Tercer Boletín Tecnológico Presentación

Transcripción

1 Tercer Boletín Tecnológico Presentación En este número se trata dos temas que consideramos son de actual interés, uno de ellos relacionado con los servicios que se soportan en tecnología VoIP sobre redes móviles, como es la prestación de la facilidad PoC (Push-to-Talk over Celular) que emula el funcionamiento de la tecnología iden de las redes troncalizadas digitales, lo que permite a los operadores ofrecer un servicio competitivo de comunicación de voz half-duplex e incorporarlo dentro de su cartera de servicios para sus abonados es decir, permiten incorporar la funcionalidad de la voz instantánea. El otro tema tratado en este número del Boletín Tecnológico es lo referente a las redes de próxima generación (NGN). En la primera parte, que se publicó en el segundo boletín (de Noviembre 2005), se trató lo concerniente a los grupos de estudio de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) que se ha constituido para el desarrollo de los diferentes aspectos de la arquitectura de la red NGN; en esta oportunidad y finalizando este tema se describe la arquitectura funcional de la primera versión de la NGN, el objetivo de cada uno de sus bloques y las capacidades funcionales previstas para el soporte de nuevos servicios. Si bien la industria de las telecomunicaciones desarrolla productos con gran velocidad en sus versiones propietarias, se considera importante conocer el estado de desarrollo de estándares pues es alrededor de éstos que se realiza la armonización y se logra la interoperabilidad de los distintos productos que la industria provee lo cual, hace posible la convergencia en toda su amplitud.

2 Voz sobre Protocolo Internet (VoIP) en redes móviles de Tercera Generación Síntesis La Voz sobre Protocolo Internet (VoIP) es un tema sobre el cual existe amplia información, sin embargo se suele entender a esta aplicación una alternativa alámbrica a la red de telefonía fija. El presente artículo presenta el uso de esta aplicación en redes móviles de Tercera Generación, tal como la conversación a un solo toque 1 en redes celulares o Push-To-Talk Over Cellular (PoC) que utiliza la VoIP. Consideraciones generales En la VoIP no se establece un camino de comunicación permanente entre las partes involucradas en una llamada telefónica sino que la voz es enviada en forma de paquetes, cada uno con la dirección del destino; la VoIP esta basada en la conmutación de paquetes donde cada paquete tomará su propia ruta hacia el destino donde serán nuevamente reensamblados, ordenados y convertidos en la señal de voz. La calidad de servicio QoS reside principalmente en permitir que los paquetes IP de voz sean entregados de manera eficiente, con un ordenamiento más lógico (evitando el ordenamiento en el destino), con menor retardo en el viaje de los paquetes desde el origen al destino. La calidad de servicio es un concepto importante en el momento de implantar una solución de VoIP debido a que la voz, al ser un proceso en tiempo real exige de la red tiempos adecuados de transmisión y de proceso. Según la recomendación G.114 de la UIT, el retardo máximo permitido para los paquetes de VoIP desde un punto a otro es de 150ms. Push-To-Talk Over Cellular (PoC) Mediante el PoC los operadores móviles celulares emulan el funcionamiento de la tecnología iden ofreciendo un servicio half-duplex 2 para incorporarlo en la cartera de servicios ofrecida a sus abonados, es decir, permiten incorporar la funcionalidad de la voz instantánea, en sus dos modalidades: conversación uno a uno (modo conexión directa) o comunicación de uno con varios a la vez (modo despacho). El iden es una tecnología inalámbrica desarrollada por el fabricante americano Motorola que combina las capacidades de un teléfono digital celular, de la radio bi-direccional, de un buscapersonas alfanumérico y de un módem para datos /fax, todo en su solo equipo. Opera en las bandas 800MHz, 900MHz y 1.5GHz. Su arquitectura combina tanto el TDMA como el GSM. Su ancho de banda es de 25MHz y puede ofrecer velocidades de datos de hasta 64Kbps. La diferencia que aún existe entre PoC y iden, es el mayor tiempo de retardo notado en el primero, desde que el abonado habla hasta que es escuchado por la contraparte. Debe notarse que éste es un servicio suplementario a la voz (basada en conmutación de circuitos) que normalmente proveen los operadores a sus abonados. Como se verá, el PoC es independiente del tipo de radio acceso de la red (GSM, CDMA). Entre las características que pueden ofrecer los operadores, está la posibilidad de ver en el directorio de teléfonos la disponibilidad de sus vínculos, esto quiere decir, saber que usuarios están disponibles en un determinado momento para recibir una llamada telefónica. Proceso de evolución del PoC El organismo técnico Third Generation Partnership Project (3GPP) 3 en el PoC a través de sus diferentes versiones: ha venido introduciendo mejoras 1 Traducción libre del boletín para referirnos en español a la aplicación Push-to Talk. 2 Los extremos se comunican de forma alternada, uno escucha y el otro habla, y viceversa 3 El 3GPP es un organismo establecido en diciembre de 1998 con la finalidad de elaborar las especificaciones y reportes técnicos de las redes móviles de Tercera Generación (3G) basados en la evolución de las redes núcleo GSM y de las

3 Release 97 (R97) introdujo el PoC como la versión básica de un servicio de mensajería de voz en tiempo no real dentro de una red General Packet Radio Service (GPRS). Release 99 (R99) introdujo nuevas características como la comprensión de la cabecera y definición de clases de calidad de servicio para el streaming permitiendo una comunicación con una mejor calidad que las comunicaciones del tipo walkie-talkie. En el Release 5 (R5) se introdujo el concepto del IP Multimedia Subsystem (IMS) 4 que permite el soporte de aplicaciones multimedia IP dentro del sistema 3G UMTS. El IMS permite a los operadores móviles ofrecer servicios multimedia a sus abonados basados en el protocolo IP introduciendo el concepto de bearer channel (canal portador) que facilita la integración de servicios en tiempo real y tiempo no real para servicios tanto móviles como fijos. En el Release 6 (R6) se añadió la interoperabilidad con el WLAN. Posteriormente, se introdujeron mejoras con EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) y WCDMA (Wide-Band Code Division Multiple Access) donde el mayor ancho de banda disponible ha permitido reducir el tiempo de respuesta. En la figura N 1 se muestra la arquitectura de PoC Figura N 1 Arquitectura PoC Io OTAP Ips UE ACCESS NETWORK Im Is It IMS Core Ip1 GLMS If Ik In Presence Server PoC Server Itn Remote PoC Networks It: Floor Control and media Itn: Floor Control and media Is: PoC Client to Proxies Session Signaling If: Proxy to PoC Server Session Signaling In: Proxy to Proxy Session Signaling Im: Group Mgmt to PoC Client Ik: Group Mgmt to PoC Server Fuente: Push-To-talk over Cellular (PoC); Architecture; PoC Release 2.0 ( ) A continuacion, se muestra en las figuras N 2 y N 3 el procedimiento de establecimiento de llamada en el entorno PoC: tecnologías de acceso que se soportan sobre ésta (UTRA FDD y UTRA TDD). Posteriormente su alcance se extendió a las especificaciones GSM GPRS EDGE. 4 El objetivo del IMS es el soporte de aplicaciones denominadas IP Multimedia Applications que comprenden múltiples componentes como video y audio; así como la posibilidad de agregar y retirar componentes durante una sesión.

4 Figura N 2 Establecimiento de conexión directa con sesión rápida UE A Controlling / Participating PoCS A Participating PoCS B UE B 1. REFER Accepted 3. INVITE OK Floor granted Floor taken Floor taken Media Media Media 6. NOTIFY 5. ACK OK Fuente: Push-To-talk over Cellular (PoC); Architecture; PoC Release 2.0 ( ) En el caso de una sesión rápida el UE A y el UE B establecen sesiones rápidas hacia sus respectivos servidores PoC. Los servidores PoC pueden pertenecer al mismo o a diferentes dominios de operadores. 1. Durante la fase de establecimiento de la conexión, la sesión es establecida usando la solicitud REFER de SIP entre el UE A y el Servidor PoC A. 2. La respuesta SIP 202 Accepted es enviada inmediatamente por el Servidor PoC A. 3. El Servidor PoC A envía una solicitud SIP INVITE hacia el Servidor PoC B. 4. La respuesta SIP 200 OK es inmediatamente enviada hacia el Servidor PoC A por el Servidor PoC B, al mismo tiempo el UE B tiene una sesión rápida 5 establecida y se encuentra en la modalidad de respuesta automática. 5. El Servidor PoC A envía una solicitud SIP ACK al Servidor PoC B. 6. El Servidor PoC A envía al UE A una solicitud SIP NOTIFY después de la primera ráfaga de señal vocal para informar que el UE B ha aceptado la conexión. 7. El UE A envía la respuesta SIP 200 OK (NOTIFY) al Servidor PoC A. 5 La sesión rápida (Early session) es usada para tener una sesión disponible para el establecimiento de una conexión rápida con el REFER.

5 Figura N 3 Establecimiento de conexión a grupo UE A Participating PoCS A Controlling PoCS A Participating PoCS B1 UE B1 Participating PoCS B2 UE B2 1. INVITE 2. INVITE 3. INVITE 4. INVITE 5. INVITE Accepted Accepted INVITE Floor granted Floor granted Media Media OK OK 12. ACK 13. ACK Floor taken Floor taken 15. NOTIFY 14. NOTIFY Media Media OK OK Ringing Ringing OK OK 25. NOTIFY 24. NOTIFY OK OK 22. ACK 23. ACK Floor taken Floor taken Media Media Fuente: Push-To-talk over Cellular (PoC); Architecture; PoC Release 2.0 ( ) El UE A envía un SIP INVITE hacia la dirección del Instant Group apuntando al Servidor de Control PoC a través de su Servidor PoC asignado (pasos 1 y 2). El Servidor de Control PoC autoriza al miembro A. Si el miembro A es autorizado por el Servidor PoC Instant Group éste inicia una sesión de Instant Group con otros miembros a través de sus respectivos Servidores PoC (pasos 3 a 5). Los miembros atendidos por el Servidor B1 dependiendo de si se encuentran en respuesta automática / manual inician los procedimientos de establecimiento de sesión y envían una respuesta SIP 183 hacia el Servidor de Control PoC (pasos 6, 7, 10 y 11). Los miembros atendidos por el Servidor B2 dependiendo de si se encuentran en respuesta automática / manual inician los procedimientos de establecimiento de sesión y responden la solicitud SIP INVITE con la respuesta 200 (OK) hacia el Servidor de Control PoC (pasos 4, 20 y 21). El proceso de arbitraje envía al UE A, la respuesta 202 (Accepted) junto con el mensaje de floor grant 6 informando que ningún miembro atendido por el Servidor B1 ha sido alcanzado pero que puede enviarse información. El Servidor de Control PoC puede almacenar temporalmente la información recibida del miembro A hasta que pueda ser entregado al miembro Bi (pasos 8 y 9). Cualquier respuesta provisional, por ejemplo mensaje 180 (timbrado) recibido desde UE B2 será devuelto al Servidor de Control PoC dependiendo del estado del Servidor descartando o enviando al UE A (pasos 18 y 19). Cuando tanto UE B1 y UE B2 aceptan la invitación, los Servidores asignados B1 y B2 entregarán la respuesta 200 OK hacia el Servidor de Control PoC. El Servidor de Control PoC informa que UE B1 y UE B2 están conectados utilizando las solicitudes SIP NOTIFY (pasos 14, 15, 24 y 25). 6 Es una acción de la red para informar al solicitante que el permiso para hablar ha sido concedido.

6 Por otro lado, el organismo técnico Third Generation Partnership Project 2 (3GPP2) también introdujo cambios en la red núcleo como el IP Multimedia Domain (MMD) que es similar al IMS del 3GPP. El MMD soporta terminales móviles que utilizan SIP. Como la tendencia es la integración hacia una red totalmente IP se vio la necesidad de armonizar los componentes de los subsistemas núcleo 3GPP y 3GPP2 de tal manera que las redes IP (de voz o datos) basadas en los estándares ANSI-41 y GSM puedan interoperar. Las redes de tercera generación poseen la capacidad de entregar servicios de voz en modo circuito y en modo paquete (VoIP) así como datos a alta velocidad en modo paquete. Estas redes se caracterizan por: Codificación digital de la voz en la interfase de aire. Empleo de técnicas de acceso múltiple como el TDMA y el CDMA. Capacidad de proveer tasas de transmisión de datos de 144Kbps para una alta movilidad (más de 120Km/h), 384Kbps para una movilidad media (menos de 120Km/h) y 2Mbps para ambientes internos de oficina (menos de 10Km/h). Empleo de técnicas de conmutación de paquetes para transmisiones de datos y voz (VoIP). Funcionalmente, la arquitectura de las redes móviles de Tercera Generación está compuesta en tres subsistemas: Red de Acceso de Radio (RAN) es el subsistema encargado de gestionar el ingreso de los equipos terminales de los abonados a la red (terminales móviles, PDAs, notebooks, etc.). La interfase hacia el abonado se denomina interfase de radio y puede variar dependiendo de la tecnología implementada por el operador móvil (CDMA, CDMA2000, GSM, GPRS, W-CDMA, etc.). Núcleo de Red (CN) es el subsistema central de la red encargado de las funciones de conmutación en modo circuito y en modo paquete (IP), de las funciones de movilidad y conexión. Asimismo, a través del CN se accede a otras redes externas (como la red de telefonía fija) y a plataformas de servicios y aplicaciones (como los servidores MMS,.PoC, etc.). Plataformas de servicios y aplicaciones. La tecnología de VoIP utilizará las capacidades de la red núcleo IP de las redes móviles para permitir conexiones IP. Entre los beneficios de una red totalmente IP podemos mencionar: Mayores costos de eficiencia en el transporte de voz y datos sobre la misma red. Simplificación de la administración de la red. Referencias: Motorola Push-To-Talk over Cellular (PoC): Market Growth at the Push of a Button. Motorola. February, PTT The Beginning of VoIP in the mobile industry?. The Shosteck Group. May, Push To Talk for GSM/3G Networks Business Opportunity and Market Update. Global mobile Subscriber Association (GSA). December, Push to Talk over Cellular. Siemens Mobile Push-to-talk over Cellular (PoC); Architecture; PoC Release 2.0. Architecture V ( ). Diplomado en Tecnologías de las Comunicaciones Móviles Celulares. UPC. Junio,

7 REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN (2) NGN Primera versión (NGN Release 1) Síntesis.- En la primera parte, de la serie de dos, del presente artículo se expuso la definición, características de la NGN así como el estado del estudio que a nivel de la Unión Internacional de Telecomunicaciones se viene desarrollando, así mismo se reseñó la conformación de los diferentes grupos de estudio y los ámbitos de trabajo de cada uno de ellos, queda ahora ver como es la arquitectura funcional de la primera versión de la NGN, el objetivo de cada una de sus bloques así como las capacidades funcionales previstas para el soporte de nuevos servicios. Introducción Como se mencionó en la primera parte de este artículo la FGNGN de la UIT-T adoptó la aproximación basada en versiones (Release) para la producción de las recomendaciones de la NGN, con un enfoque claramente definido en cada versión con fechas límite para su finalización. La primera versión o Release 1, como es su denominación en el idioma Inglés, es el primer paso hacia un marco de trabajo detallado de servicios, capacidades y funciones de red que constituyen a la NGN, tal como está descrito en la Recomendación Y En esta versión se asegura una arquitectura flexible para el adecuado soporte y mejora de las nuevas versiones que se irán desarrollando con un mínimo impacto, lo cual es considerado como una característica esencial del marco de trabajo de la NGN. Se espera que en el marco de trabajo de la NGN se entreguen servicios personalizados que sean requeridos por los usuarios y proveedores de servicios, ya que las realizaciones específicas de la NGN pueden ir más allá de los servicios y capacidades descritos en el Release 1 de la NGN y los requerimientos de un proveedor de servicios pueden conducir hacia un conjunto particular de servicios y capacidades para ser soportados en una red en particular. Es importante mencionar que hay áreas importantes que no han sido incluidas en los términos de referencia de la FGNGN y consecuentemente no han sido discutidas (al menos en la dirección correcta) en el Release 1. Estas áreas incluyen aspectos de denominación, numeración, direccionamiento y encaminamiento, señalización, tasación y facturación, temas de gestión, transmisión y calidad de servicio para el desempeño de la red. Entorno objetivo de la NGN Aquí se señalará algunos aspectos claves del entorno del Release 1 de la NGN, en el esquema de esta primera versión se soporta objetivos avanzados de arquitectura para ofrecer un amplio conjunto de servicios sobre una plataforma unificada en la capa IP. Así, la capa de transporte tiene que soportar una multiplicidad de redes de acceso y también toda la variedad de terminales de usuario tanto móviles como fijos. Los servicios están separados de la capa de transporte y se encuentran en una capa de servicios, los cuales no están limitados a los que ofrece la red NGN en la que residen, sino que pueden ser obtenidos de distintos proveedores de servicios y de terceras partes. En el Release 1 los servicios son portados sobre IP, sin embargo el protocolo IP tiene que ser portado a su vez por otras tecnologías subyacentes de nivel inferior (recordemos que IP está en el nivel de red en la arquitectura TCP/IP y en el nivel 3 de OSI) tales como el modo de transferencia asíncrono (ATM), Ethernet, Frame Relay etc. De otro lado se asume que la conexión vía IPv4 o IPv6 se da en los puntos de interconexión de paquetes y en las interfaces de las redes de paquetes, de tal modo que el enfoque está orientado a la definición de las interfaces de paquetes IP. En lo concerniente a la QoS, ésta se ofrece en un contexto extremo a extremo ya que el QoS se coordina a través de las entidades de la capa de transporte, acceso y núcleo de red. Con esta perspectiva el Release 1 tiene un conjunto de requerimientos que debe cumplir, de arquitectura y lineamientos para ofrecer QoS extremo a extremo, incluyendo control de recursos y admisión, coordinación entre las redes de acceso y núcleo, y los aspectos de red Inter-núcleo.

8 En el entorno abierto IP se considera también como aspectos críticos, la seguridad para los usuarios y para la misma red, por lo cual el Release 1 contiene especificaciones de seguridad basados en la aplicación de la Recomendación X.805 para la NGN. Por ello se está abordando los siguientes aspectos de seguridad: control de acceso: autenticación, no repudio, confidencialidad de datos, seguridad en las comunicaciones, integridad de datos, disponibilidad y privacidad; estas consideraciones también contemplan los aspectos de seguridad adicionales como resultado de la interconexión de las redes actuales con la NGN. Para que la NGN sea un sistema robusto, eficiente y manejable, es necesario que haya una adecuada coordinación entre todos los componentes dentro de la NGN y también a través de sus fronteras. La gestión de la NGN soporta el monitoreo y control de los servicios NGN así como los componentes de servicio y transporte vía la comunicación de la información de gestión a través de las interfaces entre los componentes NGN y los sistemas de gestión. Aunque los objetivos de gestión de la NGN están comprendidos en el Release 1, hay otro grupo especializado de la UIT-T, el NGN Management Focus Group que está trabajando en cooperación con la FGNGN y el Grupo de Estudio 4 (SG 4) para la definición de objetivos reales y las correspondientes soluciones. Este trabajo incluye por ejemplo la provisión de capacidades para la gestión de los servicios de la NGN independientes de los componentes de transporte NGN, la creación de servicios a partir de las capacidades de servicio, personalización de los servicios de usuario final, mejoras tales como el auto servicio de clientes, para hacer que los proveedores de servicios reduzcan el tiempo empleado en el diseño, creación y entrega de los servicios. La movilidad generalizada es un aspecto clave del esquema de la NGN, los usuarios móviles requieren mecanismos transparentes y continuos para la itinerancia entre las redes de los operadores, y acceso continuo a sus servicios desde diversos entornos utilizando una diversidad de terminales con capacidades distintas. Adicionalmente, las comunicaciones NGN y los servicios tienen que estar disponibles para todos los usuarios calificados que los requieran de manera indistinta de la tecnología de la red de acceso que estén utilizando, teniendo en cuenta que, los servicios pueden ser adaptados para un tipo específico de terminal y son compatibles con la QoS de la red de acceso. Para la movilidad dentro de la NGN no se han propuesto nuevas interfaces en el Release 1, se utilizarán las interfaces y capacidades de señalización existentes para todos los tipos de movilidad como están actualmente definidas. La movilidad personal está basada en un identificador y en la capacidad de la red de proveer aquellos servicios delineados en el perfil de servicio del usuario. Para el Release 1 de la NGN, la movilidad personal continuará siendo utilizada donde los usuarios puedan registrarse, ellos mismos, con los servicios. De igual manera la movilidad de terminal existirá alrededor de las redes en las cuales pueda registrarse en la red de acceso. Nomadismo, definido como la movilidad personal o de terminal sin mantener una sesión activa de servicio durante la movilidad será soportada entre redes y dentro de una misma red. Esto no excluye el soporte para la movilidad sin interrupción de una sesión activa de servicio, donde exista tal continuidad se espera que tal soporte sea utilizado por el Release 1 de la NGN. Las aplicaciones para los usuarios finales ofrecidos como parte de la NGN están diseñados para ser fácilmente creados en un entorno abierto tanto para operadores como para terceras partes. Un esquema flexible de servicio posibilita la implementación de servicios de valor añadido haciendo uso de las capacidades del núcleo de la red en un entorno agnóstico (no se toma en cuenta las características del núcleo de la red, como consecuencia de la separación de la capa de servicio de la capa de transporte) Adicionalmente al entorno abierto de las capacidades de servicio, se incluye soporte al usuario final para compatibilidad entre varios servicios, de suscripción desde diferentes proveedores de servicios y acceso desde diferentes entornos de red de acceso. Componentes básicos. Alrededor de los componentes básicos del Release 1 de la NGN, es esencial mencionar al componente IP multimedia, que está posicionado con las funciones de control y de servicio de la arquitectura NGN, este componente de servicio esta basado en el IMS (Internet Multimedia Subsystem) del proyecto de la sociedad para la tercera generación (3GPP)/ 3GPP2 (Third Generation

9 Partnership Project). Este ha sido el punto de partida para la definición del Release 1 de la NGN, impulsando las capacidades (control de llamada/sesión basada en el protocolo SIP) del IMS de 3GPP/3GPP2 y de las comunicaciones conversacionales en tiempo real considerando apropiadamente las extensiones que se requerían, por ejemplo para el soporte de un entorno heterogéneo de redes de acceso en el Release 1. Se debe notar que se mantiene una total compatibilidad con la conectividad IP de 3GPP/3GPP2 (por ejemplo IP-CAN) y los terminales. Es necesario que todas las redes de acceso en la NGN ofrezcan conectividad IP como ejemplo se muestra a continuación una relación, no exhaustiva, de tecnologías de acceso para la NGN: Dominio alámbrico: la famillia xdsl, Jeraquía digital plesiócrona/sincrónica PDH/SDH, acceso óptico punto a punto y sistemas de transporte por red óptica pasiva (xpon), redes de cable y comunicación por línea eléctrica PLC (Power Line Communication). Dominio inalámbrico: IEEE.802.x wíreless networks (Wi-Fi, WIMax, WLAN, accesos inalámbricos de banda ancha), redes de radiodifusión, dominio de conmutación de paquetes 3GPP/3GPP2 Dado que un tema a considerar es la interconexión entre redes NGN que pueden pertenecer a: dominios administrativos diferentes, entre redes NGN de diferentes dominios y con otras redes que provean comunicaciones, servicios y contenidos, en el Release 1 se ha contemplado el soporte para el acceso hacia y desde otras redes de tal forma que se pueda soportar la prestación de servicios a través de múltiples dominios administrativos de red. La interconexión directa con la red de telefonía pública (RTPC)) con la red digital de servicios integrados (RDSI) serán soportados por medio de funciones de interworking implementados dentro de la NGN. Las capacidades de interconexión contempladas en el Release 1 de la NGN son: - Redes convencionales basadas en circuitos: RTPC/RDSI, red pública móvil terrestre (PLMN). - Otras redes basadas en IP: Internet pública, redes de cable, redes de difusión, otras redes multimedia (3GPP/3GPP2 IMS). De otro lado, los usuarios pueden desplegar una variedad de servicios detrás de la función de terminación de red, ya que se reconoce que ellos despliegan firewalls, administran direcciones privadas IP en combinación con la traducción de direcciones IP a puertos y viceversa (NAPT), en el Release 1 se soporta acceso múltiple a la red NGN desde una única función de terminación de red vía la red del usuario. Este soporte está limitado al control de una parte de las funciones de pasarela (gateway) entre el equipo propiedad del usuario y la función de transporte en el acceso, los aspectos de gestión de la red del usuario así como las implicancias de sus arquitecturas específicas sobre la NGN, no son parte del alcance del Release 1. La NGN soportara una variedad amplia de terminales de usuario, desde aquellos con capacidad para soportar un único servicio hasta aquellos que soportan un conjunto programable de servicios. Es importante tener en cuenta que en el esquema de la NGN no se especifica ningún tipo de terminal en particular, más allá de la compatibilidad y autenticación en la NGN y la pila de protocolos de control y transporte.

10 Servicios Se muestran una gama de servicios que serán soportados en el Release 1 de la NGN: Servicios multimedia: soportará comunicaciones conversacionales en tiempo real (otros distintos a la voz) y comunicaciones que no son en tiempo real. Esto incluye, pero no está limitado, a proveer comunicación extremo a extremo utilizando más de un medio, por ejemplo: Servicios de mensajería: mensajería instantánea (IM), servicios de mensajes cortos (SMS), servicios de mensajes multimedia y demás. Presionar y hablar (Push to talk) sobre NGN. Servicios interactivos multimedia punto a punto: video telefonía, whiteboarding 7, conversación total, servicios colaborativos de comunicaciones interactivas (conferencia multimedia con comparticion de archivos y aplicaciones, juegos, e-learning). Servicios basados en un solo toque (push-based service 8 ): por ejemplo servicios multimedia sobre IP que incluyen nuevos servicios como seguridad pública, gobierno e información tecnológica corporativa. Servicios de distribución de contenidos: radio y video streaming, música y video a demanda, distribución de imágenes profesionales y médicas, publicidad electrónica. Servicios de difusión/multidifusión. Servicios de información: estado del tráfico en las carreteras, información de tickets de vuelo, etc. Servicios basados en localización. Servicios basados en 3GPP/3GPP2, servicios basados en otros tipos de acceso. Emulación de servicios PSTN/ISDN: se posibilita que los terminales convencionales continúen utilizando los servicios de telecomunicaciones existentes mientras están conectados a la NGN, el usuario experimentará el mismo comportamiento como si estuviera conectado a las redes PSTN/ISDN convencionales, sin embargo no todas las funcionalidades e interfaces tienen que estar presentes para proveer la emulación de una red PSTN/ISDN en particular. Esta emulación se realiza mediante la adaptación a la infraestructura IP de la NGN de otro lado el conjunto de servicios PSTN/ISDN que se soporten sólo serán aplicables a cierto conjunto de terminales convencionales. Simulación de servicios PSTN/ISDN: se habilita a los terminales NGN en una red NGN a utilizar servicios de telecomunicación similares a los servicios PSTN/ISDN convencionales (los terminales convencionales con un adaptador pueden utilizar estos servicios de simulación). Los servicios simulados no tendrán necesariamente todas las funcionalidades definidas para la PSTN/ISDN y puede no usar necesariamente los modelos de llamada o protocolos de señalización que se utilizan en la PSTN/ISDN, la simulación proveerá capacidades similares a la PSTN/ISDN utilizando control de sesión sobre interfaces e infraestructura IP. Otros servicios: Esta categoría está orientada a varios servicios de datos comunes a las redes de paquetes, por ejemplo los servicios de red privada virtual (VPN) aplicaciones de recuperación de datos, servicios de comunicación de datos (transferencia de archivos, correo electrónico), aplicaciones en línea (ventas en línea, comercio electrónico, pedidos comerciales en línea, etc.) servicios de red de sensores, servicios de control remoto y acción a distancia (control de aplicaciones residenciales, telemetría, alarmas). Acceso a Internet: Aunque no está comprendida en los alcances del Release 1, en la NGN se ha considerado el acceso a Internet a través de los medios preexistentes, así como a través de la red núcleo NGN (core NGN), que incluye transparencia en las comunicaciones en el contexto extremoa extremo, interacción entre pares (peer to peer) y otros servicios dentro de los alcances de la NGN. Aspectos de servicio público: Estos servicios pueden ser necesarios cuando las redes NGN soporten servicios públicos, por lo que la NGN proveerá estos servicios de acuerdo con las regulaciones 7 Término utilizado para describir la colocación de documentos compartidos en una pantalla cuaderno compartido o pizarra blanca whiteboard. 8 Servicios en los cuales la transferencia de datos se hacen sin la petición del usuario y se entiende que el servidor conoce lo que el usuario desea. También hay la modalidad de pull-based services en la cual los datos se transfieren por acción del usuario.

11 nacionales, regionales, los tratados internacionales, sin embargo la realización de estos servicios no están dentro de los alcances del Release 1 del FGNGN, dentro de estos servicios están: Intercepción legal Rastreo de llamadas maliciosas Identidad del usuario, presentación y privacidad Comunicaciones de emergencia Usuarios con discapacidad Selección de proveedor de servicios Capacidades para el Release 1 NGN A diferencia de las redes convencionales donde se requiere de una infraestructura específica para soportar un determinado servicio, una red NGN se construye en base a un conjunto de bloques funcionales, los mismos que constituyen las capacidades de la NGN. Esta forma de construcción le permite a la NGN tener gran flexibilidad para el desarrollo de nuevos servicios y permite que estos tengan una naturaleza evolutiva, además permite la intervención de terceras partes en su desarrollo. Estas capacidades se caracterizan mediante la conformación de dos grupos: uno correspondiente a las capacidades básicas y otro correspondiente a las capacidades de soporte de servicios. Respecto a la estructura de capas o niveles de la NGN las capacidades básicas están relacionadas principalmente a la capa de transporte (capacidades subyacentes), mientras que las capacidades de soporte de servicios están relacionadas con la capa de servicios y son básicamente accesibles de forma directa por las aplicaciones NGN. Ejemplos de capacidades básicas son: la gestión de red, encaminamiento, autenticación y autorización, tasación, clasificación de tráfico, gestión de prioridades y recursos para los medios. Las capacidades de soporte de servicios usualmente están acompañadas con otras capacidades o servicios para proveer funcionalidades mejoradas, aunque algunos, pueden ser utilizadas como servicios independientes en casos específicos. Las capacidades identificadas en el Release 1 de la NGN han sido derivadas de las funcionalidades ya desarrolladas en varios cuerpos técnicos y consideradas ya listas para su uso en el esquema cronológico de trabajo del Release 1. Capacidades de soporte de servicios Los servicios incluidos en estas capacidades son: - Presencia - Ubicación - Gestión de grupos - Manejo de mensajes - Capacidad de un solo toque - Difusión y multidifusión - Manejo de sesiones - Gestión de dispositivos Presencia: referida a la información del estado del usuario o terminal conectado a la NGN, tal como ubicación (latitud y longitud), lugar (oficina, hogar o exteriores), tipo de acceso (acceso telefónico, DSL, fibra o inalámbrico), tipo de terminal (PC o celular), disponibilidad (ocupado o libre), condiciones de acceso (congestión o disponibilidad de recursos) y demás. Asimismo para el soporte de la presencia, se requiere de las siguientes capacidades: Capacidad de recolección: recolectar la información de presencia y enviarla a la entidad de la capacidad de gestión en tiempo real. Mientras esta capacidad busca la información de presencia, se debe detectar todos los cambios en la información de presencia. Capacidad de gestión: almacena la información de presencia recolectada y lo envía hacia los usuarios solicitantes a través de la capacidad de distribución. Capacidad de distribución: distribuye la información de presencia recolectada a los usuarios solicitantes. Si el usuario lo solicita él o ella debe ser notificado(a) de los cambios en la información de presencia.

12 Dado que la información de presencia es parte de la información privada de los usuarios, éstas deben ser administradas de acuerdo a las reglas de privacidad y acceso. Ubicación: la NGN debe tener los mecanismos necesarios para determinar y reportar la información de la ubicación de los terminales de los usuarios y gestionar la información de ubicación como un atributo estándar de los terminales. Esta capacidad puede ser usada por diversos servicios y es particularmente importante para casos de emergencia tales como accidentes de tránsito, desastres naturales y emergencias médicas. La ubicación puede ser especificada de varias formas: para terminales fijos se puede utilizar la dirección asignada al terminal, mientras que para los terminales móviles se puede utilizar la posición georeferenciada de la estación base. Para mayor precisión se puede utilizar la información de los sistemas de posicionamiento global (GPS). Gestión de grupos: tiene que ver con la seguridad y gestión eficiente de las entidades de red, los servicios VPN provistos por los operadores de red constituyen un caso típico que requieren de esta capacidad, un grupo cerrado de usuarios necesita definir una lista de miembros y utilizar un entorno seguro de comunicaciones. Manejo de mensajes: tiene que ver con la gestión de flujos de datos basados en mensajes y también se le denomina mensajería. Los tipos de mensajes se distinguen de acuerdo a varios criterios, mensaje único, mensaje multimedios, de tiempo real, de tiempo no real (3GPP tiene definido, inmediato, reparto diferido, tipos de mensajes basados en sesiones). Ejemplos de mensajes en tiempo real son el chat y el intercambio de mensajes (Messenger, ICQ) y el correo electrónico, los sistemas de mensajes cortos son ejemplos de mensajes en tiempo no real. Difusión y multidifusión: permite que las aplicaciones puedan enviarse a multiples usuarios al mismo tiempo, adicionalmente se soportan mecanismos unicast, broadcast y multitas. Capacidad de un solo toque 9 : Esta capacidad es utilizada para transmitir datos desde un iniciador (origen) hasta un recipiente sin ninguna acción previa de éste recipiente (destino). Esta transmisión de datos puede iniciar aplicaciones en el terminal receptor. Un ejemplo típico de un servicio basado en un solo toque (push-based service) es el servicio push-to-talk en las redes celulares, sin embargo estas capacidades de un solo toque pueden ser utilizados esotros escenarios tales como la muestra de mensajes o generación de anuncios en terminales, como el televisor, mensajeria de emergencia en desastres naturales tales como terremotos o tsunamis. Manejo de sesiones: tiene que ver con el establecimiento y terminación de sesiones en un contexto extremo a extremo y todo lo relacionado con su gestión y coordinación tales como la localización de los usuarios destinatarios, control de los derechos de acceso y de la asignación de recursos. El proceso de la gestión de sesiones incrementa el grado de complejidad cuando se liberan aplicaciones multimedia para múltiples usuarios, por ejemplo en una conferencia multimedia utilizando diferentes tipos de medios tales como, video, voz, mensajería, whiteboarding ; puede ser necesario el establecimiento de múltiples conexiones basadas en calidad de servicio sobre una misma sesión, así como la alineación de los codificadores para cada medio. De otro lado la gestión de conferencias multipartitos requieren capacidades de gestión de sesión para administrar la incorporación y abandono de los usuarios durante la conferencia. Gestión de dispositivos: permite a los protocolos de gestión de red y otros mecanismos una gestión robusta de los terminales de usuario y sus aplicaciones sobre una variedad de portadoras durante todo su ciclo de vida. Un aspecto de esta capacidad es la provisión de dispositivos mediante el cual estos son inicialmente configurados con una mínima interacción con el usuario. Utilización de las capacidades de soporte de servicios Los servicios desplegados en el entorno NGN pueden ser mejorados y se pueden crear otros utilizando las capacidades mencionadas, se presenta a continuación un ejemplo de correspondencia entre los servicios y estas capacidades; para el caso de la conferencia multimedia, ya mencionado anteriormente, se pueden ver que, para mejorar las prestaciones de este servicio, se puede utilizar 9 Traducción libre del boletín para la expresión en el idioma inglés: The push capability

13 las capacidades de presencia, gestión de grupos, manejo de mensajes, difusión/multidifusión, manejo de sesión: - La capacidad de presencia puede ser utilizada para encontrar la dirección o determinar el estado de los miembros de la conferencia, - la gestión de grupos puede ser utilizada para administrar a los miembros, - el manejo de mensajes posibilita las comunicaciones basadas en mensajes, - la difusión permite la aplicación de métodos apropiados para la comunicación entre los miembros de la conferencia y - el manejo de sesiones permite administrar apropiadamente las operaciones de incorporación y abandono de los miembros. Asimismo para el caso del servicio de telemedicina móvil, adicionalmente a la capacidad del manejo de sesión, se puede utilizar también la capacidad de ubicación de tal manera de determinar y reportar la ubicación exacta de la ambulancia y esta información puede resultar vital cuando se trate de hallar el hospital más próximo. Los servicios de entrega de información constituyen un caso relevante de utilización de la capacidad difusión y multidifusión, (de los casos de utilización dentro de los alcances del Release 1 de la NGN del FGNGN) que pueden ser usados para propósitos de escalabilidad y eficiencia en el uso de los recursos, y la capacidad de un solo toque puede ser utilizado en escenarios para enviar contenidos de tiempo real inmediatamente después que los terminales o aplicaciones hayan sido actualizadas utilizando la gestión de dispositivos. Como conclusión de lo expuesto hasta aquí, es conveniente mencionar que la amplia gama de escenarios de servicios en los diferentes entornos de las redes en el futuro utilizara las capacidades actuales y otras nuevas de diferentes maneras, dado que la creación y despliegue flexible de servicios constituye el mayor requerimiento y mayor valor del entorno NGN. La NGN proveerá los enlaces tecnológicos para dotar de ubicuidad al acceso del usuario hacia un conjunto de servicios, estos servicios de otro lado, se desarrollan en un entorno abierto de manera independiente de la multiplicidad de redes de acceso y de los diferentes tipos de terminal que serán soportados por la red NGN;. Como podemos ver, el Release 1 es un paso hacia adelante en el amplísimo marco de trabajo de la NGN, se identifica los servicios y capacidades básicos y los hace disponibles rápidamente en el nuevo entorno de la convergencia. Las futuras versiones o Releases mejorarán y podrán a disposición de los usuarios nuevos servicios y capacidades; las áreas significativas de trabajo incluyen movilidad continua, mejora en la seguridad y la introducción de nuevos servicios multimedia que aún no han sido considerados.

14 Arquitectura funcional de la NGN En el siguiente diagrama se muestra la concepción de la arquitectura de una NGN, es pertinente señalar que esta arquitectura puede tener modificaciones de acuerdo a como se presenten los resultados de posteriores estudios: Provisión de aplicaciones por terceras partes Capa de servicios Funciones de aplicación F u c i o n e s Perfil de servicio de usuario Funciones de control de servicio Control de servicios d e g e s t i ó n Funcio nes de usuario final UNI Perfil de transporte de usuario Funciones de acceso Funciones de control de acoplamiento de red Funciones de transporte de acceso Funciones de borde Funciones de control de recursos y admisión Funciones de control de transporte Funciones de transporte Funciones de transporte de núcleo Funciones de manejo de medios Funciones de Gateway Otras redes Capa de transporte Control Medios Gestión Gráfico adaptado de IEEE Communications Magazine Octubre de 2005 Vol. 43, N 10 Funciones de la capa de transporte Esta capa provee conectividad para todos los componentes y las funciones que están físicamente separadas dentro de la NGN.; el protocolo IP ha sido elegido como la tecnología de transporte para la NGN, por lo que en esta capa se provee la conectividad IP para los equipos de usuario final que están fuera de la red NGN, con los controladores y las facilidades que usualmente residen en los servidores dentro de la NGN. Esta capa se encarga de proveer calidad de servicio extremo a extremo (end-to-end QoS) lo cual es una característica deseable de la NGN. Esta capa está dividida en tres funciones: funciones de acceso, de núcleo de red (core network) y una función que enlaza estas dos funciones. Funciones de acceso Gestiona el acceso del usuario final a la red, las funciones de acceso dependen de la tecnología de acceso, tales como W-CDMA, xdsl, cable módem, Ethernet, acceso con fibra óptica, tecnología inalámbrica. Funciones de transporte en el acceso Se encarga del transporte de la información a través de la red de acceso y aplica al tráfico de usuario mecanismos de calidad de servicio y de control tales como gestión de colas, de la memoria

15 intermedia para almacenamiento temporal, filtrado de paquetes y clasificación, conformación, caracterización, observación del tráfico. Funciones de borde se encarga de procesar el tráfico cuando el tráfico de acceso se introduce al núcleo de la red, Funciones de transporte en el núcleo aseguran el transporte de la información a través del núcleo de red y provee la diferenciación de la calidad de servicio para el transporte en la red de acuerdo con la interacción con las funciones de control de transporte Funciones de control de acoplamiento de la red provee el registro a nivel de acceso y la inicialización de las funciones de usuario final para el acceso a los servicios de la NGN. Proveen identificación y autenticación a nivel de red, gestiona los espacios de dirección IP y la autenticación de las sesiones de acceso, también notifica al usuario el punto de contacto del servicio NGN y las funciones de aplicación. Esto es estas funciones visiten al equipo del usuario final en el registro y el incio del uso de la NGN. Funciones de control de recursos y admisión provee funcionalidades de control de puerto, de admisión e incluye control de direcciones de red, traducción de puertos (NAPT) 10 y diferenciación de los códigos de punto del campo de servicios (DSCP). El control de admisión comprende la autenticación y autorización basados en el perfil de usuario teniendo en cuenta las reglas específicas del operador y la disponibilidad de recursos. La verificación de la disponibilidad de recursos significa que las funciones de control de admisión identifica si la solicitud de un recurso, pro ejemplo ancho de banda, es permitido dado los recursos disponibles a diferencia de los recursos que ya están asignados o utilizados. Funciones de perfil de transporte de usuario este bloque funcional representa la compilación de usuario y otros datos de control en una única función de perfil de usuario, en la capa de transporte. Esta función puede ser implementada o especificada como un conjunto de bases de datos cooperativos cuya funcionalidad puede residir en cualquier parte de la NGN. Funciones de pasarela (gateway) provee las capacidades de conectarse con otras redes, incluyendo las redes actuales tales como la PSTN, redes basadas en ISDN e Internet, estas funciones también soportan interconexiones con otras redes NGN de otras administraciones. La interface entre redes NNI comprende los niveles de control y transporte incluyendo las Gateways de borde, la interacción entre estos niveles puede llevarse a cabo directamente o a través de la funcionalidad de control de transporte. Funciones de manejo de medios Esta serie de funciones son procesos de recurso de medios para proveer servicios tales como la generación de señales de tono, transcodificación, conferencias. Funciones de la capa de servicios Estas funciones proveen servicios basadas en sesiones y no basadas en sesiones, incluyendo notificación de uso por presencia de información y un método de mensajería para intercambio instantáneo de mensajes. Esta capa también provee todas las funcionalidades asociadas con los servicios PSTN/ISDN existentes y las capacidades e interfaces de los equipos convencionales de usuarios. Funciones de control y servicio comprende funciones de control de sesión, registro y autenticación y al nivel de servicio funciones de autorización, también incluye funciones de control de recursos especializados de medios. 10 NAPT: Network address and port translation

16 Funciones de perfil de servicio de usuario este bloque funcional representa la compilación de usuario y otros datos de control en una única función de perfil de usuario en la capa de servicio. Esta función puede ser implementada o especificada como un conjunto de bases de datos cooperativos cuya funcionalidad puede residir en cualquier parte de la NGN. Funciones de aplicación La NGN soporta programas de interfaz abierta para aplicaciones de usuarios (APIs), que pueden ser proveídas por terceras partes para crear mejores servicios para los usuarios de la NGN. Todas las aplicaciones y los servicios provistos por terceras partes acceden a las capacidades y recursos de la capa de servicios de la NGN a través de los servidores o gateways de ésta capa de servicio. Funciones de gestión El soporte para la gestión de red es fundamental para la operación de la NGN, estas funciones de gestión, permiten que el operador de una NGN pueda proveer servicios NGN con calidad, seguridad y confiabilidad. Estas funciones se encuentran distribuidas en cada entidad funcional (FE). Ellos interactúan con los elementos de red (NE) gestionado, con la gestión de la red misma y los servicios de gestión FEs. Las funciones de gestión incluyen funciones de tasación y facturación, estas funciones interactúan entre ellas en la NGN para recoger información de la tasación para proveer al operador de la NGN con los datos para la adecuada facturación a los usuarios en un proceso posterior (offline charging) y para interacciones cercanas al tiempo real (near-real time) con aplicaciones tales como los servicios prepago (online charging). Funciones de usuario final Las interfaces de usuario final, como se puede ver en la figura N 2, son físicas y funcionales (control). No se han hecho estimaciones respecto a la diversidad de las interfaces de usuarios y de las redes de usuarios que podrían conectarse a la red de acceso de la NGN. Todas las categorías de equipos de usuarios son soportadas por la NGN, desde los sencillos aparatos telefónicos convencionales hasta las complejas redes corporativas. El equipo de usuario final puede ser fijo o móvil. Referencias: - Recomendación UIT-T Y.2001-Redes de la próxima generación Marcos y modelos arquitecturales funcionales Diciembre Recomendación UIT-T Y Principios generales y modelo de referencia general de las redes de próxima generación Diciembre Realization of the Next-Generation Network IEEE Communications Magazine October 2005.