Introducción al núcleo de las Redes de Telecomunicaciones (Core Networks)
Carlos Hazin
Objetivos
- Que los participantes puedan enfocarse en las tecnologías más relevantes en el área e impulsar su desarrollo personal y el de las Telecomunicaciones en el país.
- Incentivar que pensemos como productores de servicios de Telecomunicaciones más que como consumidores.
- Incentivar y Profesionalizar la Especialización en las TIC - Tecnologías de la Información y Comunicación
- Incentivar Grupos de Trabajo en TIC
Servicios de Telecomunicaciones
Servicios Tradicionales son dependientes de una tecnología.
Servicios “Legacy” Servicios Modernos
Telefonía Fija, Móvil 1G/2G Voz sobre IP/LTE….
Telegrafía Fax, E-mail, IM, WWW
Televisión IPTV, Video Sobre IP
Aplicaciones, Seguridad, Localización
SaaS, PaaS,Educación, Comercio Electrónico, etc
Arquitectura de Redes
“Es el diseño de una red de comunicaciones. Es un marco para la especificación de los componentes físicos de una red y de su organización funcional y configuración, sus procedimientos y principios operacionales, así como los formatos de los datos utilizados en su funcionamiento.”*
*Wikipedia ES
Arquitectura, Ingeniería, Implementación
Función Responsabilidad Nivel de Detalle
Arquitectura Diseño (Funcionalidad, Elegancia)
Alto Nivel
Ingeniería Funcionamiento(Dimensionamiento, Disponibilidad)
Nivel Medio
Implementación Implementar, Mantener Bajo Nivel
Arquitectura de Red
Se deciden algunos aspectos como:
- Componentes a nivel Funcional- Protocolos- Topología
Arquitecturas de Referencia
Es una arquitectura que provee una plantilla generalizada para una tecnología. Puede definir un vocabulario común que permite discutir implementaciones de manera consistente.
Ejemplos:
- Modelo de Referencia OSI- NGN/IMS- Service Oriented Architecture SOA (Web Service, SOAP, etc)
Ejemplos Servicios Tradicionales1 Red, 1 Servicio
Telegrafía
Telefonía - POTS (Plain Old Telephone Service)
E Usuario Red de Acceso
Transporte
Core/Control
RIP POTS
Red Móvil 2G 3G
Televisión Analógica
RIP TV Analógica - 2016?
Tecnologías TradicionalesTelégrafo Telefonía Televisión 2G
Equipos de Usuario
Red de Acceso
Red de Transporte
Control
Tienen componentes propios que no se comparten.
NGNRedes Multiservicios
La Era de la Información - Internet -TCP/IP
- El Internet surge como un proyecto independiente de Telecomunicaciones para Interconectar Computadoras.
- Inicialmente utilizado para fines académicos y de defensa.
- El éxito comercial provoca un importante desarrollo en capacidad, confiabilidad y flexibilidad.
NGN - Next Generation NetworksRed de Próxima Generación
- Una Red de Siguiente Generación es una red basada en la transmisión de paquetes capaz de proveer servicios integrados, incluyendo los de telecomunicaciones, y capaz de utilizar múltiples tecnologías de transporte de banda ancha con Tecnologías de Calidad del Servicio (QoS) de modo que las funciones relacionadas con los servicios sean independientes de las tecnologías subyacentes de transporte relacionadas. Ofrece acceso irrestricto por los usuarios a distintos proveedores de servicios. Soporta movilidad generalizada que permite la provisión consistente y ubicua de servicios a sus usuarios .- ITU
NGN + 3GPP Rel 4
Componentes Incorporados
Softswitch-MSC, MGW
Protocolos
H.248, MGCP, SIP
Servicios
Telefonía, Datos, TV
Primeras Implementaciones NGN
Introducen o afianzan los siguientes elementos:
- El uso de un Softswitch con aplicaciones basadas en Software corriendo sobre Hardware Estándar.
- EL uso de Media y Signaling Gateways controlados por MGC a través de H.248 y MGCP para interconectarse con la PSTN.
- Aplicaciones VOIP, SIP
Transición a un Modelo NGN
POTS TV 3G Datos
Equipos de UsuarioCPE
Red de Acceso
Transporte
Control POTS Video 3G Datos
Red de Control
Red Transporte
Red de Acceso / CPE
Silos Recursos Compartidos
El Core MóvilNúcleo de la Red Móvil
Core Network - Núcleo de la Red
Es la parte central de una red de Telecomunicaciones que provee varios servicios a usuarios que se conectan a través de la red de acceso. Una de las funciones más importantes es enrutar el tráfico.
Los elementos y funcionalidades del Core varían de acuerdo a cada tecnología.
Access Network - Red de Acceso
Es la parte de la red de telecomunicaciones que conecta a los suscriptores a su proveedor de servicios inmediato.
Ejemplos
En una red Móvil
Funciones comunes realizadas en el Core
- Agregación- Autenticación- Control de Llamadas/Switching- Tarificación- Invocación de Servicios- Gateways- Base de Datos de Suscriptores- O&M - OSS
Evolución del Core de Redes Móviles
MSC Primera Generación
Segunda Generación
Tercera Generación - 3GPP Release 4
IMS - IP Multimedia Subsystem
- Arquitectura Estandarizada de NGN
- Originalmente Diseñado para Redes Móviles 3Gpp Rel 5 GPRS
- Luego se agregó soporte para redes WLAN, CDMA2000 y líneas fijas.
- FMC (Fixed-Mobile Convergence)
Evolved Packet Core - LTE
EPC
Evolved Packet System - EPS
Core
EPC+IMS
Evolución Core Móvil
Algunas Funciones en el Core LTE(EPC+IMS)
HSS - Home Subscriber Server - DB, AA, Location/IP
MME - Mobility Management Entity - Control, Paging, Tagging, Bearer Control, SGW
SG-W -Serving Gateway: Routing, Forwarding. Mobility Anchor
PDN-GW- Conectividad del UE a redes externas-
PCRF - Policy and Charging Rules Function- Políticas , Niveles de Servicio
IMS-GWF/OCS - Online Charging
P/I/S-CSCF - Call Session Control Function - Maneja Sesiones SIP
MGF/MGW - Media Gateway - Interconexión a la PSTN
Hacia NFV / SDNEl futuro de los Proveedores de Servicios de Comunicaciones (PSC)
Modelo Actual NGN-IMS
POTSHW+SW
VideoHW+SW
3GHW+SW
DatosHW+SW
Red de ControlHW+SW
Red TransporteHW Red (Control+Data)
Red de Acceso / CPEHW CPE
Hardware
● HW Propietario Fragmentado● Requiere Instalación Física● Desarrollo de Nuevo HW es
una barrera para nuevos fabricantes limitando competencia e innovación.
Situación Actual de los PSC
● Ante Presión y ejemplo de las OTT y reducción de ingresos.
Se encuentran que requieren:
● Reducir Opex● Mayor Agilidad y Flexibilidad para Escalar● Nuevas fuentes de ingreso● Aumentar el Ecosistema de Empresas Innovadoras● Reducir el ciclo de innovación● Reducir el riesgo de implementar nuevos servicios● Competencia de las OTT
OTT (Over-the-top content/messaging)
● Contenido que llega de un tercero tal como: Netflix, Hulu, Amazon Video etc.
● En mensajería se refiere a terceros que proveen mensajería instantánea y
llamadas.
● Acceso a los servicios por múltiples dispositivos.
Impacto de las OTT en los PSC
● Reducción del uso de SMS.
● Reducción de uso de llamadas.
● Menor interés por parte de los usuarios por servicios de TV.
● Pueden proveer mejores servicios multiplataformas que los PSC.
● Tienen mayor agilidad y capacidad de reacción gracias a la utilización de
tecnologías en la Nube.
NFV/SDN
- NFV(Network Functions Virtualization) -Es un concepto de arquitectura de red que utiliza tecnologías de virtualización IT para virtualizar las funciones de red desacoplándolas del Hardware. Está diseñado para consolidar y entregar los componentes de red requeridos para una infraestructura completamente virtualizada. Es aplicable a cualquier función de los planos de control y datos en una red alámbrica o inalámbrica.
SDN (Software Defined Networking)
- Es una abordaje de redes de computadoras que permite que el control de la red sea programable y que la infraestructura subyacente sea abstraída para las aplicaciones y los servicios de red. Esto se logra separando el plano de control del plano de datos.
- Provee conceptos para implementar y manejar la infraestructura de NFV.- Actualmente se encuentra siendo utilizada en Datacenters IT.
NFV
Router Firewall vRAN vIMS vEPC
OS OS OS OS OS
VM VM VM VM VM
Plataforma de Virtualización (OpenStack)
Infraestructura HW (Servidores, Almacenamiento, Red)
Implementación NFV
Componentes:
- Hardware- NFVi- NFVi Add-ons- VNF- MANO (Management & Orchestration)
Ecosistema de Partners RedHat Linux
Casos de Uso NFV
● NFVIaaS● VNFaaS (E.j. vCPE)● VNPaaS● VNF Forwarding Graph● vIMS, vEPC● v Mobile Base Station ● vHome Entertainment● vCDN● Fixed Access Network Virtualization
Conocimientos para Trabajar en NFV/SDN y Servicios Modernos de Telecomunicaciones
- Redes de Computadoras y SDN- Open Source - Servidores Linux- OpenStack y Virtualización- Cloud Computing- DEVOPS- Conocimiento de Tecnologías Telecomunicaciones VOIP (SIP), Video,
Mensajería- Desarrollo de Aplicaciones
Comunidades IEEE
COMMUNICATIONS SOCIETY
SOFTWARE DEFINED NETWORKS COMMUNITY (NFV)
Cloud Computing
Computer Society
Recursos de Aprendizaje
Documentación:
https://access.redhat.com/documentation/en/
Software:
● IMS: Project ClearWater http://www.projectclearwater.org/● EPC: OpenEpc: http://www.openepc.com/ (Comercial)● SDN: Open Daylight https://www.opendaylight.org/● Openstack: https://www.openstack.org/● Linux
Recursos de Aprendizaje Prácticos
En línea: Amazon Web Service - Capa Gratuita
Software Defined Radios
Comunidades Open Source
Cono de Dale
Oportunidades en Telecomunicaciones● Operadores de Telecomunicaciones● Operadores Tecnología● Empresas - TI - Área de Comunicaciones● Vendors - Fabricantes de Equipos● ISV - Independent Software Vendors● OTT● Entes Reguladores● Gobierno
Grupos de Trabajo
DataCenters and Cloud Computing
Mobile Core, IMS, EPC, etc
Software Defined Networking
Media Over IP
Telecom Software
Documentación
( Gestión de Recursos)
Pensamientos Finales
- Softwarización de las Telecomunicaciones- Aumento de la Especialización- Cultura de Colaboración - Organización - Documentación - Procesos