Servidores de control en el núcleo de la red

Transcripción

1 Servidores de control en el núcleo de la red Andreas Witzel La arquitectura colocada por capas horizontales introducida por Ericsson está jugando un papel clave en la migración de arquitecturas anteriores a redes de servicio múltiple de tercera generación. Un elemento central en la arquitectura colocada por capas horizontales es la capa de control de la red. Los servidores de control realizan aquí el control de llamadas y de sesiones. En este artículo, que describe el alejamiento de Ericsson de las redes tradicionales integradas de forma vertical, da el autor una amplia vista general de la nueva arquitectura suministrada por las redes de tercera generación. El también pone de relieve la capa de control de la red central y el servidor de control relacionado con ésta, dando ejemplos detallados de casos de tráfico típicos para los distintos dominios en la capa de control de la red. Introducción La arquitectura de las redes de telecomunicaciones, por lo estable que haya sido a lo largo de las décadas anteriores, ha llegado a ser sujeta a presión en los últimos años. No sólo se ponen nuevas demandas en la red, sino también un entorno cambiante y un mayor conocimiento por parte de los usuarios están obligando a los arquitectos de redes de telecomunicaciones a cambiar algunos conceptos fundamentales. El primer paso fue tomado al principio de la década de 1990, cuando la norma GSM apareció en Europa. Aun cuando el acceso móvil ya había estado disponible por medio de distintos sistemas análogicos, fue GSM el primer sistema digital que permitió la itinerancia entre distintos países en Europa. Hoy, con la norma GSM extendida por todo el globo terráqueo, va siendo común la itinerancia mundial GSM. La red GSM fue introducida en paralelo con las redes existentes para acceso de línea fija y TV cable. Al mismo tiempo aparecieron también redes dedicadas a tráfico en paquetes. Comenzando con X.25 a principios de 1976, avanzó el desarrollo posteriormente hacia relé de trama, que era más rápido. Estas redes existían en paralelo cada una de ellas adaptada a su propia finalidad específica y eran administradas por operadores específicos. A pesar de que antes eran distintas autoridades nacionales que controlaban a estos operadores, resultó que la tendencia hacia la eliminación de regulaciones en Europa abrió el mercado para muchos nuevos operadores de redes. También desató una intensa competencia entre ellos. El mercado en el que se han eliminado las reglas bajó los precios de los servicios de telecomunicaciones y aumentó el número de abonados y el volumen de tráfico. Sin embargo, el crecimiento de la red ha sido sobrepasado por el crecimiento de la Internet, que comenzó y creció como una red de por sí, basada principalmente en conexiones de ordenadores entre distintas redes de área local (LAN). Si nosotros juntamos todos estos factores, llega a ser claro que las redes existentes están orientadas de forma vertical, sin tener casi ninguna sinergia o interconexión entre ellas. Ahora que ha aparecido la tercera generación de sistemas móviles, ha llegado a ser posible por fin de combinar las tecnologías de computación, comunicación y difusión. Al igual que las redes de telefonía fija, comenzaron los sistemas móviles digitales como un portador de la voz humana. Sin embargo, y al igual que con movilidad ilimitada, los sistemas de tercera generación ofrecerán una amplia gama de servicios de información y multimedia. Si ésto se ha de alcanzar de una manera que es económicamente factible, no se puede mantener la estructura vertical de la arquitectura de la red ; debe ser sustituida por la colocación de capas horizontales, lo que representa un enfoque más genérico. Al ser uno de los iniciadores de este enfoque, ha logrado Ericsson de asegurar el concepto de colocación de capas horizontales en la normalización en curso de 3GPP, que según los planes va a entrar al mercado 4 en marzo del CUADRO A, ACRONIMOS 3GPP AAA API APN BICC CAMEL CSCF DNS DPE EIR GGSN GMSC GPB GPRS Third-generation Partnership Project Authentication, authorization and accounting Application program interface Access point name Bearer-independent call control Customized applications for mobile network enhanced logic Call state control function Domain name server Distributed processing environment Equipment identity register Gateway control protocol (por ejemplo, H.248) Gateway GSN Gateway MSC General processing board General packet radio service GSN GTP-C GTP-U IB IMSI IP ISDN ISP MAP MGCF MIP MPB MSC OSA PDP PEB GPRS support node Gateway tunneling protocol, control GTP user plane Home subscriber server Interface board International mobile subscriber identity Internet protocol Integrated services digital network Internet service provider Mobile application part Media gateway control function Media gateway Mobile IP Multiprocessing board Mobile switching center Open service architecture Packet data protocol Power and Ethernet board POP PSTN RADIUS RANAP RTP SCS SDL SGSN SIP SMS SMS-C SSF TSC UDP UMTS VHE VLR Point of presence Public switched telephone network Remote authentication dial-in user service Radio access network application part Real-time transport protocol Service capability server Specification and description language Serving GSN Session initiation protocol Short message service SMS center Service switching function Transit switching center User datagram protocol Universal mobile telecommunications system Virtual home environment Visitor location register 234 Ericsson Review No. 4, 2000

2 La arquitectura de la red de colocación de capas horizontales Servidores de aplicación Servicios externos Capa de aplicación Servidores de contenido En la arquitectura de la red de colocación de capas horizontales (Figura 1) se dispone la funcionalidad y los nodos según sus áreas específicas de uso. Esta separación en capas independientes, que es un principio clave en la interconexión moderna de redes, ha sido integrada en varias iniciativas de normalización tales como Megaco (en la IETF), Tiphon (en ETSI) y el Foro de Conmutación de Servicio Múltiple (MSF) dirigidas por varios operadores y fabricantes grandes. También es una parte integral de 3GPP. El concepto estratificado de la arquitectura de la red introducido con la versión 4 de las especificaciones 3GPP consta de tres capas bien determinadas: una capa de aplicaciones; una capa de control de la red; y una capa de conectividad. La capa de aplicaciones La capa de aplicaciones se encuentra donde residen las aplicaciones del usuario final. En las redes modernas se implementan las aplicaciones en terminales móviles y en servidores de aplicación dedicada en la red. Los servidores de aplicación son completados frecuentemente con servidores de contenido, que son anfitriones de bases de datos o bibliotecas relacionadas con servicios (tales como bibliotecas de vídeo musical o de historia de noticias). Los conceptos tales como el entorno de hogar virtual (VHE) y la arquitectura de servicio abierto (OSA) fueron desarrollados en el 3GPP para permitir que los operadores puedan proporcionar servicios únicos. Los operadores sacan provecho de poder diferenciarse el uno del otro al dar servicios únicos, asegurándose de esta manera una posición más alta en la cadena de valor. También tienen la opción de desarrollar estos servicios ellos mismos o de obtenerlos de casas de software de terceros hasta pueden hacer que los proveedores de servicios externos los hagan funcionar. Esta flexibilidad permite que el operador pueda elegir de una enorme cartera de servicios que puede ofrecer a sus abonados. La capa de aplicaciones (Figura 2) se interconecta con la capa de control de la red por medio de un conjunto definido de interfaces de programa de aplicación abierta (API). Al usar APIs abiertos, los desarrolladores de aplicaciones pueden hacer uso de las características de capacidades de servicio normalizadas, para diseñar nuevos servicios y aplicaciones. La capa de control de la red La capa de control de la red incorpora toda la funcionalidad que se necesita para dar servicios sin fisuras y de alta calidad por distintos tipos Servidores de control Redes de acceso Capa de conectividad Pasarelas de medios Figura 1 Arquitectura de red colocada por capas horizontales. Figura 2 La estructura de la capa de aplicación. Servidores de aplicación y aplicaciones de usuario final Servidor de aplicación Aplicación Interfaces API Servidores de capacidad de servicio SMS-C Centro de posicionam. móvil Capa de control de red Servidores de apoyo de aplicación Gestión de guía telefónica Gestión de servicio abono Gestión de seguridad Servicio de tasación Gestión de comportam. Capa de aplicación Conjunto de herramientas de apl. SIM Capa de control de red Pasarela WAP APIs Servidores de control ISDN, PSTN, Internet Servidores de apoyo de cliente CAMEL Sistema de cuidado de clientes Sistema de facturación Sistema de gestión de red Ericsson Review No. 4,

3 APIs Dominio conmutado de paquetes Servidores de capacidad de servicio Capa de control de la red Dominio en modo circuito Dominio multimedia IP Figura 3 Dominios en la capa de control de la red. de redes. Las distintas redes pueden considerarse como un conjunto de dominios, cada uno de los cuales contiene servidores de control que son específicos a una red determinada (Figura 3). Entre los dominios anotados se encuentra el dominio tradicional en modo circuito basado en la norma GSM, que usa señalización relacionada con ISDN. También se muestra el dominio conmutado de paquetes basado en la tecnología GPRS que pronto va a aparecer, así como el dominio multimedia Internet; los dos serán introducidos en la versión 5 de las especificaciones GPRS en diciembre del Otros dominios controlan el acceso a la red fija o la entrega de TV cable. La capa de control de la red contiene en términos generales varios tipos distintos de servidores de red. Los servidores tienen la responsabilidad de controlar la gestión de movilidad, el establecimiento y la desconexión de llamadas y sesiones solicitadas por los usuarios finales, los servicios suplementarios en modo circuito, la seguridad, y funciones similares. Estos dominios pueden ser de propiedad de distintos operadores individuales o de propiedad completa de sólo un operador. El registro de abonados residentes (HLR, conocido de la norma GSM) está siendo integrado al servidor de abonados residentes (). El juega un papel central en la capa de control de la red, en contraste a los otros servidores de control en los dominios, y de esta manera llega a ser una entidad de dominios múltiples. Debido a que contiene todos los datos de abonado en la capa de control de la red, el puede gestionar las preguntas de autorización, autenticación y gestión de localización de todos los dominios. La capa de conectividad La capa de conectividad es un mecanismo de transporte puro que es capaz de transportar cualquier tipo de información por medio de corrientes de voz, datos y multimedia. Su arquitectura de estructura principal incorpora equipos de núcleo y de borde. El equipo de núcleo transporta corrientes de tráfico agregado entre los distintos nodos en los bordes de la estructura principal. El equipo de núcleo es por lo general un encaminador de estructura principal o un conmutador de estructura principal que gestiona corrientes de tráfico o según principios de clasificación muy simples, o según rutas que el operador de la red ha determinado previamente por medio de ingeniería de tráfico. El equipo de borde junta datos y estadística específicos de clientes para aplicaciones de contabilidad y facturación, y da conductos únicos de bit que garantizan una calidad de servicio apropiada. El equipo de borde es normalmente una pasarela de medios, que opera bajo pleno control de los nodos en la capa de control de la red. Una pasarela de medios permite además que las corrientes de bit puedan ser procesadas, dando así una codificación/descodificación de corrientes de habla, compensación de eco, tender puentes sobre llamadas de abonados múltiples, y convertir protocolos de transporte. Los nodos en la capa de control de la red controlan tambien estas manipulaciones. 236 Ericsson Review No. 4, 2000

4 Este esfuerzo de control hasta el nivel de corriente de bit permite que la variedad de servicios y aplicaciones implementadas por los distintos dominios de control de redes sea alcanzada por medio de una capa de conectividad común. Los servicios y la aplicación son al mismo tiempo independientes de la tecnología de transporte que se aplica, que puede ser mezclada o variar por el tiempo a medida que va evolucionado la red. Las soluciones de capa de conectividad pueden estar basadas o en una transmisión de modo de transferencia asíncrona () ó transmisión de protocolo Internet (IP) (Figura 4). Sin embargo se espera que el papel de como una tecnología de transporte disminuya a la larga, dejando a la transmisión IP como la tecnología predominante. Servidores de control usandos en UMTS Qué es un servidor de control? Un servidor de control es un elemento de red que pertenece a la capa de control de la red. La capa de control de la red, como se ha mencionado arriba, es anfitriona de un conjunto de dominios, y un servidor de control puede ocupar sólo uno dominio. Los servidores de control se comunican con otros servidores de control en el mismo dominio por medio de protocolos capa 3, tales como ISUP y parte de aplicación móvil (MAP). También hay algo de comunicación entre dominios, pero ésto puede ser considerado como una excepción a la regla. Un servidor de control gestiona sólo la comunicación de control por éste no pasan corrientes de plano de usuario. El plano de usuario está localizado en la capa de conectividad y los servidores de control operan en éste por medio del protocolo de control de pasarela (). Los servidores de control localizados en el dominio en modo circuito son el servidor de centro de conmutación móvil (MSC), el servidor de pasarela MSC, y el servidor de centro de conmutación de tránsito (TSC). En el dominio conmutado de paquetes encontramos el servidor de nodo de apoyo (SGSN) que sirve a GPRS. N.B.: el nodo de apoyo (GGSN) de pasarela GPRS es considerado como un elemento de red que gestiona la corriente de plano de usuario; por lo tanto está posicionado como una pasarela de medios especializada en la capa de conectividad. Ericsson ha definido recientemente el dominio multimedia IP en la normalización 3GPP. El servidor de función de control de estado de llamada (CSCF) que gestiona llamadas multimedia basadas en el protocolo de iniciación de sesión (SIP), está localizado en este dominio. Servidor MSC El servidor MSC, que está localizado en el dominio en modo circuito, gestiona funciones de capa de control relacionadas con servicios de comunicación de modo circuito en el borde entre la red de acceso y el núcleo de la red. Es anfitrión de las siguientes funciones principales: Control de llamada y servicios suplementarios relacionados el servidor MSC apoya la funcionalidad de control de llamadas así como un conjunto amplio de servicios suplementarios para los teleservicios y servicios de portador definidos en GSM y UMTS. Servicios CAMEL e IN el servidor MSC apoya la entidad de función de conmutación de servicio integrado (SSF) como se define por las especificaciones de aplicaciones personalizadas para la lógica reforzada de red móvil (CAMEL) de GSM y UMTS. Itinerancia junto con el HLR, el servidor MSC apoya la itinerancia por abonados dentro de la red GSM. La itinerancia entre siste- Figura 4 La capa de conectividad, basada en transmisión ó IP. Encaminador IP Conmut. Capa de conectividad Ericsson Review No. 4,

5 mas permite que los abonados puedan desplazarse de redes UMTS a redes GSM y viceversa. El servidor MSC apoya la gestión de movilidad, permitiendo así que las estaciones móviles puedan unir separar y desplazarse dentro de la red UMTS, entre redes UMTS y entre redes UMTS y GSM. Traspaso el servidor MSC apoya la reubicación entre MSC para UMTS o sea que se conecta el RNC de objetivo al mismo servidor MSC. El servidor MSC apoya el traspaso entre MSC e intra MSC de UMTS a GSM de manera tal que los teleservicios y los servicios de portador que son comunes para UMTS y GSM puedan continuar cuando el abonado se va moviendo. Función de control de pasarela de medios el servidor MSC apoya el protocolo de control de pasarela () para controlar la funcionalidad de gestión de circuito de la pasarela de medios. Registro integrado de localización de visitantes (VLR) y gestión de datos de abonado el servidor MSC, que tiene funcionalidad VLR incorporada, apoya el interfaz normalizado al HLR para gestionar datos de abonado, tales como la identidad de abonado móvil internacional (IMSI), servicios abonados, etc. Señalización de control el servidor MSC apoya la parte de aplicación de red de acceso de radio (RANAP) para controlar la señalización por el interfaz RNC MSC, de manera tal que los portadores de acceso de radio puedan ser establecidos y desconectados. El servidor MSC apoya también la señalización MAP al HLR y el registro de identidad de equipos (EIR). Además se usan los protocolos de control de llamada independiente de portador (BICC) e ISDN para controlar la señalización entre los servidores de control de llamada en el dominio en modo circuito y las redes digitales externas de servicios integrados (ISDN). Además de estas funciones, el servidor MSC tiene la funcionalidad de un servidor GMSC y TSC. Para ilustrar los mecanismos en la capa de control de la red, es mejor de analizar un caso de tráfico típico. La Figura 5 muestra la vista de nivel de red de una llamada originada de un terminal móvil. Podemos suponer que el terminal móvil está haciendo itinerancia en una red de acceso UMTS usando un interfaz de aire WCDMA el terminal móvil ya está registrado en el servidor MSC, y el VLR integrado ha buscado y cargado los datos del. El servidor MSC recibe un mensaje RANAP cuando el usuario móvil inicia una llamada. Este mensaje especifica la destinación de la llamada y el tipo de servicio por ejemplo, una llamada de voz. Tomando en consideración desde dónde se origina la llamada, elige el servidor Figura 5 Ejemplo de una llamada que se ha originado de un terminal móvil. Elección y elección códec. Control de codificador de habla por medio de. Servidor MSC BICC Capa de control de la red MAP Servidor TSC Elección con trunks TDM a la red externa RANAP ISDN Redes de acceso Interfaz Iu, basado en Conversión: a IP Transmisión IP usando RTP, habla códec Capa de conectividad Codificador de habla. Conversión IP a TDM Interfaz externo basado en TDM Redes ISDN, PSTN 238 Ericsson Review No. 4, 2000

6 MSC una pasarela de medios (localizada en el borde) a la red de accesso. Es la tarea de la pasarela de medios de adaptar la red de acceso al núcleo de la red. La adaptación se exige para la conversión de a IP (como la tecnología de transporte); conversión de calidad de servicio basada en (tasa de bit constante), a calidad de servicio basada en IP con base en el concepto de servicios diferenciados (DiffServ); y conversión del mecanismo de estructuración usado en el interfaz Iu a estructuración IP standard basada en el protocolo de transporte de tiempo real (RTP). Para permitir la ingeniería de tráfico en el núcleo de la red, la pasarela de medios debe elegir un camino apropiado de conmutación por etiqueta multiprotocolo (MPLS) a la destinación. Para aumentar la eficacia de transmisión, además de la condensación de datos del largo encabezamiento RTP/UDP/IP del modelo de voz, la pasarela de medios puede multiplexar varias conexiones a un camino MPLS. El servidor MSC elige una segunda pasarela de medios según la destinación de la llamada o sea, al borde que lleva a la ISDN externa o a la red telefónica pública (PSTN). En la pasarela de medios, el servidor MSC elige el hardware de codificador de voz, que permite que se pueda transportar el habla codificada desde el terminal hasta el borde del núcleo de la red. El habla codificada consume sólo una séptima parte del ancho de banda en comparación con el habla de modulación por impulsos codificados (PCM), ganando de esta manera ancho de banda en la red de estructura principal de transmisión. Cuando empieza a comunicar con el servidor TSC, el servidor MSC controla dos pasarelas de medios. Se usa el protocolo de comunicación BICC. Este protocolo es una versión evolucionada del protocolo ISDN. En contraste con el protocolo ISDN, que está definido para trunks de multiplexación de división de tiempo (TDM), permite el protocolo BICC que se use cualquier medio de transmisión. El servidor TSC es propietario de los trunks lógicos TDM que llevan a la ISDN/PSTN externa. Los trunks físicos están localizados también en una pasarela de medios. Al mismo tiempo que recibe la petición de establecimiento del servidor MSC, el servidor TSC recibe también la identidad de la pasarela de medios elegida en el borde que lleva a la ISDN/PSTN. El servidor TSC debe elegir después una pasarela de medios con trunks TDM a la destinación solicitada. Para reducir a un mínimo el uso de recursos de la red, elige el TSC una pasarela de medios en el borde que lleva a la ISDN/PSTN. Esto significa que la pasarela de medios proporciona tanto al codificador de voz como los trunks TDM en el mismo nodo físico, y es controlada por dos servidores de control para la misma llamada. Por último se extiende el establecimiento de la llamada a la ISDN/PSTN externa donde está localizado el punto de la línea en el que se efectúa la conexión. Servidor SGSN El servidor SGSN, que está localizado en el dominio conmutado de paquetes, gestiona las funciones de capa de control relacionadas con servicios de comunicación de modo paquete en el borde entre la red de acceso y el núcleo de la red. El servidor SGSN es anfitrión de las siguientes funciones principales: gestión de sesión con gestión de sesión se quiere decir el establecimiento, el mantenimiento, y la desconexión de contextos de protocolo de datos de paquetes (PDP) de usuario final. Esto incluye la interconexión con la GGSN para direcciones IP. La gestión de sesión incluye también funcionalidad para el establecimiento de portadores de acceso de radio WCDMA para el transporte de datos IP de usuario final, así como funcionalidad para la negociación QoS de usuario final. gestión de movilidad por gestión de movilidad se quiere decir la funcionalidad que apoya la itinerancia dentro de y entre redes móviles GSM y UMTS. gestión integrada VLR y de datos de abonado el servidor SGSN apoya el interfaz normalizado al HLR para gestionar datos de abonado de usuario final, tales como la identidad de abonado móvil internacional (IMSI), perfil de calidad de servicio, nombres de punto de acceso, etc. servidor de nombre de dominio integrado el servidor SGSN apoya a un servidor de nombre de dominio integrado (DNS para encontrar direcciones GGSN IP relacionadas con un nombre de punto de acceso dado (APN). interfaz GGSN el control de protocolo de tunelización de pasarela (GTP-C) apoya la señalización de control entre servidores SGSN y el GGSN. GTP-C es transportado por UDP/IP y contiene funcionalidad para gestión y control de túnel SGSN a GGSN. señalización de control MAP y RANAP el servidor SGSN apoya el protocolo RANAP para la señalización de control por el interfaz RNC-SGSN para establecer y desconectar portadores de acceso de radio. El servidor SGSN apoya también la señalización MAP al HLR, el registro de identidad de equipos (EIR), el servidor MSC y el centro SMS (SMS- C). función de control de pasarela de medios el servidor SGSN apoya el protocolo para controlar la funcionalidad de gestión de paquetes de la pasarela de medios. Para ilustrar los mecanismos en la capa de control de la red, podemos analizar un caso de tráfico típico. La Figura 6 muestra la vista de nivel de red de la activación de contexto de protoco- Ericsson Review No. 4,

7 MAP Servidor SGSN Capa de control de la red Redes de acceso RANAP Capa de conectividad GTP-C GGSN Agente extranjero IP móvil Agente residente GTP-U Figura 6 Ejemplo de activación de contexto PDP iniciado por un terminal móvil. Internet, ISP-POP lo de datos de paquetes (PDP) iniciado por un terminal móvil. Podemos suponer que el terminal móvil está haciendo itinerancia en una red de acceso UMTS usando el interfaz de aire WCDMA. El terminal móvil ya ha sido unido a GPRS en el servidor SGSN y el VLR integrado ha buscado y almacenado el perfil del abonado del. Cuando el usuario móvil solicita que sea activado un contexto PDP, el servidor SGSN recibe un mensaje RANAP. El mensaje contiene el QoS solicitado para la sesión y el nombre del punto de acceso relacionado. El servidor SGSN identifica después el GGSN de objetivo controlando el nombre del punto de acceso (APN) recibido, y usando el servidor de nombre de dominio integrado (DNS), resuelve la dirección IP del GGSN elegido. El servidor SGSN elige después una pasarela de medios en el borde que está enfrente de la red de acceso y le ordena de crear un punto de transferencia de túnel GTP. La pasarela de medios envía una solicitud, por medio del protocolo GTP-C al GGSN, pidiéndole que establezca un túnel GTP y de asignar una dirección IP para el terminal que será usado durante la sesión. El GGSN asigna una dirección dinámica IP, o del conjunto de direcciones IP asignadas a la red móvil de tierra pública (PLMN), o de un servidor externo de autenticación, autorización y contabilidad (AAA) o un servidor de servicio de usuario de llamada de autenticación remota (RADIUS). Esta dirección IP se devuelve al servidor SGSN y, por último, se establece el túnel GTP. En cuando se ha confirmado la activación de contexto PDP al terminal móvil y se ha recibido la dirección IP propia del usuario, puede comenzar la comunicación basada en IP entre el usuario móvil y la red externa de datos de paquetes por medio del túnel de plano de usuario GTP (GTP-U). Si se ha de implementar movilidad global para hacer itinerancia entre distintas redes, se puede usar el concepto IP móvil. Para apoyar la movilidad global, debe apoyar el GGSN las funciones de agente extranjero. Los agentes residentes correspondientes pueden estar localizados en cualquier parte de la Internet global. Servidor CSCF El servidor de función de control de llamada sesión (CSCF), que está localizado en el dominio multimedia IP, gestiona las funciones de capa de control relacionadas con sesiones multimedia basadas en SIP. El servidor CSCF, que actualmente está siendo definido por los cuerpos de normas, puede ser anfitrión de una o más de las siguientes funciones principales: CSCF de solicitud de identificación (I-CSCF) la función I-CSCF interroga a una función externa de servicio de localización para determinar cuál CSCF está en servicio a un tiempo dado y actúa como un cortafuegos apoderado SIP para cumplir con las funciones de seguridad y de secreto en la red. CSCF en servicio (S-CSCF) el S-CSCF es el elemento en servicio de la red con el cual se registran los abonados para poder ser asequibles durante la itinerancia. Este almacena temporalmente los datos relacionados con el perfil de usuario, que son cargados desde el cuando se hace el registro. El S-CSCF acciona también los servicios relacionados con llamadas y sesiones a los cuales se ha abonado el usuario; y CSCF apoderado (P-CSCF) el P-CSCF, que contiene una función CSCF muy limitada es la única función multimedia Internet coloca- 240 Ericsson Review No. 4, 2000

8 da en la red que se está visitando; o sea, cuando la unidad del abonado está haciendo itinerancia fuera de su red residente. La P-CSCF contiene funciones de traducción de dirección para ser apoderada de la solicitud de sesión dirigida al I-CSCF en la red residente. Para ilustrar los mecanismos en la capa de control de la red, es mejor analizar un caso de tráfico típico. La Figura 7 muestra una llamada SIP desde un terminal móvil a un teléfono fijo ISDN. Podemos suponer que el terminal móvil hace itinerancia a una red que da acceso de paquete UMTS usando el interfaz de aire WCDMA. El terminal móvil está ya unido a GPRS en el servidor SGSN. También podemos suponer que el terminal ha realizado un registro SIP a la red residente o sea que un servidor CSCF en servicio ha sido asignado al terminal, y los datos relacionados con el perfil de usuario han sido buscados del y almacenados en el servidor CSCF en servicio. Cuando el usuario móvil quiere iniciar una llamada SIP cuando está haciendo itinerancia en otra red, se debe establecer primero el portador GPRS. La red hace ésto al activar un contexto PDP, como se describe arriba. Cuando se ha establecido el túnel GPRS, se envía un mensaje SIP al servidor CSCF en la red visitada. Al servidor CSCF le es posible resolver la dirección de la red de residente del abonado y enviar el mensaje SIP. El mensaje SIP entra en la red residente en un servidor CSCF de solicitud de identificación, cuya tarea es de encontrar el servidor CSCF en servicio en cual el abonado está registrado actualmente. El servidor CSCF de solicitud de identificación hace ésto enviando una pregunta al servicio de localización en el. Cuando recibe una respuesta del, el servidor CSCF de solicitud de identificación envía el mensaje SIP al servidor CSCF en servicio, que actúa de anfitrión a la lógica de control de llamada. El mensaje SIP es enviado a la red de pasarela ISDN, debido a que la dirección de destino está localizada en la red fija ISDN, que puede estar localizada físicamente o en la red residente o en la red visitada. Dentro de la red de pasarela ISDN hay una función de control de pasarela de medios (MGCF) que convierte el mensaje SIP a mensajes ISDN apropiados y los envía a la red externa ISDN. Mientras que los mensajes de señalización de control se desplazan de la red visitada por medio de la red residente a la red ISDN, se envía la corriente de plano de usuario directamente del GGSN en la red visitada a la pasarela de medios en la red de pasarela ISDN, tomando el camino óptimo más corto a la destinación. La pasarela de medios que se encuentra en el borde que está enfrente de la red externa ISDN es controlada por la MGCF. El, que tiene la base de datos principal para cualquier usuario dado, contiene la información relacionada con abonados que es necesaria para apoyar la gestión de llamadas o sesiones de las entidades de capa de control de la red. Por ejemplo, el da apoyo a los servidores de control de llamada, para completar los procedimientos de encaminamiento o itinerancia, al gestionar dependencias de autenticación, autorización, MAP Servidor CSCF de solicitud de identificación SIP APIs Servidor CSCF en servicio Figura 7 Ejemplo de una llamada SIP de un terminal móvil a la ISDN. Servidor SGSN SIP Servidor CSCF apoderado Red residente SIP Red visitada MGCF RANAP Redes de acceso GTP-C SIP Red de pasarela ISDN ISUP GTP-U GGSN Capa de conectividad Redes ISDN, PSTN Ericsson Review No. 4,

9 CUADRO B, EL CONCEPTO APZ 30 APZ 30 es la arquitectura común de Ericsson para la próxima generación de servidores de la red y nodos controladores. La arquitectura asegura un comportamiento en servicio clase portador en componentes de hardware y software muy adaptables; apoya normas abiertas por medio del uso de APIs comunes y lenguajes de desarrollo según normas de la industria; hace uso extenso de hardware en el acto para dar una inversión de alto valor que ha de prevalecer en el futuro; y asegura un interfaz de usuario y estructura de hardware común para una amplia gama de nodos de red. El objetivo de APZ 30 es de permitir que cada aplicación sea escrita en el lenguaje de programación más apropiado, y que se haga funcionar en el entorno más apropiado en el hardware más conveniente. Interfaces y hardware comunes aseguran sinergias óptimas entre aplicaciones, además de facilitar los negocios con clientes satisfechos. colocación de nombres y direcciones y localización. El es anfitrión de las siguientes funciones principales: servicio de localización esta función sigue la pista del dominio en el que un usuario está localizado actualmente. Cuando el usuario está haciendo itinerancia en el dominio multimedia de la Internet, el servicio de localización devuelve la identidad de la S-CSCF; servicio AAA esta función es usada para autenticar y autorizar a usuarios en el dominio multimedia de Internet; base de datos la base de datos contiene toda la información pertinente que se refiere a abonados móviles, inclusive datos dinámicos, tales como la localización del abonado y el estado de servicios suplementarios, y datos permanentes, tales como números asociados a abonados e información de categoría. También se incluyen los datos de autenticación y cifrado para cada abonado móvil; apoyo de administración esta función gestiona los mandos dados por el operador para Configuración APZ 302 Esta es la configuración TelORB. Consiste de TelORB 3, que es un sistema operativo distribuido y software personalizado para aplicaciones de tiempo real. La capacidad de procesamiento puede ser adaptada linealmente, gracias a mecanismos TelORB. La configuración ha sido certificada para uso con 2 a 28 procesadores Pentium. TelORB es además sumamente disponible (tiempo improductivo cero) y es un sistema abierto. Las aplicaciones en TelORB pueden ser escritas en Java y C++. TelORB funciona en procesadores Pentium. Configuración APZ 303 Esta es la configuración NSP/Ronja/DPE. Consiste de Ronja, que es un software personalizado que (con el componente DPE) hace unión de las ventajas de alta disponibilidad, distribución y adaptabilidad. La aplicación, que está escrita en Java, funciona en Solaris. Ronja/DPE y Solaris funcionan en procesadores SPARC. conectar a abonados móviles y para definir sus datos de abonado correspondientes; funciones de análisis se usan funciones de análisis para analizar números de abonados móviles, tales como IMSI, MSISDN, y números a que se ha enviado; y parte de aplicación móvil (MAP) la MAP recibe mensajes y asegura que se tome la acción apropiada. Esta consiste de la parte de gestión de llamadas, que encamina llamadas que terminan en un terminal móvil, gestiona datos de movilidad y procedimientos de servicios suplementarios de abonado, y analiza y gestiona capacidades de portador. El está comprometido en casi todos los casos de tráfico de los distintos dominios. Plataforma de servidor de control Servidor MSC La plataforma usada para el servidor MSC, el servidor TSC y el servidor GMSC es una continuación de la GSM MSC/VLR de Ericsson, que está basada en la tecnología AXE. Sin embargo, para hacer frente a las demandas que se espera que encuentre un servidor de control puro, se está modernizando la plataforma AXE para alcanzr un comportamiento y unas características perfeccionadas lo más posible: la función de control de pasarela de medios ha sido introducida y se ha quitado el hardware de conmutación de grupo; se ha mejorado la conectividad de señalización para apoyar a interfaces de señalización e IP de alta velocidad; se ha introducido una nueva CPU (APZ ) que está basada en productos comerciales abiertos; se está terminando una ejecución de código paralelo en CPUs múltiples para el futuro próximo; y se ha introducido un nuevo entorno de diseño que está basado en la norma de lenguaje de especificación y descripción (SDL) de ITU-T. Servidor SGSN El servidor SGSN está basado en la plataforma APZ 303. La caja física es un armario con repisas, ventiladores y unidades de entrada de aire. Las tarjetas de procesador e interfaz pueden ser anfitriones de distintas funciones, efectuadas por medio del montaje de distintos módulos de computación. Las tarjetas están montadas en ranuras en el plano posterior de la repisa. El plano posterior de la repisa distribuye potencia y gestiona conexiones internas. Las conexiones dobles de alta capacidad facilitan la comunicación entre repisas. El plano posterior da distribución de potencia redundante y una red redundante para interconexiones de tarjetas. 242 Ericsson Review No. 4, 2000

10 La tarjeta de dispositivos puede llevar distintos módulos e interfaces de procesador. Es una plataforma genérica y estable para diseños actuales y futuros. La tarjeta de dispositivos es por lo general muy flexible y hace posible muchas configuraciones distintas: tarjeta de procesamiento general, GPB apoya a procesadores de alta capacidad. La GPB tiene un disco incorporado para almacenamiento secundario. tarjeta de multiprocesamiento, MPB gestiona protocolos a nivel 3 y por encima. tarjeta de interfaz, IB gestiona principalmente la terminación de protocolo específica a interfaz. Hay muchas variantes disponibles, tales como STM-1, E1 y T1. tarjeta de potencia y Ethernet, PEB suministra potencia y gestiona la comunicación interna. El software personalizado consiste de Ronja 5, un tipo de software personalizado Java portátil para aplicaciones de telecomunicaciones, y un entorno de procesamiento distribuido integrado (DPE). Servidor CSCF El servidor CSCF, que se encuentra en desarrollo en la plataforma APZ 303, está basado en el sistema operacional Solaris abierto que ejecuta en SPARC CPUs disponibles comercialmente. El software personalizado consiste de Ronja y un entorno de procesamiento distribuido integrado. El se encuentra en desarrollo en la plataforma APZ 302. Este contiene una aglomeración de base de datos de tiempo real muy adaptable para gestionar aplicaciones de alto comportamiento y orientadas a transacciones. El hardware de procesamiento es una aglomeración de CPUs de acoplamiento flojo, que dan una excelente adaptabilidad desde sistemas muy pequeños a grandes aglomeraciones de varias docenas de CPUs. Los módulos principales del son: repisas de equipos con un plano posterior Ethernet conmutado; tarjetas procesadoras con o sin discos duros y medios de carga; sistema operacional y software de apoyo; software y base de datos de transacción de tiempo real y alto comportamiento; y funcionalidad O&M. Conclusión La arquitectura colocada por capas horizontales permite que los operadores de redes puedan evolucionar sus sistemas con la más alta flexibilidad un beneficio clave ahora, cuando el futuro de la industria parece ser más y más difícil de prever. La capa de control de la red, que es la capa central en la arquitectura colocada por capas horizontales, contiene distintos dominios; los servidores de control son específicos a los dominios controladores. A medida que va siendo disponible la nueva tecnología, se pueden hacer adiciones a las redes con, por ejemplo, un dominio de control para la conmutación de paquetes, o para multimedia IP basada en SIP. Todos los dominios de control reutilizan un mecanismo de transporte común que perfecciona lo más posible el uso de recursos de transporte. La reutilización permite la instalación de distintas tecnologías de transporte tanto existentes como nuevas sin afectar ninguna capa que no sea otra que en las que son aplicables. Todos los dominios de control comparten un interfaz genérico a la capa de aplicación. Los servicios y las aplicaciones pueden ser desarrollados e implementados una vez y después ser reutilizados por todos los dominios de control, independiente de la tecnología de conectividad que pueda haberse aplicado. MARCAS REGISTRADAS Solaris es una marca registrada de Sun Microsystems, Inc. en los Estados Unidos y otros países. Todas las marcas registradas SPARC son usadas bajo licencia y son marcas registradas o marcas de fábrica de SPARC International, Inc. en los Estados Unidos y otros países. Los productos que llevan las marcas registradas SPARC están basados en una arquitectura desarrollada por Sun Microsystems, Inc. Pentium es una marca registrada de Intel Corporation en los Estados Unidos y otros países. REFERENCIAS 1 Dahlin, S. y Örnulf, E.: Evolución de la red de la forma de Ericsson. Ericsson Review Vol. 76 (1999):4, pp Principios de Arquitectura para Entrar al Mercado el 2000, informe técnico 3GPP TR 23: Hennert, L., y Larruy, A.: TelORB El sistema de operación de comunicación distribuido, Ericsson Review Vol. 76 (1999):3, pp Fyrö, M.; Heikkinen, K.; Petersen, L-G. y Wiss, P.: Pasarela de medios para redes móviles. Ericsson Review Vol. 77 (2000):4, pp Subsistema Multimedia IP Fase 2, 3GPP especificación técnica 3G TS Karlson, M.: Ronja Una plataforma de aplicación Java. Ericsson Review Vol. 77 (2000):4, pp Ericsson Review No. 4,