UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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1 UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL ELECTRICISTA SEBASTIÁN ANDRÉS PEÑALOZA RAMÍREZ PROFESOR GUÍA: ALFONSO EHIJO BENBOW MIEMBROS DE LA COMISIÓN: HELMUTH THIEMER WILCKENS ALBERTO CASTRO ROJAS SANTIAGO DE CHILE ABRIL 2008

2 RESUMEN DE LA MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL ELECTRICISTA POR: SEBASTIÁN PEÑALOZA R. FECHA: 21/04/2008 PROF. GUÍA: Sr. ALFONSO EHIJO B. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Actualmente las tecnologías basadas en IP han adquirido gran relevancia debido al fuerte impacto que ha tenido Internet en los últimos años. Por estos días dicha red se perfila como una potente plataforma de desarrollo de nuevos y variados servicios como por ejemplo aplicaciones de VoIP, mensajería instantánea, IPTV o aplicaciones Peer-to-Peer. Así mismo una nueva gama de servicios en las que el usuario es el generador de contenidos ha sido desarrollada en el marco de la llamada Web2.0. Considerando además la creciente penetración de la Telefonía Celular y la proliferación de Proveedores de Telefonía IP, el mercado de las telecomunicaciones ha sufrido cambios sustanciales que han afectado los modelos de negocio de las compañías del sector. Según lo expuesto, los Proveedores de los distintos Servicios en Telecomunicaciones han debido replantear su quehacer siguiendo dos líneas específicas: diversificar su negocio ofreciendo paquetes comerciales con más de un producto y, generar nuevos servicios de valor agregado para evitar perfilarse como meros transportadores de datos. En este escenario el concepto de Convergencia de Redes aparece como una oportunidad que permite a dichos proveedores establecer plataformas centralizadas y accesibles a través de redes fijas y móviles indistintamente, posibilitando la oferta de diversos servicios (Telefonía Fija y Móvil, Internet, sofisticados servicios de valor agregado, etc.) con una importante reducción de costos asociada a la centralización y reutilización de recursos. El objetivo del presente trabajo de título es diseñar e implementar un Proveedor de Servicios Genérico en base a la arquitectura para la convergencia IMS (IP Multimedia Subsystem). El Proveedor se diseña para emular el comportamiento del core de una red IMS posibilitando el estudio práctico de la arquitectura y la futura integración de servicios de usuario final. Se utilizan herramientas Open Source con el fin de obtener un producto de bajo costo que constituye una plataforma de pruebas para efectos docentes. Se desestiman así características de sistemas comerciales como seguridad, flexibilidad, escalabilidad o alta disponibilidad. El Proveedor de Servicios Genérico está comprendido por distintos servidores dispuestos en una red de computadores donde las comunicaciones están marcadas fuertemente por los protocolos SIP, RTP y DIAMETER. El Sistema Operativo utilizado es LINUX y los servidores SIP se basan en el proyecto Open IMS Core del Instituto FOKUS. Este trabajo constituye un acercamiento práctico a la arquitectura IMS y nace a partir del Estudio de Arquitecturas para la Convergencia de Telefonía Fija-Móvil (Paulina Peña Z.) [1]. En términos de proyecciones, el sistema implementado permite a futuros memoristas integrar servicios de amplio interés y con gran potencial como mensajería instantánea, presencia, IPTV y VoD entre otros. En este contexto se potencia el estudio práctico con fines docentes de la arquitectura IMS y de servicios emergentes de usuario final en el Área de las Telecomunicaciones.

3 La adversidad construye los limites de la capacidad Héctor Norambuena C.

4 Agradecimientos En primer lugar quiero agradecer el apoyo que me han brindado a lo largo de todo este camino mis padres Raúl y Edna, y mis hermanas María José y María Isadora. Papá, gracias por entregarme las herramientas para desenvolverme con seguridad, honestidad y amor por lo que uno hace. Mamá, gracias por enseñarme que con responsabilidad, perseverancia e inteligencia emocional se pueden alcanzar todas las metas que uno se proponga. Cota, gracias por ser mi amiga y entregarme tantas sonrisas y alegrías. Isa, gracias por llegar a esta vida a iluminar de felicidad nuestra hermosa familia. Quiero agradecer además a las personas que también son parte de esta familia. Carlos, gracias por tu amistad, tu orientación y tu buena disposición todo el tiempo. Frani, gracias por tu amor incondicional, tu apoyo, tu comprensión y por potenciar mi confianza en las capacidades que poseo. También quiero agradecer a mis amigos de la universidad por haber estado a mi lado durante este camino recorrido. Matías, Rodrigo, Mario, Pepe, Alvaro, Carlos y Orlando, gracias por hacer del paso por la universidad una experiencia de vida. Tomás, Christ, Andrés, Rodrigo, Hardy, Gonzalo, Pato, Cristian, Felipe e Italo, gracias por su compañía y empatía durante los años de la especialidad que hemos compartido. Por otra parte quiero agradecer a algunos profesionales del área de las Telecomunicaciones. Profesor Alvaro Silva, gracias por su apoyo, sus consejos para mi desarrollo profesional y su excelente disposición todo el tiempo. Ana Iris Varas, gracias por tus consejos y por permitirme explorar mis habilidades técnicas durante la estadía en Anoranet. Finalmente, quiero extender mis más sinceros agradecimientos al profesor Alfonso Ehijo por haberme permitido desarrollar este trabajo de título bajo su tutela. Profesor, gracias por entregarme todas las directrices y el apoyo para el desarrollo del trabajo sin que éste dejase de ser un desafío importante para el desarrollo de mis capacidades. En este sentido agradezco la posibilidad de haber abordado un tema actual, interesante y de amplio interés para la industria de las Telecomunicaciones como IMS. Así mismo extiendo mis agradecimientos a los colaboradores del Team ToIP por su buena disposición y apoyo.

5 Índice ÍNDICE DE FIGURAS...V ÍNDICE DE TABLAS... IX CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN MOTIVACIÓN...1 OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS...3 HIPÓTESIS DE TRABAJO Y METODOLOGÍA ALCANCES...4 DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS...5 CAPÍTULO 2 ANTECEDENTES OPERADORES DE TELEFONÍA PSTN (Public Switched Telephone Network) Telefonía por Internet Interoperabilidad entre Redes Telefónicas OPERADORES DE CABLE PacketCable PacketCable OPERADORES DE TELEFONÍA CELULAR OPERADORES INALÁMBRICOS FIJOS: WIMAX SERVICIOS Y CONTENIDOS: LOS NUEVOS PARTICIPANTES DEL MERCADO HDTV, TV Móvil y VoD El camino hacia el hogar digital Comunidad y contenidos personales La Televisión NEXT GENERATION NETWORKS (NGN) IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM (IMS) Descripción IMS Arquitectura IMS Antecedentes Team ToIP sobre IMS PROYECTO OPEN IMS CORE Descripción Uso en el contexto del Trabajo de Título...24 CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA DISEÑO DEL PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Alcances del diseño Diseño del sistema Servicios de usuario final...28 i

6 Esquema de interconexiones IMPLEMENTACIÓN DEL PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Proveedor de Servicios Genérico Local...31 Proveedor de Servicios Genérico accesible en una Red de Área Local Proveedor de Servicios Genérico con entidades IMS separadas...36 Función de Roaming entre dos redes IMS Roaming en Proveedor de Servicios Genérico con entidades IMS separadas PRUEBAS PARA EL PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Exp. A1: Inicio del sistema...42 Exp. A2: Registro de un cliente SIP Exp. A3: Llamada entre dos clientes SIP...42 Exp. A4: Llamada de usuario registrado a usuario no registrado Exp. A5: Escenarios en el registro de un cliente SIP Exp. A6: Escenarios durante el transcurso de una llamada PRUEBAS PARA ROAMING EN PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Exp. B1: Inicio de las redes...46 Exp. B2: Análisis de Red Home durante registro de un cliente SIP Exp. B3: Análisis de Red Visitada durante registro de un cliente SIP...47 Exp. B4: Registro infructuoso de cliente mediante Roaming Exp. B5: Llamada entre clientes utilizando Roaming...47 Exp. B6: Llamada entre clientes registrados indirectamente mediante Roaming Exp. B7: Llamada entre clientes registrados directamente en sus redes home...48 CAPÍTULO 4 RESULTADOS PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Proveedor de Servicios Genérico Local Proveedor de Servicios accesible en una Red de Área Local Proveedor de Servicios Genérico con entidades IMS Separadas USO DE ROAMING EN PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Función de Roaming entre dos redes IMS Roaming en Proveedor de Servicios Genérico con entidades IMS separadas RESULTADOS DE LAS EXPERIENCIAS Experiencias A Experiencias B FINES DOCENTES DEL TRABAJO DE TÍTULO...61 CAPÍTULO 5 DISCUSIÓN ACERCA DEL PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS ACERCA DEL ROAMING EN PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS ACERCA DE LAS PRUEBAS PARA EL PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS ACERCA DE LOS FINES DOCENTES DEL TRABAJO DE TÍTULO ACERCA DE LA INTEGRACIÓN DE SERVICIOS DE USUARIO FINAL ACERCA DE IMS...68 CAPÍTULO 6 CAPÍTULO 7 CONCLUSIONES...69 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...72 CAPÍTULO 8 ACRÓNIMOS...76 CAPÍTULO 9 ANEXOS DESCRIPCIÓN DE PRINCIPALES PROTOCOLOS SIP DIAMETER H MGCP (Media Gateway Control Protocol) H.248/MEGACO SIP-T...85 ii

7 9.2. ELEMENTOS DE PACKETCABLE PacketCable PacketCable ARQUITECTURAS DE LA FAMILIA GSM Familia GSM GSM GPRS EDGE UMTS DESCRIPCIÓN DE ESTRATOS NGN Estrato de Transporte Estrato de Servicio Función de Administración DESCRIPCIÓN DE ENTIDADES IMS UE (User Equipment) HSS (Home Subscriber Server) CSCF (Call Session Control Function) SLF (Subscription Locator Function) PDF (Policy Decision Function) MRFC (Multimedia Resource Function Controller) MRFP (Multimedia Resource Function Processor) BGCF (Breakout Gateway Control Function) AS (Application Server) MGCF (Media Gateway Control Function) IMS-MGW (IMS Media Gateway) T-SGW (Trunking Signaling Gateway) Interfaces entre entidades IMS Interoperabilidad entre IMS y la PSTN Ejemplos de llamadas en IMS [13] IMPLEMENTACIÓN DE OPEN IMS CORE INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DEL PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Introducción Requerimientos del Sistema Base Instalación de componentes Obtención del código fuente de los CSCFs Obtención del código fuente del HSS Compilación de ser_ims y FHoSS Copia de archivos y carga de base de datos Configuración local Inicializar el Proveedor de Servicios Genérico Local Registro de un Cliente IMS Local Cambio de nombre de dominio y dirección de red del Proveedor de Servicios Genérico Separación de las entidades IMS del Proveedor de Servicios Genérico Configuración de un Cliente SIP Interfaz de Administración vía Web del HSS CONFIGURACIÓN DE UN APPLICATION SERVER EN EL HSS GUÍA DE LABORATORIO PARA EL PROVEEDOR DE SERVICIOS GENÉRICO CON ARQUITECTURA IMS Exp. A1: Inicio del sistema Exp. A2: Registro de un cliente SIP Exp. A3: Llamada entre dos clientes SIP Exp. A4: Llamada de usuario registrado a usuario no registrado Exp. A5: Escenarios en el registro de un cliente SIP Exp. A6: Escenarios durante el transcurso de una llamada GUÍA DE LABORATORIO PARA ESTUDIO DE ROAMING Exp. B1: Inicio de las redes Exp. B2: Análisis de Red Home durante registro de un cliente SIP iii

8 Exp. B3: Análisis de Red Visitada durante registro de un cliente SIP Exp. B4: Registro infructuoso de cliente mediante Roaming Exp. B5: Llamada entre clientes utilizando Roaming Exp. B6: Llamada entre clientes registrados indirectamente mediante Roaming Exp. B7: Llamada entre clientes registrados directamente en sus redes home iv

9 Índice de Figuras Figura 1 Diversificación de los Operadores en Telecomunicaciones [2]. 2 Figura 2 Acuerdos entre empresas de telecomunicaciones y generadoras de contenidos [2]. 2 Figura 3 Ejemplo básico de una conexión a PSTN. 7 Figura 4 SEPs en una red PSTN. 7 Figura 5 Stack de protocolos SS7 frente al modelo OSI. 8 Figura 6 Arquitectura genérica de red de VoIP. 9 Figura 7 Stack de protocolos para VoIP. 9 Figura 8 Red de VoIP con interconexión a PSTN [3]. 10 Figura 9 Arquitectura PacketCable Figura 10 Arquitectura PacketCable Figura 11 Arquitectura de referencia WiMAX [11]. 15 Figura 12 Arquitectura NGN. 18 Figura 13 Arquitectura IMS. 20 Figura 14 Core de la arquitectura IMS. Interfaces entre componentes [1]. 21 Figura 15 Componentes Open IMS Core [17]. 23 Figura 16 Diagrama de Interconexión de componentes para el Diseño del Proveedor. 30 Figura 17 Proveedor de Servicios Genérico Local. 32 Figura 18 Proveedor de Servicios Genérico accesible en una red de area local. 34 Figura 19 Proveedor de Servicios Genérico con entidades IMS separadas. 36 Figura 20 Arquitectura para pruebas con redes ims1.test e ims2.test 38 Figura 21 Arquitectura con redes ims.toip.uchile.cl e ims.test. 39 Figura 22 Proveedor ims.toip.uchile.cl. 41 Figura 23 Topología para testeo de roaming. 46 Figura 24 Proveedor de Servicios Genérico Local. 51 Figura 25 Clientes IMS durante llamada. 51 Figura 26 Clientes IMS durante sesión IM. 52 Figura 27 Proveedor de Servicios Genérico accesible en una red de area local. 52 Figura 28 Proveedor de Servicios Genérico con entidades IMS separadas. 53 Figura 29 Establecimiento de Video-llamada mediante X-LITE. 54 Figura 30 Establecimiento de sesión de mensajería instantánea mediante X-LITE. 54 Figura 31 Arquitectura de prueba con dos redes IMS. 55 Figura 32 Arquitectura para pruebas de roaming con Proveedor y red ims.test. 56 Figura 33 Relación entre MGCP SIP - H.323 [4]. 85 Figura 34 Generación de mensajes de eventos y uso de ellos. 87 Figura 35 Arquitectura GSM [1]. 91 Figura 36 Arquitectura GPRS [1]. 93 v

10 Figura 37 GPRS y EGPRS [1]. 94 Figura 38 Arquitectura UMTS [1]. 95 Figura 39 Arquitectura UMTS Release 5 [1]. 97 Figura 40 Arquitectura para el proceso de llamadas de emergencia en IMS. 100 Figura 41 Esquema de interoperabilidad entre IMS y la PSTN. 104 Figura 42 Ejemplo de registro de un usuario. 105 Figura 43 Ejemplo de "llamada" IMS. 105 Figura 44 Ejemplo de "llamada" IMS desde red Visitada. 106 Figura 45 Módulos componentes de entidades CSCFs. 107 Figura 46 Esquema P-CSCF [17]. 107 Figura 47 Esquema I-CSCF [17]. 108 Figura 48 Esquema S-CSCF [17]. 108 Figura 49 Funcionalidades FHoSS. 109 Figura 50 Esquema HSS [17]. 109 Figura 51 Imagen de los cuatro terminales con las entidades IMS corriendo. 117 Figura 52 Parámetros de configuración de cliente SIP. 120 Figura 53 Interfaz web de administración del HSS. 121 Figura 54 Esquema de conexiones para experiencias "A". 123 Figura 55 Gráfico de flujo basado en dns-1.pcap. 124 Figura 56 Consultas DNS al inicio del sistema. 124 Figura 57 Grafico de flujo basado en hss-1.pcap. 125 Figura 58 Mensajes DIAMETER intercambiados al inicio del sistema. 125 Figura 59 Grafico de flujo en base a dns-2.pcap. 126 Figura 60 Gráfico de flujo basado en seba-2.pcap. 127 Figura 61 Header de mensaje REGISTER SIP. 128 Figura 62 Mensajes SUBSCRIBE y Figura 63 Gráfico de flujo basada en pcscf-2.pcap. 129 Figura 64 Mensajes SUBSCRIBE y NOTIFY. 129 Figura 65 Recorrido de mensajes REGISTER. 130 Figura 66 Mensajes desde el cliente durante el registro. 131 Figura 67 Mensajes intercambiados durante el registro de un cliente. 131 Figura 68 Mensajes DIAMETER intercambiados en base a hss-2.pcap. 132 Figura 69 Mensajes DIAMETER intercambiados durante el registro. 132 Figura 70 Gráfico de flujo en base a italo-3.pcap. 134 Figura 71 Gráfico de flujo en base a seba-3.pcap. 134 Figura 72 Tráfico RTP entre clientes. 135 Figura 73 Mensaje RTCP durante sesión RTP. 135 Figura 74 Llamado entre clientes SIP. 135 Figura 75 Inicio de llamada de un cliente. 136 Figura 76 Mensajes intercambiados durante el establecimiento de una llamada. 136 Figura 77 Gráfico de flujo en base a seba-4.pcap. 138 Figura 78 Gráfico de flujo en base a scscf-4.pcap. 139 Figura 79 Llamada a usuario no registrado. 139 Figura 80 Mensajes intercambiados en llamada a usuario no registrado. 139 Figura 81 Mensajes DIAMETER intercambiados durante llamada a usuario no registrado. 140 Figura 82 Gráfico de flujo en base a seba-5_1.pcap. 141 Figura 83 Gráfico de flujo en base a pcscf-5_1.pcap. 141 Figura 84 Registro cuando se cae el P-CSCF. 142 Figura 85 Grafico de flujo basado en dns-5_1.pcap 142 Figura 86 Gráfico de flujo en base a seba-5_2.pcap. 143 vi

11 Figura 87 Registro cuando se cae el I-CSCF. 144 Figura 88 Gráfico de flujo en base a seba-5_3.pcap. 145 Figura 89 Gráfico de flujo en base a pcscf-5_3.pcap. 145 Figura 90 Gráfico de flujo en base a icscf-5_ Figura 91 Registro cuando se cae el S-CSCF. 146 Figura 92 Mensajes DIAMETER intercambiados. 147 Figura 93 Gráfico de flujo en base a seba-5_4.pcap. 148 Figura 94 Gráfico de flujo en base a pcscf-5_4.pcap. 148 Figura 95 Registro cuando se cae el HSS. 149 Figura 96 Gráfico de flujo en base a seba-5_5.pcap. 149 Figura 97 Registro cuando se cae el DNS. 150 Figura 98 Gráfico de flujo en base a seba-6_ Figura 99 Gráfico de flujo en base a pcscf-6_1.pcap. 152 Figura 100 Gráfico de flujo en base a seba-6_ Figura 101 Gráfico de flujo en base a seba-6_3.pcap. 155 Figura 102 Gráfico de flujo en base a pcscf-6_3.pcap. 156 Figura 103 Gráfico de flujo en base a seba-6_4.pcap. 158 Figura 104 Gráfico de flujo en base a seba-6_5.pcap. 159 Figura 105 Gráfico de flujo en base a pcscf-6_5.pcap. 159 Figura 106 Esquema de interconexiones para experiencias "B". 160 Figura 107 Consultas DNS en prueba 1- roaming. 161 Figura 108 Mensajes DIAMETER en prueba 1- roaming. 161 Figura 109 Consultas DNS desde ambas redes. 162 Figura 110 REGISTER en prueba 2-roaming. 163 Figura 111 Recorrido de REGISTER en prueba 2 -roaming. 164 Figura 112 Gráfico de flujo sobre mensajes hacia ims.test. 164 Figura 113 Gráfico de flujo en base a scscf-r2.pcap. 165 Figura 114 Consultas DNS en base a dns-r2.pcap. 165 Figura 115 Esquema para análisis de red Home. 166 Figura 116 Mensajes intercambiados por cliente en análisis de red Home. 166 Figura 117 Registro con detalle en red Home. 166 Figura 118 Gráfico de flujo en base andres-r3.pcap. 167 Figura 119 Gráfico de flujo en base a pcscf-r3.pcap. 168 Figura 120 Gráfico de flujo en base a dns-r3.pcap. 168 Figura 121 Gráfico de flujo en base a test-r3.pcap. 169 Figura 122 Esquema para análisis de red Visitada. 169 Figura 123 Mensajes intercambiados por cliente en análisis de red Visitada. 170 Figura 124 Registro con detalle en red Visitada. 170 Figura 125 Gráfico de flujo en base a italo-r4.pcap. 171 Figura 126 Gráfico de flujo en base a icscf-r4.pcap. 171 Figura 127 Gráfico de flujo en base a test-r4.pcap. 172 Figura 128 Registro infructuoso de cliente mediante roaming. 172 Figura 129 Gráfico de flujo en base a andres-r5.pcap. 173 Figura 130 Gráfico de flujo en base a italo-r5.pcap. 174 Figura 131 Tráfico RTP en prueba 5- roaming. 174 Figura 132 Gráfico de flujo en base a pcscf-r5.pcap. 175 Figura 133 Gráfico de flujo en base a test-r5.pcap. 175 Figura 134 Gráfico de flujo en base a icscf-r5.pcap. 176 Figura 135 Gráfico de flujo en base a scscf-r5.pcap. 176 Figura 136 Llamada entre cliente registrado por roaming y cliente registrado directamente. 177 vii

12 Figura 137 Grafico de flujo en base a andres-r6.pcap. 178 Figura 138 Gráfico de flujo en base a pcscf-r6.pcap. 178 Figura 139 Gráfico de flujo en base a icscf-r6.pcap. 179 Figura 140 Gráfico de flujo en base a test-r6.pcap. 179 Figura 141 Llamada entre clientes registrados ambos por roaming. 180 Figura 142 Gráfico de flujo en base a andres-r7.pcap. 181 Figura 143 Gráfico de flujo en base a test-r7.pcap. 181 Figura 144 Gráfico de flujo en base a icscf-r7.pcap. 182 Figura 145 Gráfico de flujo en base a pcscf-r7.pcap. 182 Figura 146 Llamada entre clientes registrados directamente en redes Home. 183 viii

13 Índice de Tablas Tabla 1 Comparativa de generaciones en Telefonía Celular [1]. 13 Tabla 2 Comparativa entre d y e [1]. 14 Tabla 3 Interfaces y puertos asociados a entidades del Proveedor Local. 32 Tabla 4 Nombres de dominio según entidades IMS. 33 Tabla 5 Clientes y direcciones IP asociadas. 34 Tabla 6 Interfaces y puertos en Proveedor accesible en una red de área local. 35 Tabla 7 Nombres de dominio sobre entidades en Proveedor accesible en red de area local. 35 Tabla 8 Nombres de dominio de elementos en Proveedor con entidades separadas. 37 Tabla 9 Clientes y direcciones IP del Proveedor con entidades separadas. 37 Tabla 10 Entidades ims1.test. 38 Tabla 11 Entidades ims2.test. 38 Tabla 12 Clientes para pruebas con dos redes IMS. 39 Tabla 13 Características de clientes para redes ims.toip.uchile.cl e ims.test. 40 Tabla 14 Componente e interfaz de captura para pruebas. 41 Tabla 15 Componentes en las pruebas de roaming. 45 Tabla 16 Clientes para las pruebas de roaming. 45 Tabla 17 Comparativa entre H.323 y SIP IETF. 84 Tabla 18 Componentes de la arquitectura PacketCable. 86 Tabla 19 Comparativa de tecnologías de familia GSM [1]. 90 Tabla 20 Interfaces entre las principales entidades IMS [1]. 103 Tabla 21 Archivos de captura en prueba Tabla 22 Archivos de captura en prueba Tabla 23 Archivos de captura en prueba Tabla 24 Archivos de captura en prueba Tabla 25 Archivos de captura en prueba Tabla 26 Archivos de captura en prueba Tabla 27 Archivos de captura en prueba Tabla 28 Archivos de captura en prueba Tabla 29 Archivos de captura en prueba Tabla 30 Archivos de captura en prueba Tabla 31 Archivos de captura en prueba Tabla 32 Archivos de captura en prueba Tabla 33 Archivos de captura en prueba Tabla 34 Archivos de captura en prueba Tabla 35 Archivos de captura en prueba 1- roaming. 160 Tabla 36 Archivos de captura en prueba 2 -roaming. 163 ix

14 Tabla 37 Archivos de captura en prueba 3-roaming. 167 Tabla 38 Archivos de captura en prueba 4- roaming. 171 Tabla 39 Archivos de captura en prueba 5- roaming. 173 Tabla 40 Archivos de captura prueba 6- roaming. 178 Tabla 41 Archivos de captura en prueba 7- roaming. 181 x

15 Capítulo 1 Introducción 1.1. Motivación Los Proveedores de Servicios en el área de las Telecomunicaciones se han visto enfrentados a cambios sustanciales en el mercado. La fuerte irrupción de las TIC (Tecnologías de la Información y Comunicación) basadas en IP, así como la evolución que ha tenido Internet como plataforma de desarrollo de nuevos y variados servicios ha producido una explosión de Proveedores de Servicios distintos a los ya existentes. En este contexto, además de los Proveedores de Servicio de Internet (ISP Internet Service Provider) o de Telefonía (TSP Telephony Service Provider), los proveedores de Telefonía IP (ITSP IP Telephony Service Provider) y de Aplicaciones (ASP Application Service Provider) han encontrado un nicho en el mercado al aprovechar la infraestructura desplegada por otros operadores, posibilitando el desarrollo de servicios de valor agregado. Dada la amplia variedad de servicios ofrecidos a clientes finales, en este trabajo de título se consideran los siguientes proveedores de servicios: Operadores de Telefonía Operadores de Cable Operadores de Telefonía Celular Operadores Inalámbricos Fijos En este escenario, dichos operadores han comenzado a diversificar su negocio en términos comerciales ofreciendo bundles o paquetes de servicios. Es así como por ejemplo operadores de cable ahora ofrecen servicios de telefonía fija, acceso a Internet y Televisión. La siguiente figura ilustra lo anteriormente enunciado: 1

16 Figura 1 Diversificación de los Operadores en Telecomunicaciones [2]. Dentro de esta iniciativa por posicionarse en el mercado las empresas además se han percatado que no sólo deben prestar el servicio básico de comunicación sino deben ser generadoras de contenidos y servicios atractivos para el cliente final. A modo de ejemplo en la siguiente figura se enuncian algunas colaboraciones entre empresas de telecomunicaciones y empresas de otros rubros: Figura 2 Acuerdos entre empresas de telecomunicaciones y generadoras de contenidos [2]. Es así como IMS (IP Multimedia Subsystem), arquitectura para la convergencia de redes fijomóvil, aparece abriendo un nuevo escenario a las empresas proveedoras de servicios. Escenario en que una compañía tendrá acceso a una plataforma centralizada basada en IP que proveerá tanto servicios básicos de comunicaciones (telefonía, acceso a Internet, etc.) como servicios de valor agregado más sofisticados (sesiones de voz, video y datos en tiempo real), donde la red desplegada será agnóstica al acceso, posibilitando el uso de una amplia gama de tecnologías (WiFi, WiMAX, DSL, Cable, UMTS, GPRS, entre algunas), concretando así los preceptos establecidos por la definición de una Red de Próxima Generación o NGN (Next Generation Network). 2

17 En la actualidad las empresas están desarrollando u adoptando alguna solución IMS. Es así como por ejemplo en Chile existen algunas empresas de telecomunicaciones que ya cuentan con plataformas de este tipo. Considerando esto, existen fuertes razones para justificar el análisis, estudio e implementación de un Proveedor de Servicios Genérico con arquitectura IMS: IMS representa la arquitectura para la convergencia llamada a ser el estándar a nivel mundial. Las tecnologías basadas en IP son dominantes en las telecomunicaciones y constituyen la base de muchos de los servicios que a diario utilizamos. El Departamento de Ingeniería Eléctrica debe abordar este tipo de tecnologías emergentes, posibilitando una continua actualización de los conocimientos requeridos por el mercado. El desarrollo de este trabajo de título permitirá implementar un Proveedor de Servicios Genérico que emula el funcionamiento del core de una plataforma IMS, abriendo la posibilidad de generar aplicaciones para IMS que podrán ser testeadas. Lo anterior da pie a futuros trabajos de título para memoristas del área Objetivo General El objetivo general del trabajo de título es diseñar e implementar un Proveedor de Servicios Genérico con arquitectura IMS de bajo costo y con fines docentes. Esto implica definir las entidades IMS a implementar, escoger los servidores básicos de administración de la red y establecer las pruebas para su estudio Objetivos Específicos Los objetivos específicos del trabajo de titulo son: Estudiar los protocolos de comunicación involucrados en las distintas comunicaciones suscitadas dentro del Proveedor de Servicios Genérico. Analizar las arquitecturas de redes telefónicas públicas, PSTN, fijas y móviles y su interoperabilidad con otras redes para entender el funcionamiento de los protocolos y servicios entregados por la PSTN, para continuar con la evolución a IMS. Estudiar la arquitectura IMS identificando los principales elementos del core con miras a la implementación del Proveedor. Acotar el alcance del mismo según las funcionalidades que se incluirán en la plataforma básica. Establecer el diseño del sistema considerando los puntos anteriores. Implementar el Proveedor de Servicios Genérico en el Laboratorio de Postitulo del departamento detallando todas las actividades para la concreción de este objetivo. Realizar pruebas de funcionamiento y capturas de tráfico en distintos escenarios de prueba con el fin de establecer las bases para el futuro desarrollo de experiencias docentes de laboratorio que permitan el estudio práctico del core de la arquitectura IMS y de los protocolos de comunicaciones involucrados. 3

18 1.4. Hipótesis de Trabajo y Metodología La principal hipótesis de trabajo es que el Proveedor de Servicios Genérico puede ser implementado en base a herramientas Open Source: sistema operativo Linux y "Open IMS Core" del Instituto FOKUS. La metodología de trabajo comprende las etapas de estudio de arquitecturas de telefonía y protocolos de comunicaciones asociados, análisis de la arquitectura IMS y generación de propuesta de diseño basada en dicho mapa arquitectónico y en los desarrollos de memoristas anteriores donde se han estudiado o implementado plataformas IP. En esta etapa se define la estructura de la red local y los distintos servidores que deberán ser levantados en su interior. Después de la exposición del Diseño, se continua con la etapa de implementación del Proveedor de Servicios Genérico, destacando que se ponen en marcha los distintos servidores de forma independiente para progresivamente ir integrándolos, identificando de mejor forma los problemas u errores que vayan suscitándose. Este proceso es iterativo y abierto a redefinir el diseño propuesto inicialmente según los tiempos de desarrollo estimados para el trabajo en sí. Finalmente se valida el funcionamiento del sistema completo con todos los servidores integrados realizando una serie de experiencias de laboratorio Alcances El Proveedor de Servicios Genérico se diseña para ofrecer una plataforma base que emule el comportamiento del core IMS. Se utilizan herramientas Open Source con el fin de obtener un producto de bajo costo que constituya una plataforma de prueba para efectos docentes en el estudio de arquitectura IMS, desestimando así características de sistemas comerciales como seguridad, flexibilidad, escalabilidad o alta disponibilidad. La potencialidad de la arquitectura IMS es proveer un sistema centralizado donde se puede acceder a los servicios a través de distintos tipos de acceso. En el caso del Proveedor de Servicios Genérico esto esta acotado por no contar con el hardware necesario para dar múltiple acceso. Es así como la interfaz de usuario se restringe al uso exclusivo de un softphone gratuito que permite acceder a comunicaciones de voz y video en tiempo real. Por último es importante destacar que todas las funcionalidades son implementadas vía software y que los equipos a utilizar son computadores personales y elementos de red según el esquema de interconexión del diseño. 4

19 1.6. Descripción de Contenidos A continuación se describen en términos generales los contenidos de los capítulos que comprenden el presente trabajo de título: En el Capítulo 1 se exponen las bases del presente trabajo de título. Se introduce el estado actual del mercado de las telecomunicaciones y cómo la convergencia de redes y la arquitectura IMS representan un posible futuro para esta industria. A partir de ello se enuncia la motivación del tema del trabajo de título, la justificación de su desarrollo y se definen los objetivos, alcances, hipótesis y la metodología a seguir para el desarrollo del mismo. En el Capítulo 2 se exponen los antecedentes del trabajo a desarrollar. Se estudian las arquitecturas de redes telefónicas (fija y móvil), pasando por la arquitectura de multiservicios para operadores de cable PacketCable y se enuncian los protocolos de comunicación asociados. Luego se introducen las NGN o Redes de Próxima Generación enmarcando la Convergencia Fijo- Móvil para posteriormente presentar la arquitectura IMS identificando sus principales componentes. Finalmente se presenta la iniciativa del instituto FOKUS denominada Open IMS Core que constituye una de las bases de este trabajo. En el Capítulo 3 se establece la metodología para el diseño y la implementación del Proveedor de Servicios Genérico con arquitectura IMS. En primer lugar se exponen las consideraciones a tomar para el diseño del sistema. Posterior a esto se procede con la implementación de tres versiones del Proveedor de Servicios Genérico: la primera corresponde a una versión en que todas las componentes corren exclusivamente en un único computador; la segunda representa una evolución del anterior donde se otorga acceso dentro de una red de área local y; la tercera y definitiva presenta todas sus componentes separadas lo que permite el estudio del funcionamiento de cada una de ellas. Por último se establecen las experiencias de laboratorio que permiten estudiar los distintos procesos del sistema además de la función de roaming. En el Capítulo 4 se describen los resultados obtenidos a partir del desarrollo del trabajo de título. Se entrega información sobre el diseño y la implementación del Proveedor de Servicio Genérico con arquitectura IMS, sobre el estudio de las función de Roaming entre redes IMS y sobre las experiencias de laboratorio desarrolladas para establecer el comportamiento de las distintas componentes del sistema. En el Capítulo 5 se expone la discusión sobre los resultados obtenidos. En términos generales se realizan observaciones y propuestas sobre los aspectos prácticos del sistema implementado y de las experiencias desarrolladas. Además se establecen posibles mejoras al sistema y se proponen tareas futuras en base al potencial de IMS y el desarrollo de aplicaciones para dicho sistema. En el Capítulo 6 se entregan las conclusiones acerca del trabajo de título desarrollado. En base a la discusión generada en el capitulo anterior se establecen los logros obtenidos y el aporte realizado a través del diseño y la implementación del Proveedor de Servicios Genérico con arquitectura IMS. En este contexto se revisa la concreción de los objetivos planteados inicialmente como el obtener una plataforma que emule el funcionamiento del core IMS y el potenciar los aspectos docentes del trabajo mismo. 5

20 Capítulo 2 Antecedentes En el presente capítulo se abordan temáticas que permiten sentar las bases para el diseño y la implementación del Proveedor de Servicios Genérico con arquitectura IMS. Se estudian las arquitecturas de los principales operadores de telecomunicaciones debido a que representan el origen de cualquier arquitectura para la convergencia. A lo largo de dicho estudio se presentan las principales componentes de cada uno de los proveedores identificando los servicios ofrecidos sobre dichas redes. Posteriormente se procede analizando las Redes de Próxima Generación o NGN (Next Generation Networks) y en consecuencia la arquitectura para la convergencia IMS (IP Multimedia Subsystem). Finalmente se exponen las bases del proyecto Open IMS Core asociado a la implementación de plataformas IMS en el marco de la docencia y la investigación Operadores de Telefonía A continuación se entrega un resumen de las principales componentes de las redes telefónicas, tanto tradicionales (conmutación de circuitos) como sobre IP (conmutación de paquetes). Se busca entregar una visión generalizada abarcando las distintas arquitecturas y los protocolos de comunicación envueltos. En este sentido se estudian ambas tecnologías, estableciendo los mecanismos de interoperabilidad existentes entre ambos tipos de redes dado que constituyen las bases de las arquitecturas para la convergencia PSTN (Public Switched Telephone Network) La red pública de telefonía conmutada se basa en la conmutación de circuitos donde se establecen caminos exclusivos para las conversaciones telefónicas. A continuación se observa un ejemplo básico de conexión a PSTN: 6

21 Figura 3 Ejemplo básico de una conexión a PSTN. Aparecen elementos como los switches clase 5 que permiten la conexión del usuario final a dicha red o las PBX que son centrales que permiten conectar varios equipos de una empresa a la PSTN, sin tener la necesidad de contratar varias líneas y evitando así la ineficiencia de que las llamadas internas de dicha organización salgan a la red para luego ser devueltas. La arquitectura de la red PSTN posee una estructura jerarquizada donde existen distintas clases de switches con funciones bien definidas [1]: Switch Clase 5: Switch local, es el primer conmutador con el que entra en contacto el usuario de telefonía local. Switch Clase 4: Switches regionales o también llamados tándem de acceso. Switch Clase 3: Tándem de acceso inter-regionales. Switch Clase 2: Switch IXC (InterXchange Carrier) o compañía de larga distancia. Switch Clase 1: Gateway entre distintos IXC. El sistema de señalización utilizado en la PSTN es el denominado SS7 (Signaling System 7). Es a través de este sistema que los elementos de la red intercambian información. En la PSTN los llamados SEP (Signaling End Points) son los encargados de enviar y recibir mensajes de señalización SS7. Existirán tres tipos de SEP: SSP (Service Switching Point), STP (Signal Transfer Point) y SCP (Service Control Point). El siguiente es un esquema que muestra la interconexión de estos puntos [5]: Figura 4 SEPs en una red PSTN. Dentro de la PSTN, y asociados al sistema de señalización, existen distintos protocolos que conforman el stack de protocolos SS7 [1]: 7

22 Figura 5 Stack de protocolos SS7 frente al modelo OSI. ISUP (ISDN User Part): Protocolo que permite configurar, manejar y liberar circuitos troncales que transportan las llamadas de voz sobre la PSTN. Se utiliza para llamadas ISDN y no-isdn entre SSPs. TCAP (Transaction Capabilities Application Part): Protocolo que permite entregar servicios como el tono o el uso de tarjetas de llamado. Por ej. un SSP utiliza TCAP para consultar a un SCP como rutear un número 800. SCCP (Signaling Connection Control Part): Protocolo que provee el servicio de traducción de título global (GTT). SCCP traduce el título global que es una dirección (por ej. número 800) a un código de punto de destino y numero de subsistema (identifica una aplicación en el punto de señalización de destino). TUP (Telephone User Part): Protocolo que sólo maneja circuitos analógicos. Es utilizado para soportar y terminar llamadas básicas Telefonía por Internet A diferencia de la telefonía tradicional, las redes de VoIP utilizan la conmutación de paquetes aprovechando la red de Internet. Este tipo de comunicación se ha desarrollado pensando en la interoperabilidad con la red de telefonía pública PSTN. Es así como se utiliza por ejemplo el mismo sistema de señalización SS7 de la telefonía tradicional, pero sobre IP. Para ello se ha establecido un protocolo llamado SIGTRAN (conjunto de varios protocolos) que permite el transporte confiable de mensajes SS7 sobre redes IP. En las redes de VoIP la información de señalización se intercambia entre los siguientes elementos funcionales [5]: 8

23 Media Gateway (MG) Se encarga de recibir la llamada desde la PSTN, comprimirla y empaquetarla para traspasarla finalmente a la red IP. Para llamadas originadas en la red IP, el MG realiza la operación inversa Media Gateway Controller (MGC) Un MGC maneja el registro y la administración de los recursos asociados a los MG. Intercambia mensajes ISUP con los SSP a través del SG (Signaling Gateway). En general los MGC desarrollados mediante software son llamados Softswitch Signaling Gateway (SG) Es el elemento que provee interconectividad entre la PSTN y la red IP. Traduce los sistemas de señalización SS7 entre ambas infraestructuras. A continuación se muestra la interconexión de dichos elementos: Figura 6 Arquitectura genérica de red de VoIP. Por su parte la IETF ha definido una serie de protocolos y normas bajo las cuales debiese establecerse una comunicación de VoIP. El siguiente es un esquema de aquello [8]: Figura 7 Stack de protocolos para VoIP. 9

24 Interoperabilidad entre Redes Telefónicas Han sido definidos distintos mecanismos que permiten la interacción de los distintos tipos de redes de telefonía. En este contexto aparecen protocolos que permiten dicha interoperabilidad dando pie a estructuras de telefonía como la que se muestra a continuación [3]: Figura 8 Red de VoIP con interconexión a PSTN [3]. Los protocolos principales dentro de estas grandes redes telefónicas son descritos en la sección de Anexos: SIP H.323 SIP-T MGCP (Media Gateway Control Protocol) H.248 o MEGACO 10

25 2.2. Operadores de Cable PacketCable 1.0 Esta primera versión de PacketCable básica permite la entrega del servicio de telefonía utilizando la planta de cable desplegada (PacketCable 1.0). En este sentido, la tecnología de Voz sobre IP (VoIP) permite al operador de cable entregar servicio de telefonía dentro de su red y con salida a redes de telefonía pública conmutada (PSTN). Se utiliza la tecnología de acceso DOCSIS 1.1 (Data Over Cable Service Interface Specification) por sobre su predecesora DOCSIS 1.0 (mejoras en calidad de servicio y seguridad). Además, para entregar este servicio existen diversos elementos que cumplen funciones específicas permitiendo al usuario realizar llamadas dentro de la red del operador de cable y hacia la PSTN. El siguiente es un esquema de la arquitectura de PacketCable en sus inicios [6]: Figura 9 Arquitectura PacketCable 1.0. En la sección de Anexos se detalla la función de cada uno de los elementos de la arquitectura de PacketCable PacketCable 2.0 A diferencia de su primera versión, PacketCable 2.0 posibilita el desarrollo de nuevos y variados servicios además de la telefonía por medio de VoIP. En este sentido, ha sido diseñada para soportar la convergencia de voz, video, data y tecnologías asociadas a la movilidad. Por ello, han sido integrados nuevos protocolos como SIP para el manejo de sesiones multimedia. Por tanto, se abre la oportunidad de desarrollar una nueva gama de servicios para los operadores de cable: 11

26 Comunicaciones de voz y video sobre IP con base en la presencia del usuario. Integración de servicios a la TV como identificación de llamadas y administración de ellas. Servicios de movilidad con integración a redes inalámbricas y celulares. Aplicaciones multimedia. Desarrollo de soluciones comerciales atractivas. PacketCable 2.0 esta basado en la arquitectura IMS (Release 6). Dado que IMS no considera todas las necesidades de la industria del cable, CableLabs se ha encargado de tomar dicha arquitectura y agregar nuevos módulos o mejorar algunos en base a los requerimientos particulares de una red de cable desplegada. Es importante destacar que se ha utilizado la misma arquitectura IMS como base para potenciar el desarrollo de aplicaciones estándares para ambas plataformas. A continuación se presenta un esquema que contiene todos los elementos de la arquitectura de PacketCable 2.0 [7]: Figura 10 Arquitectura PacketCable 2.0. En la sección de Anexos se detalla la función de cada uno de los elementos de la arquitectura de PacketCable

27 2.3. Operadores de Telefonía Celular La telefonía celular por estos días se perfila como un sustituto de la telefonía fija. Ciudades y poblaciones completas donde no se tenía conectividad hasta hace 10 años, ahora cuentan con una red desplegada que posibilita este tipo de comunicaciones. La movilidad otorgada por dispositivos de este tipo ha permitido que conceptos como la presencia tengan mucho que decir en el desarrollo de nuevos servicios. En el desarrollo de la telefonía celular se pueden distinguir distintas generaciones basadas en las tecnologías utilizadas y en las capacidades de las redes desplegadas en cada uno de los casos. La siguiente tabla enumera las principales características de cada una de las generaciones definidas [1]: Características Generaciones Móviles 1G 2G 3G Transmisión Analógica Digital Digital Acceso FDMA TDMA, CDMA TDMA, W-CDMA Ejemplos de UMTS, CDMA-2000, AMPS, JTACS GSM, IS-95 Tecnología ARIB-W-CDMA Funcionalidades Voz Voz y Mensajería corta Voz Datos a alta velocidad Velocidad de Transmisión de datos Espectro Máximo a 9600 bps utilizando módems de banda local MHz bps Hasta bps (GSM-GPRS) MHz MHz (PCS) Tabla 1 Comparativa de generaciones en Telefonía Celular [1]. Doméstico: 2 Mbps Exterior a interior peatonal: 348 Kbps En vehículos: 144 Kbps MHz MHz Actualmente el estándar más utilizado en el mundo, y particularmente en nuestro país, es GSM- GPRS. En la sección de Anexos se describen en detalle las distintas arquitecturas de la familia GSM Operadores Inalámbricos Fijos: WiMAX WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) constituye una tecnología de acceso que permite definir un nuevo operador denominado Inalámbrico Fijo. En términos simples se trata de un Proveedor de Servicio de Internet para una red de área metropolitana o MAN (Metropolitan Area Network) con acceso inalámbrico. Nace del estándar Wireless MAN con interfaz aérea y arquitectura Punto- a- Multipunto (PMP). 13

28 Han sido desarrolladas distintas versiones de WiMAX. Los estándares que ahora se encuentran operativos son el d (2004) y e (2005). Los sistemas basados en el primer estándar son denominados WiMAX Fijo, y los basados en el segundo se enmarcan en la iniciativa WiMAX Móvil o WiBRO (Wireless Broadband). A continuación se presenta una comparativa de ambas tecnologías: Características d e Frecuencia 2-11 GHz licenciado y no 2-11 GHz licenciado y no licenciado licenciado Línea de vista NLOS NLOS Movilidad Fijo y nómada Nómada (~70 [km/h] máx.) Rango Radio prom. celda 6,4-9,6 km Radio prom. celda 1,6-4,8 km Canalización Escalable 1,5-20 MHz Escalable 1,5-5 MHz con subcanales Eficiencia Espectral < 3,75 [bps/hz] < 3 [bps/hz] Tasa de bits < 75 Mbps (20 MHz BW) < 15 Mbps (5 MHz BW) Duplexación TDD / FDD TDD / FDD Encriptación Mandataria - 3DES Mandataria - 3DES Opcional AES Opcional AES Escalable Familia de tecnología y OFDM/OFDMA QPSK, OFDM/OFDMA QPSK, modulación 16QAM & 64QAM 16QAM & 64QAM Tabla 2 Comparativa entre d y e [1]. Dadas las características señaladas en cuanto a eficiencia espectral, velocidad de transmisión y rango de alcance, WiMAX está diseñado para proveer servicios como los siguientes: Interconectar hotspots WiFI Proveer una alternativa inalámbrica a los servicios de banda ancha de operadores de cable o DSL para última milla Entregar servicio de transferencia de datos de alta velocidad y servicios multimedia de telecomunicaciones Proveer conectividad fija y nómada a la vez La siguiente figura presenta una arquitectura referencial de WiMAX, considerando los elementos básicos y genéricos que debiesen ser incluidos. Lo anterior obedece a que esta tecnología es considerada como una de acceso: 14

29 Figura 11 Arquitectura de referencia WiMAX [11]. Los elementos genéricos presentados son: ASN (Access Services Network): Red de servicios de acceso. CSN (Core Services Network): Red de servicios de core. BS (Base Station): Estación base. NAP (Network Access Provider): Proveedor de acceso de red. NSP (Network Service Provider): Proveedor de servicios de red. HA (Home Agent): Agente local. FA (Foreign Agent): Agente externo. AAA (Authentication, Authorization, Accounting): Servidor de autenticación, autorización y administración de cuentas Servicios y Contenidos: Los nuevos participantes del mercado En la actualidad se ha producido una explosión de nuevos proveedores de servicios y contenidos que aprovechan la infraestructura desplegada por los operadores de redes fijas y móviles. Es así como servicios de transmisión de datos, voz y video sobre las distintas arquitecturas presentadas han sido desarrollados en función de responder a requerimientos más sofisticados e interesantes para el usuario final. Según Digiworld 2007 [2], informe anual desarrollado por la fundación IDATE, para el 2007 existen dos tendencias claves en este contexto. Por un lado, la televisión, cuyo mercado no creció más que el 4,5% el 2006, busca nuevos desarrollos a través de nuevos canales de distribución (terminales móviles e Internet) y nuevos servicios (alta definición, vídeo bajo demanda). Por otro lado, la migración de servicios y contenidos a Internet se acelera, marcada por el aumento del tiempo dedicado a la web (40% del tiempo dedicado a la televisión) [2]. 15

30 HDTV, TV Móvil y VoD Aunque en distintas etapas de desarrollo, la TV de alta definición (HDTV), la TV móvil y el vídeo bajo demanda (VoD) representan tres caminos prometedores para la televisión tradicional, cuyo mercado maduro está sufriendo un gradual declive. HDTV ya es realidad en Japón y EEUU, donde el 10% de los hogares la poseen [2]. En Europa, la HDTV se limita a los que contratan la televisión de pago vía satélite. Por su parte los canales comerciales se enfrentan a una difícil encrucijada: tienen que pagar por el costo añadido que supone implementar HDTV y con ello agotan la posibilidad de contar con más y mayores ingresos por publicidad. El resultado es una base aún muy reducida: entre 5 y 8% de los hogares europeos en 2006 posee HDTV. El creciente número de servicios VoD y hogares equipados con PVR (Personal Video Recorder) apuntan a un cambio en la televisión. Para los operadores de cable en EE.UU., el VoD es fundamental para diferenciarse de las televisiones de pago vía satélite. En Europa existen pocos servicios VoD, la mayor parte a través de DSL o de las redes de fibra óptica. Como alternativa al VoD, una parte notable de receptores y terminales integra un disco duro capaz de almacenar programas de televisión grabados. Es aquí donde se posicionan servicios tipo TiVO o iniciativas como MythTV. Es importante destacar que paralelamente, IPTV (DSL) ha sido fuertemente impulsado por empresas de telecomunicaciones como Telefónica en España y Telmex en México. Por su parte, el vídeo móvil y la televisión no se restringen a los servicios que usan redes 2G/3G: las soluciones de radiodifusión están en etapa de pruebas o despliegue. Por tanto, son tres las soluciones que compiten en el mercado de búsqueda y transferencia de vídeos sobre terminales portátiles: soluciones 3G, ya operacionales, pero que deberán superar los límites de capacidad de las redes; soluciones broadcast, en fase de despliegue, pero necesitadas de importantes inversiones para facilitar la recepción en el interior de los inmuebles (indoor); y la transferencia de flujos de archivos a través de redes domésticas locales para uso indoor [2] El camino hacia el hogar digital La extensión de Internet en los hogares (gracias a wifi y otras soluciones de redes domésticas), la proliferación de mecanismos y equipos capaces de grabar y reproducir el contenido, tanto fijo como portátil, así como los paquetes de acceso a la banda ancha ISP, deberían de satisfacer la demanda de los consumidores en portabilidad de los contenidos y continuidad de los servicios dentro del hogar. Pero como no está disponible una solución universal y ergonómica y dada la diversidad de formas de abordar la problemática por parte de las operadoras de telecomunicaciones (fijas o móviles), los desarrolladores de software, los proveedores de TV de pago, los proveedores de dispositivos y equipos electrónicos y las compañías de Internet, el hogar se torna digital artesanal dado que se desarrolla a través de soluciones articuladas por los propios clientes, a base de conectividad en que la función primordial es la transferencia de archivos [2]. 16