, este es el caso de GSM y de UMTS, donde existe el RNC.
Por su parte la topología plana permite que las BS se comuniquen directamente con
el Access Gateway aGW como en el caso de LTE que los eNodeB se comunican con el
SGW y con el MME sin pasar por ningún nodo intermedio. Por otro lado los eNodeB
se comunican directamente entre ellos.
24Capítulo 1 Introducción
El 3GPP ha indicado en sus especificaciones, que el backhaul para LTE debe ser un de
paquetes basado en IP. Sin embargo, deja abierta el protocolo de capa 2, aunque
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El 3GPP ha indicado en sus especificaciones, que el backhaul para LTE debe ser un de
paquetes basado en IP. Sin embargo, deja abierta el protocolo de capa 2, aunque
pone como ejemplo a Etehrnet y PPP, también podría ser MPLS.
Los escenarios de la parte superior de la figura, podrían considerarse como una etapa
de transición con tecnologías hibridas. El superior izquierdo incluye TDM tanto en el
acceso como en agregación, y paquetes en ambos enlaces. Es decir se mantiene una
mezcla de circuitos y paquetes.
El superior derecho, se conservan circuitos y paquetes en el acceso pero el enlace de
agregación está sólo basado en paquetes, sea Ethernet o MPLS.
El escenario de la parte inferior es un backaul de paquetes, ya sea en capa 2 o en
capa 3, usando Ethernet o MPLS, en ningún enlace se tiene tecnología legacy. Hacia
este último escenario se dirigen los protocolos del backhaul.
25Capítulo 1 Introducción
En IN todos los datos relacionados con el servicio se encuentran en una entidad
separada, que puede ser una base de datos a la cual se accede por medio de un SCP
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En IN todos los datos relacionados con el servicio se encuentran en una entidad
separada, que puede ser una base de datos a la cual se accede por medio de un SCP
(Service Control Point), y al switch TDM se le agrega una entidad que permite separar
la función de conmutación y que se denomina el SSP (Service Switching Point). De
esta forma los servicios no se desarrollan en el Switch, sino más bien en el SCP. Sin
embargo, los despliegues de IN no cumplieron con todas estas pautas, en su lugar se
desarrollaron redes monolíticas y con muy poca flexibilidad.
El IETF estandarizó SIP, mientras que el 3GPP estandarizó IMS como una arquitectura
basada en SIP.
IMS puede adaptarse a otras redes que no sean UMTS, de hecho el 3GPP ha definido
las interfaces con WLAN IEEE 802.11 a/b/g, y pueden definirse otras interfaces a otras
redes.
En la arquitectura horizontal, basada en capas, las funciones de cada una de ellas se
reutilizan para los diferentes servicios. Por ejemplo la función AAA la puede realizar
un único servidor sin importar la red de acceso usada por el usuario.
30Capítulo 1 Introducción
Una característica básica y primordial de NGN es la separación entre todo lo
relacionado con los servicios y los procesos propios del transporte de los datos
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Una característica básica y primordial de NGN es la separación entre todo lo
relacionado con los servicios y los procesos propios del transporte de los datos
asociados a dichos servicios.
La ventaja de esta separación es que los servicios pueden ofrecerse y evolucionar
independientemente del transporte. En este contexto, transporte se refiere a las
tecnologías de acceso y backhaul para transportar las señales (datos de las
aplicaciones, datos de control y gestión) de un punto a otro dentro de la red.
32Capítulo 1 Introducción
Las funciones de NGN tiene como premisas básicas la simplicidad y flexibilidad
NGN está organizado en dos estratos: estrato de transporte y estrato de servicios. Un estrato es una
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NGN está organizado en dos estratos: estrato de transporte y estrato de servicios. Un estrato es una
entidad en la red NGN que tiene una serie de funciones bien definidas.
ESTRATOESTRATO DEDE SERVICIOSERVICIO:: Parte de la NGN que proporciona las funciones de usuario que
transfieren datos relacionados con el servicio y las funciones que controlan y gestionan los recursos de
servicio y los servicios de red para facilitar servicios de usuario y aplicaciones. Los servicios de usuario
pueden realizarse por repetición de múltiples capas de servicio dentro del estrato de servicio. El
estrato de servicio NGN consta de la aplicación y sus servicios que funcionan entre entidades pares.
Por ejemplo, los servicios pueden estar relacionados con aplicaciones de voz, datos o vídeo, dispuestos
por separado o combinándolos como en el caso de aplicaciones multimedia. Desde el punto de vista
de la arquitectura, se considera que cada capa en el estrato de servicio tiene sus propios planos de
usuario, control y gestión
ESTRATOESTRATO DEDE TRANSPORTETRANSPORTE: Parte de la NGN que proporciona las funciones de usuario que transfieren
datos y las funciones que controlan y gestionan los recursos de transporte para llevar esos datos entre
entidades terminales. El objetivo de este estrato es suministrar la conectividad entre dos puntos
geográficos distintos.
Esta arquitectura le permite a los operadores de las redes hacer cualquier tipo de modificación,
actualización o adición en los servicios sin necesidad de hacer ninguna intervención en la red de
transporte.
34Capítulo 1 Introducción
Cada estrato está formado por una o varias capas las cuales están integradas por tres
planos: plano de usuario o de datos, plano de control y plano de gestión.
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Cada estrato está formado por una o varias capas las cuales están integradas por tres
planos: plano de usuario o de datos, plano de control y plano de gestión.
35Capítulo 1 Introducción
La idea general de NGN es tener una red totalmente IP, pero que también
pueda interactuar con redes y equipos terminales que no manejen IP (equipos
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La idea general de NGN es tener una red totalmente IP, pero que también
pueda interactuar con redes y equipos terminales que no manejen IP (equipos
Legacy).
36Capítulo 1 Introducción
Aquí vemos un ejemplo general de una red NGN. A nivel de los usuarios
podemos tener cualquier tipo de acceso: móviles, fijos, voz, datos, videos o
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Aquí vemos un ejemplo general de una red NGN. A nivel de los usuarios
podemos tener cualquier tipo de acceso: móviles, fijos, voz, datos, videos o
cualquier combinación de ellos.
En el estrato de transporte se tiene diferentes redes que dependen del tipo de
acceso y redes que son independientes del mismo. Es esta diferenciación la
que permite tener diversas tecnologías de acceso. La parte que depende del
acceso es como una capa de convergencia, donde confluyen las diferentes
tecnologías de acceso; mientras que la parte independiente del acceso es
como una capa común, es decir los paquetes de información que salen de la
capa de convergencia lo hacen bajo un protocolo único y no hay distinción del
medio de acceso que se esté usando. Hasta ese nivel no se procesa ninguna
información relativa al servicio. Justamente el estrato de servicios es quien
procesará los paquetes de acuerdo al servicio solicitado. Por ejemplo una
llamada de voz desde un móvil a la PSTN recibirá, desde la perspectiva del
servicio, el mismo tratamiento que una llamada de voz hacia la PSTN que se
origina en un teléfono de VoIP.
37Capítulo 1 Introducción