ÍNDICE GLOSARIO... 3 INTRODUCCIÓN... 7

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1 ÍNDICE ÍNDICE GLOSARIO... 3 INTRODUCCIÓN... 7 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL QUÉ ES LA SEÑALIZACIÓN ARQUITECTURA DE LA RED SS Puntos de Transferencia de Señalización (STP) Punto de control de servicios (SCP) Punto de Datos de Servicio (SDP) Registro de localización de usuarios (HLR) Registro de localización de visitantes (VLR) Centro de Servicio de Mensajes Cortos (S) Enlaces de señalización SS Señalización asociada Señalización cuasi-asociada CAPAS DEL PROTOCOLO SS Nivel Físico Parte de Transferencia de Mensajes (MTP) Nivel Parte de Transferencia de Mensajes (MTP) Nivel Parte de usuario de RDSI (ISUP) Parte de Control de Conexión de Señalización (SCCP) Parte de Aplicación de Capacidades de Transacción (TCAP) Parte de Aplicación de Movilidad (MAP) TRANSACCIONES MAP EN EL SERVICIO SMS Mensaje corto originado Mensaje corto terminado TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP SIGTRAN Qué es el Sigtran Arquitectura de los protocolos SIGTRAN Necesidad de implementar un nuevo protocolo de transporte SCTP [RFC2960] Características principales Funciones de SCTP M2PA Funciones soportadas por M2PA Formato de los mensajes M2PA M2UA [RFC 3331] M3UA [RFC 3332] Representación mediante códigos de punto de señalización Routing Keys Redundancia Formato de los mensajes de datos de usuario Utilización de M3UA SUA

2 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Encaminamiento de mensajes Utilización de SUA DISEÑO DE UNA RED DE TRANSPORTE DE SMS SOBRE IP OBJETIVO DE DISEÑO PRESENTACIÓN DEL CASO DE ESTUDIO Distribución de usuarios Distribución de s con acceso radio Red de tránsito Red de señalización Portabilidad de numeración móvil Tráfico de SMS Ss Distribución de nodos por emplazamiento RED SIGTRAN NECESARIA Nodos ampliables con señalizadores SIGTRAN Alternativas de implementación Arquitectura de la red SIGTRAN objetivo Tráfico IP en SGWs Tráfico IP en HLRs Tráfico IP en Ss VLANes SIGTRAN Ancho de banda entre emplazamientos Plan de direccionamiento IP Configuración en s Configuración en STP/SGWs Configuración en Ss Configuración en HLRs COMPARACIÓN ENTRE SOLUCIÓN TRADICIONAL Y SOLUCIÓN SIGTRAN OBJETIVO DE LA COMPARACIÓN RED EQUIVALENTE TRADICIONAL COMPARACIÓN DE AMBAS SOLUCIONES Ancho de banda entre emplazamientos Coste de los Ss Coste de la red Flexibilidad de las plataformas Capacidad de la red Comportamiento ante congestión Experiencia en la tecnología Evolución de la red RESULTADO DE LA COMPARACIÓN BIBLIOGRAFÍA

3 GLOSARIO GLOSARIO 3GPP Third generation partnership project. Grupo normalizador de las redes de telefonía móvil de tercera generación. ACK Mensaje de asentimiento a otro mensaje enviado previamente. BSC Base Station Controller. Nodo de conmutación dedicado a controlar estaciones base de radio. CAMEL Protocolo de Red Inteligente normalizado específico para redes de telefonía móvil. Chunk Unidad de información en la que se divide un paquete del protocolo SCTP. CIC Circuit Identification Code. Código identificador de un circuito de voz entre dos nodos de conmutación. CRC Cyclic redundancy check. Comprobación de redundancia cíclica. Diffserv Método de caracterización de tráfico IP basado en diferenciación por servicios. DPC Destination Point Code. Código de punto de señalización destino. FISU Fill-in signal unit. Unidad de señalización de relleno. FSM-MO Forward Short Message Mobile Originated. Envío de mensaje corto originado en móvil. FSM-MO-ack Forward Short Message Mobile Originatd acknowledgement. Mensaje de asentimiento al envío de mensaje corto originado en móvil. FSM-MT Forward Short Message Mobile Terminated. Envío de mensaje corto terminado en móvil. FSM-MT-ack Forward Short Message Mobile Originatd acknowledgemente. Mensaje de asentimiento al envío de mensaje corto terminado en móvil. G Gateway Mobile Switching Centre. Central de conmutación móvil con capacidad para enviar mensajes a los registros de localización de usuarios. GPRS General Packet Radio Service. Servicio general de envío de paquetes vía radio

4 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS GSM: Global Switched Mobile Network. Red de conmutación móvil global. GT Global Title. Título Global. GTT Global Title Translation. Traducción de títulos globales. HLR Home Location Register. Registro de localización de los usuarios de la propia red. IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers. Instituto de Ingenieros eléctricos y electrónicos. IETF Internet Engineering Task Force. Grupo de Trabajo de ingeniería de Internet. INAP Intelligent Network Application Part. Parte de aplicación de Red Inteligente. IP: Internet Protocol. Protocolo de Internet. ISPC International Signalling Point Code. Código de punto de señalización nacional ISUP Integrated Services User Part. Parte de usuario de servicios integrados. IUA ISDN Q.921-User Adaptation Layer. Capa de adaptación del usuario del protocolo Q.921 de la Red Digital de Servicios Integrados. Linkset Conjunto de enlaces de señalización entre dos nodos adyacentes. LSSU Link Status Signal Unit. Unidad de señalización de estado de enlace. M2PA MTP2-User Peer-to-Peer Adaptation Layer. Capa de adaptación entre pares de usuario de MTP2. M2UA MTP2-User Adaptation Layer. Capa de adaptación de usuario de MTP2. M3UA MTP3-User Adaptation Layer. Capa de adaptación de usuario de MTP3. MAP Mobile Application Part. Parte de aplicación móvil. Mobile Switching Centre. Central de conmutación de telefonía móvil. MSISDN Mobile Station Integrated Service Digital Network Number. Número de línea de telefonía móvil. MSU Message Signal Unit. Unidad de señalización de mensaje

5 GLOSARIO MTP Message Transfer Protocol. Protocolo de transferencia de mensajes de señalización. MTP3 Message Transfer Protocol layer 3. Capa de red del protocolo de transferencia de mensajes de señalización. NI Network Indication. Indicador de Red. OPC Originating Point Code. Código de punto de señalización origen. OSI Open System Interconnection. Interconexión de sistemas abiertos. RANAP Radio Access Network Application Part. Parte de aplicación de la red de acceso radio. Roaming Utilización por parte de un usuario de telefonía móvil de una red distinta de la suya. SCCP Signalling Connection Control Part. Parte de control de conexión de señalización. SCP Service Control Point. Punto de control de servicios. SCTP Stream Control Transmission Protocol. Protocolo de transmisión de flujos de control. SDP Service Data Point. Punto de datos del servicio. SGSN Serving GPRS support node. Nodo servidor de soporte de la red GPRS. SGW Signalling Gateway. Pasarela de señalización. SI Service Indicator. Indicador de servicio. SIGTRAN Signalling Transport. Transporte de señalización. SIO Service Information Octet. Octeto de información de servicio. SLC Signalling link code. Código de enlace de señalización. SLS Signalling link selection. Selección de enlace de señalización. SMS Short Message Service. Servicio de mensajes cortos. S Short Message Service Centre. Central del servicio de mensajes cortos. SMS-MO Short Message Service-Mobile Originated. Mensaje corto originado en móvil. SMS-MT Short Message Service-Mobile Terminated. Mensaje corto terminado en móvil. SPC Signalling Point Code. Código de punto de señalización

6 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS SRI Send Routing Information. Envío de información de encaminamiento. SRIfSM Send Routing Information for Short Message. Envío de información de encaminamiento para mensaje corto. SS7 Sistema de señalización número siete. SSN Subsystem number. Número de subsistema. STP Signalling Transfer Point. Punto de transferencia de señalización. SUA SCCP-User Adaptation Layer. Capa de adaptación de usuarios de SCCP. Stream Secuencia de mensajes de usuario de SCTP que debe entregarse al nivel superior de forma ordenada. TCAP Transaction Capabilities Application Part. Parte de aplicación de capacidades de transacción. TCP Transmission Control Protocol. Protocolo de control de transmisión. TDM Time division multiplexation. Multiplexación por división en el tiempo. TSN Transmission Sequence Number. Número de secuencia de transmisión. TUA TCAP User Adaptation Layer. Capa de adaptación de usuarios de TCAP. UDP User Datagram Protocol. Protocolo de datagramas de usuario. UIT-T Unión Internacional de Telecomunicaciones-Sector de normalización de telecomunicaciones. UMTS: Universal Mobile Telecommunications System. Sistema universal de telecomunicaciones móviles. USSD Unstructured suplementary service data. Datos no estructurados de servicios suplementarios. VLAN Virtual local area network. Red de área local virtual. VLR Visitor Location Register. Registro de localización de visitantes

7 INTRODUCCIÓN 1 INTRODUCCIÓN - 7 -

8 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Los operadores móviles están experimentando un importante crecimiento en el número de usuarios, junto con una creciente difusión de nuevos servicios de comunicaciones basados en transacciones de datos. Como consecuencia de ello, se plantea la necesidad de contar con una red de transporte de datos más orientada al tráfico de mensajería. Los nodos de las redes GSM utilizan el sistema de señalización número 7 (en adelante SS7) para intercambiar información relativa al control de llamadas, información de control de la movilidad de los usuarios y también para transportar los mensajes de texto intercambiados entre usuarios (en adelante SMS, de Short Message Service). El sistema SS7 surgió dentro del entorno de la telefonía fija. Fue necesario crear un nuevo protocolo (MAP) para añadirle las funcionalidades requeridas por las redes GSM, tales como consulta a registros de usuarios. Basándose en estas nuevas funcionalidades se implementó el servicio de envío de mensajes de texto de móvil a móvil (SMS). Sin embargo, tanto las nuevas funcionalidades como las originales, utilizan como base el protocolo de transporte de señalización MTP, diseñado para unas redes con un tráfico de señalización mucho menor que el de las redes móviles. En redes con alta densidad de usuarios, las limitaciones del MTP suponen un serio problema a la hora de cursar la señalización de determinados nodos. Lo más importante en una red de transporte de señalización es la fiabilidad. Dado que esta red transporta el control de todas las comunicaciones, un fallo en ella podría suponer la indisponibilidad de gran parte de la red y pérdidas económicas mucho mayores que las que produciría un fallo equivalente en un nodo de transporte de tráfico de usuario. Este nivel de fiabilidad se debe mantener porque al operador le interesa que el tráfico de señalización relativo a llamadas siempre se pueda cursar, y con unos retardos máximos garantizados. Sin embargo, el tráfico de envío de mensajes cortos no es tan crítico

9 INTRODUCCIÓN El servicio de mensajes cortos es de tipo datagrama y sin requisitos de retardo. El tráfico que genera tiene requisitos de transporte poco exigentes. Sin embargo, el sistema GSM utiliza la red SS7 para transportarlos. Por esta red se transmite también la señalización relativa a llamadas, que tiene unos requisitos muy estrictos en cuanto a retardos y sobre todo, a disponibilidad de la red. Como la red SS7 no puede distinguir un tipo de tráfico de otro, añadir un tráfico de mensajes cortos importante supone ampliar toda la red de señalización lo suficiente como para garantizar alta disponibilidad y bajo retardo a todo este nuevo tráfico, que realmente no lo necesita. En el momento en que es necesario realizar inversiones en la red de señalización, red fiable y de disponibilidad total, motivadas por el transporte de mensajes cortos, servicio sin requisitos de retardo, el operador debe plantearse utilizar redes de transporte alternativas al sistema SS7 tradicional, de forma que pueda ofrecer el mismo servicio a sus usuarios pero con la mínima inversión. Las redes IP son claramente más adecuadas que las redes SS7 para el transporte de información sin requisitos estrictos de retardo o ancho de banda. Por ello, los operadores de telefonía móvil pueden encontrar ventajoso utilizar esta tecnología para el transporte de SMS. En un futuro cercano, las redes de telefonía móvil de tercera generación utilizarán como única red de transporte una red IP, por lo que también le puede resultar interesante a los operadores móviles de segunda y tercera generación, utilizar la misma red de transporte de su sistema de tercera generación para cursar el tráfico de voz y señalización de su red de segunda generación. Esto resultará especialmente ventajoso cuando la tecnología GSM se encuentre en declive, tal como le ocurre actualmente a la telefonía móvil analógica

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11 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL 2 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL

12 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS 2.1 QUÉ ES LA SEÑALIZACIÓN En una Red de Conmutación, se entiende por señalización el intercambio de información entre diferentes nodos de la red necesario para proveer un servicio de comunicación. Los usuarios de una Red de Conmutación, como es una red GSM, también intercambian señalización con elementos de la red, por ejemplo al marcar un número de teléfono, o al colgar. El Sistema de Señalización SS7 es un medio que utilizan los elementos de la red de conmutación para intercambiar información. Esta información se transporta en forma de mensajes. Los mensajes SS7 transportan información relativa a establecimiento y liberación de llamadas. Además, en las redes de telefonía móvil también transportan información de localización del usuario en la red, así como mensajes de texto de usuario (SMS). 2.2 ARQUITECTURA DE LA RED SS7 El sistema SS7 consiste básicamente en una red de transporte de mensajes cuyos usuarios son nodos de conmutación. Esta red de transporte de señalización es paralela a la red de conmutación que forman los nodos que la utilizan, y su topología es, en general, completamente diferente. La Figura 1 muestra un esquema de red SS7 de una red GSM, con los componentes fundamentales

13 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL STP STP HLR STP STP SCP Enlaces de señalización Enlaces de voz S Figura 1. Esquema de Red SS7 en una red GSM. Los elementos que forman la red SS7 en una red GSM son los siguientes: Puntos de Transferencia de Señalización (STP) Un STP es un conmutador de paquetes diseñado específicamente para enviar mensajes de señalización SS7. Los STPs encaminan mensajes entre centrales de conmutación (s y Gs en una red móvil), bases de datos, como los registros de localización de los usuarios (HLRs), y nodos de control de servicios basados en Red Inteligente (SCPs). La disponibilidad de la Red SS7 que interconecta los nodos de conmutación de una red de telefonía es un factor de máxima importancia en el procesamiento de las llamadas. Si dos centrales no pueden intercambiarse señalización, no podrán establecer ninguna llamada entre ellas. Por esta razón, la red SS7 se diseña con una arquitectura completamente redundante. Además, los protocolos de transporte de mensajes de señalización se han definido con mecanismos de re-encaminamiento de tráfico de señalización en caso de fallos en elementos de la propia red de señalización. Para el caso de los STPs, éstos siempre se configuran en parejas exactamente iguales. Todos los nodos que se conectan a un STP, también se conectan al otro STP de la pareja, formando una red redundante

14 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Punto de control de servicios (SCP) Los servicios de telefonía que necesitan de un procesamiento avanzado de las llamadas (procesamiento que no pueden acometer las centrales de conmutación) se implementan mediante nodos de control de servicios (SCP). Estos nodos intercambian señalización de control de llamada con las centrales de conmutación, y en ellos se implementa la lógica del servicio. Este tipo de servicios se conoce también con el nombre de Red Inteligente. Un ejemplo de servicio de Red Inteligente puede ser el de llamadas al servicio de atención telefónica de una empresa con presencia en varias ciudades, de manera que marcando un único número 900, la llamada siempre se encamine al centro de atención telefónica más cercano al origen de la llamada. En este caso, la central de conmutación en la que se origine la llamada efectuará una consulta al SCP para proseguir con el encaminamiento de la llamada. Esta consulta consistirá en un intercambio de mensajes de señalización entre central y SCP. Dependiendo de la importancia del servicio al que atienden, los SCPs se pueden configurar como parejas redundantes, del mismo modo que los STPs. En general, los SCPs implementan servicios basados en llamadas, no basados en otras portadoras utilizadas para enviar información en las redes móviles, como pueden ser SMS, USSD o GPRS Punto de Datos de Servicio (SDP) Es posible que para proveer algunos servicios de Red Inteligente de forma masiva sea necesario disponer de varios nodos SCP, para distribuir la carga total de proceso del servicio. Si estos nodos requieren utilizar una base de datos común, es necesario disponer de un nodo independiente que la contenga. Este nodo se llama SDP, y también utiliza la Red SS7 para recibir y responder las consultas que provienen de los nodos SCP. La base de datos del SDP se puede distribuir físicamente en varios nodos en caso de bases de datos de millones de registros y frecuencias de acceso elevadas, para mayor facilidad de implementación

15 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL Registro de localización de usuarios (HLR) Consiste en una base de datos que almacena, tanto la en la que se encuentra registrado cada usuario como la información de acceso a servicios de los clientes. El HLR recibe peticiones de actualización de localización y envío de registros de usuario por parte de una Gs (Una G es una capaz de interrogar al HLR) cuando un nuevo usuario entra en el área de cobertura atendida por ésta. En el caso de redes de 2.5G, con GPRS, los nodos SGSN también piden el registro de cada usuario al que atienden, y envían peticiones de actualización de localización al HLR, de igual manera que una G. Todas las peticiones de actualización y consultas que recibe el HLR, así como sus respuestas correspondientes, son señalización entre nodos, y se envían mediante una red SS7. Normalmente un operador con más de un millón de usuarios cuenta con varios nodos HLR, ya que la capacidad de memoria y carga de procesador de los nodos HLR es limitada. Además, si falla un HLR todos los usuarios definidos en él dejarán de estar atendidos por la red, por lo que conviene contar con algún esquema de redundancia de HLRs (por ejemplo, n+1) Registro de localización de visitantes (VLR) El VLR es una base de datos que almacena los registros de los usuarios activos que se encuentran atendidos por una. En la mayoría de fabricantes, el VLR es un software que se ejecuta en la propia. En el VLR se copian íntegramente los registros del HLR para todos los usuarios a los que atiende la, de forma que ésta no necesita realizar consultas reiteradas al HLR para determinar si un cierto usuario puede acceder un servicio concreto. De este modo se reduce el tráfico de señalización entre y HLR. Cuando un usuario se mueve y pasa a estar atendido por otra, el VLR antiguo recibe del HLR la orden de borrar el registro local del usuario

16 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Centro de Servicio de Mensajes Cortos (S) Es el elemento fundamental que permite a los usuarios enviar y recibir SMSs. Estos centros reciben los SMSs enviados por los usuarios a la red. La que atiende al usuario lo envía al S y allí se almacena. Para conocer la en la que se encuentra el usuario destino, el S debe interrogar al HLR por la posición del usuario correspondiente. Entonces comienza una secuencia de intentos de entrega del SMS a la destino. Si se entrega con éxito, el SMS se borra del S. Si no, se almacena hasta el siguiente reintento. Si al cabo de un número de reintentos determinado no se ha entregado el SMS, se borrará del S y se perderá. Los SMSs se transmiten entre s y Ss en forma de mensajes de señalización, y se cursan por tanto, a través de una red SS Enlaces de señalización SS7 Se entiende por enlace de señalización un circuito de datos bidireccional que conecta dos nodos individuales en una red SS7. El conjunto de enlaces de señalización o SLCs (de Signalling Link Circuit) que se define entre dos nodos de la red SS7 se conoce como Linkset Señalización asociada En ocasiones, se implementan enlaces de señalización directos entre dos nodos de conmutación, sin utilizar ninguna red SS7 de tránsito. Este esquema de señalización se denomina señalización asociada. Si bien en general es preferible enviar la señalización a través de la red SS7, por su fiabilidad, existen casos en los que no es posible implementar linksets hacia STPs. Un ejemplo puede ser la interconexión con un operador de telefonía básica pequeño, que no cuente con STPs, o que únicamente cuente con un punto de interconexión al otro operador, a través de una central

17 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL En otros casos realmente no se pierde seguridad por no utilizar los STPs para enviar la señalización. Los nodos que únicamente envían señalización a un solo destino no necesitan una red de transmisión de señalización. Con un linkset directo es suficiente. Un ejemplo de estos nodos son las BSCs. Una BSC se conecta únicamente a una, y sólo le envía mensajes de señalización a ésta. Si falla la BSC, la, o la transmisión entre estos nodos, la BSC quedará fuera de servicio, por lo que no se gana seguridad estableciendo enlaces de señalización redundantes Señalización cuasi-asociada Como contraposición a la señalización asociada, la arquitectura en la que se establecen enlaces de señalización entre los nodos de conmutación y los STPs de la red SS7 se denomina señalización cuasi-asociada. 2.3 CAPAS DEL PROTOCOLO SS7 Lo fundamental en una red SS7 es el protocolo de transferencia de mensajes de señalización (MTP). Este protocolo comprende los niveles dos y tres de la torre OSI, y sobre él se transmite toda la señalización de todas las redes de conmutación de circuitos tradicionales, tanto de operadores de telefonía fija como de telefonía móvil Nivel Físico En general, en las redes SS7 tradicionales los enlaces de señalización se implementan mediante transmisión TDM (Multiplexación por División en el Tiempo) utilizando canales de 64 kbps dentro de tramas punto a punto de 2 Mbps (E1 normalizados) 1. 1 En la norma americana las líneas punto a punto son T1s en lugar de E1s, y el ancho de banda de los canales digitales multiplexados es de 56 kbps

18 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Entre dos nodos de una red SS7 se pueden definir como máximo 16 canales, pero por lo general no se suelen implementar más de 8 en las redes reales, debido a limitaciones del protocolo MTP que se analizarán en el apartado Se puede observar que de la transmisión TDM sobre enlaces punto a punto de 2 Mbps (32 canales de 64 kbps) se utiliza, en el mejor de los casos, hasta un 25%. En realidad, si se utilizan enlaces redundantes la carga de tráfico en uno de ellos no debe superar el 50%, de forma que en caso de caída de un enlace se pueda cursar todo el tráfico por el otro, por lo que el tráfico máximo que se puede cursar por los E1s, de 2Mbps, es de 256 kbps (12 5% como máximo). El consumo de recursos de transmisión en la red SS7 tradicional es claramente poco eficiente. Definidos como linkset Canales desaprovechados STP x 64 kbps STP Sincronismo de trama Figura 2 Aprovechamiento de la transmisión TDM en una red SS7 Si se dispone de multiplexores TDM, se puede aumentar el aprovechamiento de la transmisión enviando distintos linksets entre nodos de los mismos emplazamientos por la misma trama, o incluso utilizar canales de tramas dedicadas al transporte de canales de voz para transportar los SLCs de uno o varios linksets Parte de Transferencia de Mensajes (MTP) Nivel 2 Esta capa del protocolo se encarga de todas las tareas de nivel de enlace, de forma que se asegura que entre los dos extremos de un enlace de señalización se pueden intercambiar mensajes de forma fiable. Estas tareas son: Sincronismo de enlace. Monitorización de tasa de errores. Generación y comprobación de códigos de redundancia cíclica (CRC) y números de secuencia de MSUs. Gestión de colas de entrada y salida de MSUs y monitorización de congestión.

19 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL Transmisión, recepción y reenvío en caso de error de MSUs Parte de Transferencia de Mensajes (MTP) Nivel 3 Este nivel es el corazón de la red SS7. El nivel 3 de MTP (en adelante MTP-3) es el encargado de proveer conectividad entre todos los nodos de la red, de forma que asegura que dos nodos puedan intercambiar mensajes de señalización, independientemente de si están directamente conectados o no. Las principales funciones de este nivel son: Identificación de todos los nodos de la red. Encaminamiento y reenvío de mensajes, y reparto de carga entre varios enlaces. Gestión del estado de enlaces Códigos de Punto de Señalización (SPC) En MTP los nodos se identifican mediante al menos un código de 14 bits 2 denominado Signalling Point Code (SPC). En los mensajes MTP3 se incluyen los campos OPC (Originating Point Code) y DPC (Destination Point Code), que corresponden a los SPCs de los nodos origen y destino del mensaje MTP3, respectivamente. Existe, además, un identificador de red (NI) de dos bits que aplica al mensaje MTP entero y se utiliza para diferenciar los mensajes MTP3 intercambiados entre las redes MTP nacionales y la red MTP internacional. El uso del campo NI, según la UIT-T es el siguiente: 00: Red Internacional. 01: Uso privado internacional. 10: Red Nacional. 11: Uso privado nacional bits según norma de la UIT-T. En Japón se utilizan 16 bits, y en Norte América 24 bits

20 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS De esta forma, un mismo nodo puede usar un identificador nacional para intercambiar mensajes con nodos de su mismo país (incluso de otras operadoras nacionales), y un identificador internacional para intercambiar mensajes con nodos de otros países. Sin embargo, como el identificador de red aplica tanto al OPC como al DPC, un nodo que únicamente tiene identificador nacional no puede enviar mensajes a un nodo con únicamente identificador internacional. Así, un SPCs de 14 bits no identifica un nodo. Es necesario especificar además la red (espacio de direccionamiento) en la que se aplican. Los SPCs se representan en notación decimal junto con el campo NI, de la siguiente forma: NI=10 (Ámbito Nacional) en binario. 2 en decimal. SPC= en binario; 9334 en decimal. Notación decimal: Todos los nodos de conmutación de un mismo país deben utilizar el mismo conjunto de 14 bits para identificar sus nodos en sus comunicaciones de ámbito nacional. Para comunicaciones que únicamente se dan en el ámbito de una operadora concreta (sin interconexión) se puede utilizar también un ámbito de red nacional privado (NI=11 en binario, 3 en decimal) Encaminamiento de mensajes por SPC El encaminamiento de mensajes basado en SPC (en realidad SPC más NI) consiste en el conjunto de reglas que se aplican en el momento en que llega un mensaje MTP al nivel de red del protocolo (nivel 3). Mediante estas reglas se decide si el propio nodo es el destino de un mensaje o, en caso de no serlo, por qué enlace de señalización (nivel 2) cursar el mensaje. El nivel MTP-3 de un nodo puede enviar mensajes hacia cualquiera de los niveles MTP-2, definidos en cada uno de sus enlaces de señalización. Encaminar los mensajes, en este nivel, es decidir por qué enlace de señalización enviarlos

21 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL BSC STP A HLR Enlaces de señalización STP B Enlaces de voz Figura 3. Ejemplo de conexión de una a la Red SS7 En la Figura 3, la dispone de tres linksets, por ejemplo, de cuatro SLCs hacia la BSC y de ocho SLCs hacia los STPs. La capa de Red de MTP de la dispone en total de 20 enlaces de señalización a los que poder entregar mensajes. Para discriminar qué mensajes enviar por cada enlace, en primer lugar se escoge el linkset por el que se entregará el mensaje. La capa MTP-3 dispondrá de una tabla como la que se muestra a continuación: Tabla 1. Ejemplo de encaminamientos MTP3 DPC (Destino MTP-3) Linkset de salida Prioridad Bit del SLS de reparto de carga SPC de la BSC Linkset hacia BSC 1 - SPC del HLR Linkset hacia STP-A 1 3 Linkset hacia STP-B

22 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS De acuerdo con la tabla anterior, la enviaría todos los mensajes MTP-3 cuyo destino es la BSC por el linkset directo hacia la BSC (aún no se ha determinado cuál de los cuatro enlaces hacia la BSC utilizar en cada mensaje concreto). Para el caso de los mensajes MTP-3 cuyo destino es el HLR, la dispone de dos linksets con la misma prioridad para enviarlos. En este caso, la mitad de los mensajes los enviará por el linkset con el STP-A y la otra mitad por el linkset con el STP-B (reparto de carga). De nuevo, quedaría por determinar qué enlace dentro del linkset utilizar parar enviar un mensaje MTP concreto. Si el linkset hacia STP-B tuviera, por ejemplo, prioridad 2, se enviarían todos los mensajes hacia el STP-A, y sólo se enviarían hacia el STP-B en caso de fallo en la entrega por el linkset hacia el STP-A Reparto de carga entre enlaces El protocolo MTP3 (norma UIT-T Q.704) define una serie de mecanismos normalizados de encaminamiento de mensajes con reparto de carga entre linksets y entre SLCs dentro de cada linkset. Estos mecanismos se basan en utilizar el campo SLS de los mensajes MTP-3 (Signalling Link Selection). Cada vez que se origina un mensaje MTP- 3 se le asigna un número de cuatro bits, del 0000 a 1111, en general de forma secuencial, aunque con restricciones 3. Este número será el valor del campo SLS del mensaje MTP-3. Para repartir carga de señalización entre dos linksets, es decir, para enviar la mitad de los mensajes MTP-3 hacia un destino concreto por un linkset y la otra mitad por otro, el protocolo se fija en el valor de un bit del SLS determinado en la tabla de encaminamiento MTP. Los mensajes con ese bit igual a 0 se envían por un linkset y los mensajes con el bit igual a 1 se envían por el otro. 3 Todos los mensajes MTP pertenecientes a la misma transacción de nivel superior (en redes GSM ISUP o SCCP) siempre utilizan el mismo valor de SLS. De esta forma se garantiza que todos esos mensajes se envían por el mismo camino, asegurándose el orden en la entrega de mensajes para una misma transacción

23 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL Dentro de un linkset, se utilizan los bits menos significativos del campo SLS para escoger el SLC por el que enviar el mensaje. Para repartir carga entre los enlaces de un linkset de dos SLCs se utiliza el bit menos significativo. Para repartir carga entre cuatro SLCs se utilizarán los dos bits menos significativos del SLS, y para repartir entre ocho SLCs se utilizarán los tres bits menos significativos del SLS. Ahora bien, si se define un linkset con un número de SLCs que no sea potencia de 2, no se repartirá bien la carga de señalización entre ellos. El principal inconveniente de la utilización del campo SLS para repartir carga entre enlaces es que con cuatro 4 bits sólo se puede repartir carga entre 16 caminos distintos. Si se utiliza un bit para escoger entre dos linksets, sólo quedan tres bits disponibles para elegir SLC dentro del linkset, por lo que en este caso el máximo número de SLCs en los linksets es ocho. En cualquier caso, es decisión de los fabricantes de equipos de conmutación implementar el nivel 3 del protocolo MTP de acuerdo a la norma, ya que es posible utilizar otras estrategias de encaminamiento de mensajes MTP que garantizan el orden en la entrega de mensajes dentro de la misma transacción y que además, permiten utilizar reparto de carga entre linksets de 16 SLCs (Ver [GRAD]) Parte de usuario de RDSI (ISUP) El protocolo ISUP se encarga del establecimiento y liberación de llamadas de voz y datos sobre redes de conmutación de circuitos de 64 kbps. Para ello gestiona en cada tramo de la llamada la toma de enlace, y su correspondiente liberación posterior, dentro de las tramas disponibles entre centrales de conmutación de voz. Los mensajes ISUP se transportan directamente sobre MTP-3. u 8 bits. 4 Según norma de la UIT-T el campo SLS se compone de cuatro bits. En norma ANSI se utilizan

24 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Cuando se marca un número de teléfono, la central de conmutación de voz (en redes móviles son s) decide cuál es el siguiente tramo del circuito de voz que se debe establecer entre el usuario que marca el número y el destino de la llamada. Una vez que la central decide que debe tomar un enlace hacia otra central, le envía a esta última un mensaje ISUP de petición de toma de canal, con información del número A (origen de la llamada), número B (destino de la llamada) y tipo de servicio portador solicitado (voz, datos o fax). Aunque desde el punto de vista de la red de conmutación de voz sólo se intercambia señalización ISUP entre nodos adyacentes, estos nodos no tienen por qué ser adyacentes desde el punto de vista de la red SS7. En las redes con señalización cuasi-asociada no lo son, y por eso se necesita el protocolo MTP para encaminar los mensajes ISUP de una central de conmutación de voz a otra (Ver Figura 1) Parte de Control de Conexión de Señalización (SCCP) El protocolo SCCP provee dos funciones fundamentales de las que carece MTP. La primera de ellas es la capacidad de discriminar aplicaciones dentro de un nodo con un único punto de señalización. MTP sólo reconoce nodos completos, y no distingue entre las diferentes aplicaciones software dentro de un único nodo físico. Las aplicaciones software que se ejecutan en los nodos de conmutación se denominan subsistemas. De esta forma, una puede funcionar a la vez como HLR, y distinguirá la aplicación a la que entregar los mensajes por el número de subsistema enviado en el mensaje SCCP Traducción de Títulos Globales La segunda función proporcionada por el protocolo SCCP es la capacidad de realizar encaminamiento incremental de los mensajes, utilizando lo que se denomina Traducción de Títulos Globales (o GTT)

25 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL Los Títulos Globales son identificadores únicos de aplicaciones sobre nodos de conmutación. El espacio de direccionamiento de los títulos globales, como su propio nombre indica, es global. Es decir, un GT identifica unívocamente una aplicación sobre un nodo de conmutación en todo el mundo. Gracias a este espacio de direccionamiento común a todas las redes SS7 es posible enviar mensajes desde un HLR de una red a una de otra red incluso en otro país. Los GTs consisten en secuencias de dígitos decimales con formato según la norma UIT-T E.164, es decir, idénticos en su codificación a los números de teléfono habituales. Como sabemos, mediante los números de teléfono podemos identificar líneas de teléfono en todo el mundo. Es decir, el rango de direcciones de líneas de teléfono tiene ámbito global, y las centrales de conmutación de telefonía están diseñadas para interpretar estas secuencias. Por eso se decidió utilizar estos mismos identificadores, en lugar de para identificar líneas de teléfono, para identificar a los propios nodos de las redes de conmutación. Puesto que se utiliza el mismo espacio de direccionamiento, cada red deberá reservar una parte de su rango de numeración de líneas de abonado, o MSISDNs, para utilizarlos como GTs de sus nodos de conmutación. A la hora de enviar un mensaje SCCP a través de una red MTP, se debe realizar una traducción de la dirección SCCP (GT) a la dirección MTP (SPC). Sin embargo, un nodo puede realizar una traducción parcial del GT a SPC. La dirección MTP a la que se envía el mensaje puede corresponder con un nodo intermedio. En este caso, el nodo intermedio recibe un mensaje con su dirección MTP. Por tanto, lo abre y lo entrega a su nivel SCCP, y a este nivel la dirección destino (GT) no es el propio nodo, por lo que de nuevo se realiza una traducción de GT a SPC, pero esta vez en el nodo intermedio

26 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Como ejemplo de delegación de traducciones de GTs se puede pensar en una red GSM en la que todos sus HLRs deben ser capaces de enviar mensajes SCCP a las s de las redes en donde sus usuarios pueden hacer roaming internacional. Lo normal es que los HLRs únicamente pertenezcan a una red MTP nacional (NI=2) y no pertenezcan a la red MTP internacional (NI=0). De esta forma, los HLRs deberán traducir el GT de la destino a el SPC de un STP que pertenezca a la vez a la red nacional e internacional. El STP abrirá el mensaje MTP y realizará una segunda traducción del GT destino a una dirección MTP de la red internacional que seguramente corresponderá con los STPs internacionales de la operadora destino. Los STPs de la operadora destino volverán a abrir el mensaje MTP y realizarán una última traducción del GT al SPC de la destino del mensaje. GT=A SPC=2-A GT=C SPC=2-C SPC=0-C GT=D SPC=2-D SPC=0-D GT=B SPC=2-B HLR STP STP SCCP SCCP SCCP SCCP MTP3 MTP3 MTP3 MTP3 MTP3 MTP3 Red MTP Red MTP nacional nacional Red Red MTP MTP internacional internacional Red MTP Red MTP nacional nacional GT dest =B DPC=2-C GT dest =B DPC=0-D GT dest =B DPC=2-B OPC=2-A OPC=0-C OPC=2-D Figura 4. Traducción de GTs En el tramo final, la red nacional destino puede enviar el mensaje SCCP tanto al GT destino como al DPC+SSN del nodo destino

27 LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL Parte de Aplicación de Capacidades de Transacción (TCAP) El protocolo TCAP surge de la necesidad de disponer de un mecanismo de comunicaciones entre nodos de conmutación no orientados a la toma de circuitos de voz. Este protocolo introduce el concepto de transacción, de forma que ofrece al nivel superior el control de comunicaciones basadas en instrucciones y respuestas, relacionándolas entre sí. Gracias a TCAP, los protocolos de nivel superior (INAP, CAMEL y MAP) pueden enviar ordenes a otros nodos, y recibir las respuestas correspondientes. TCAP no aporta más funcionalidad aparte de la correlación entre órdenes y respuestas. Es un protocolo de transporte de instrucciones entre nodos de conmutación. En los protocolos de nivel superior deberá implementarse la verdadera funcionalidad de consulta de bases de datos, o de control avanzado de llamadas Parte de Aplicación de Movilidad (MAP) El protocolo MAP se utiliza en las redes de telefonía móvil para intercambiar información de gestión de la movilidad de los usuarios, controlar el traspaso de llamadas (handover) entre centrales y para enviar mensajes de texto de usuario (SMS). MAP especifica una serie de flujos de información y servicios que posibilitan que un usuario pueda engancharse a cualquier que le de cobertura, y pueda acceder a todos sus servicios independientemente de su localización. Además, MAP define mecanismos de autentificación de usuarios y terminales, derivados del acceso radio de los usuarios. Adicionalmente, se implementó en el protocolo MAP el servicio de envío de mensajes de texto de hasta 160 caracteres (SMS) entre los usuarios de las redes GSM, así como el envío de señalización no estructurada de usuario (USSD)

28 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS 2.4 TRANSACCIONES MAP EN EL SERVICIO SMS El servicio SMS se basa en el envío de mensajes entre el usuario origen y un usuario destino a través de un nodo intermedio denominado S. Primero se establece una comunicación entre el usuario origen y el S, en la cuál se envía el mensaje y se almacena en el S. Este mensaje se denomina mensaje corto originado en móvil. Después, el S analiza el número del usuario destino del mensaje, interroga al HLR por la en la que se encuentra el usuario destino y comienza un proceso de intentos de entrega. Este mensaje entre S y destino se denomina mensaje corto terminado en móvil, y es posible que se envíe más de uno para un mensaje originado, ya que el usuario destino puede encontrarse fuera de cobertura Mensaje corto originado El envío de un mensaje corto originado desde una hasta un S se encapsula en el mensaje MAP Forward Short Message Mobile Originated (FSM-MO). Este mensaje lo envía la origen al S destino basándose en el GT que el usuario indica en su terminal, aunque las s pueden modificar este GT y enviar sus SMSs a un S prefijado. La Figura 5 muestra los mensajes MAP intercambiados en un envío de un mensaje corto originado en móvil. Dado que el envío se realiza sin analizar el número destino, únicamente analizando un GT, que corresponde siempre a un mismo nodo, no es necesario consultar al HLR. El mensaje Forward Short Message Mobile Originated Acknowledgement (FSM- MO-ack) sirve como confirmación de entrega del mensaje corto desde la al S

29 FORWARD SHORT MESSAGE (MO) LA SEÑALIZACIÓN SS7 EN UNA RED MÓVIL S FORWARD SHORT MESSAGE (MO) ACK t t Figura 5. Mensaje corto originado Mensaje corto terminado Una vez que el S procesa el mensaje, comienza una serie de intentos de entrega de dicho mensaje al usuario destino. Para ello, en cada intento interroga al HLR acerca de la en la que se encuentra el usuario destino. Este mensaje MAP se denomina Send Routing Information for Short Message (SRIfSM), y la respuesta también, aunque se transporta sobre un mensaje TCAP de tipo response, por lo que para distinguirlo se dice SRIfSM-response. Una vez que el S conoce la destino envía un mensaje MAP denominado Forward Short Message Mobile Terminating (FSM-MT). Si el S no recibe el mensaje de asentimiento correspondiente, Forward Short Message Mobile Terminating Acknowledgement (FSM-MT-ack), se inicia un proceso de reintentos sucesivos con diferentes esquemas de tiempo entre reintentos. Si después de un número prefijado de reintentos no se recibe el mensaje de asentimiento de la destino, el mensaje se borra en el S. La Figura 6 muestra los mensajes MAP enviados en una transacción de mensaje corto terminado con éxito

30 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS S HLR Send Routing Info. for SM Send Routing Info. for SM- response t Forward Short Message Mobile Terminating Forward Short Message Mobile Terminating-ack t t Figura 6. Transacciones MAP en un mensaje corto terminado

31 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP 3 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP

32 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS 3.1 SIGTRAN Qué es el Sigtran SIGTRAN (de signalling transport) es el nombre del grupo de trabajo del IETF encargado de definir una arquitectura para el transporte de señalización en tiempo real sobre redes IP. A raíz de ello, no sólo se creó una arquitectura, sino que se definió un conjunto de protocolos de comunicaciones para transportar mensajes SS7 sobre IP Arquitectura de los protocolos SIGTRAN La arquitectura definida por el Sigtran [RFC2719] consta de tres componentes: IP estándar como protocolo de red. Un protocolo común de transporte de señalización. Los protocolos definidos por el Sigtran se basan en un nuevo protocolo de transporte sobre IP, llamado SCTP (Stream Control Transmission Protocol). Capas de adaptación específicas para cada capa de la torre SS7 que se necesite transportar. El IETF ha definido las siguientes: M2PA, M2UA, M3UA, SUA, TUA e IUA. S7UP/S7AP Capa de adaptación SCTP IP Figura 7 Arquitectura de protocolos SIGTRAN

33 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Necesidad de implementar un nuevo protocolo de transporte Los anteriores protocolos de transporte sobre IP, TCP y UDP, se diseñaron como protocolos de propósito general, y presentan ciertas limitaciones que les hacen inadecuados para transportar señalización SS7, debido a las características de este tráfico Inconvenientes de UDP Las características de UDP que lo hacen inadecuado para el transporte de señalización SS7 son las siguientes: No soporta acuse de recibo de los mensajes (ACK). No garantiza entrega ordenada de los mensajes. No incorpora mecanismos de seguridad. En general, aunque UDP es un protocolo que permite enviar mensajes a mayor velocidad, no es fiable ni, por tanto, adecuado para transportar tráfico con las necesidades de integridad que impone la señalización SS Inconvenientes de TCP Las siguientes particularidades de TCP hacen que éste tampoco resulte un protocolo de transporte adecuado para el tráfico SS7: TCP transporta un flujo de octetos (byte-stream) entre un puerto origen y un puerto destino. Dentro de este flujo monolítico, se garantiza la entrega ordenada en destino de todos los octetos, sin tener en cuenta el origen de éstos y sin diferenciar unos datos de otros. TCP es muy sensible a retardos provocados por un fallo de transmisión en algún mensaje TCP. Cuando esto ocurre, TCP no envía más datos del flujo de octetos hasta que se confirma la entrega correcta del mensaje que se transmitió con errores. La consecuencia de esto es que si se utiliza TCP para enviar mensajes ISUP entre dos centrales de conmutación, y uno de los mensajes, correspondiente a una llamada concreta, se transmite con errores, todos los

34 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS mensajes ISUP, correspondientes a todas las llamadas, tendrían que esperar hasta que se retransmitiera correctamente el mensaje erróneo. La duración de algunos temporizadores (time-outs) definidos en el protocolo, especialmente el de retransmisión, puede ocasionar retardos no aceptables en un establecimiento de llamada. Un problema adicional de TCP es su relativa vulnerabilidad ante ataques de negación de servicio, como los ataques por SYN SCTP [RFC2960] Características principales Debido a los inconvenientes mencionados de TCP y UDP, el SIGTRAN definió el protocolo SCTP, cuyas principales características son las siguientes: Es un protocolo punto a punto. Se establece intercambio de datos entre dos extremos conocidos. Define tiempos de reintento (time-outs) mucho menores que los de TCP. Proporciona transporte fiable de datos de usuario, detectando y reparando los datos erróneos o fuera de secuencia. Se adapta a la tasa de transferencia, disminuyendo la velocidad de envío de datos en caso de congestión en la red. Permite definir en un mismo extremo SCTP en varios servidores físicos (multihoming). Un único extremo SCTP se puede definir en varias direcciones IP. Hacia cada una de ellas se encaminan los mensajes de forma independiente, de manera que si uno de los nodos físicos queda fuera de servicio, el resto de comunicaciones no se ven afectadas. 5 Para iniciar una conexión TCP, un cliente envía un mensaje SYN a un servidor. El servidor le envía un SYN ACK y espera un nuevo ACK de este último mensaje para establecer la conexión. El ataque por SYN consiste en enviar a un servidor mensajes SYN con direcciones origen aleatorias, de forma masiva. Como los ACKs de los SYN-ACKs no se reciben, se satura el buffer donde el protocolo almacena los establecimientos de conexiones en curso, de forma que se colapsa el servidor y éste no puede atender nuevas conexiones

35 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Utiliza un procedimiento de inicialización basado en cookies, para evitar ataques de negación de servicio tipo SYN. Permite compactar varios mensajes de señalización en un mismo mensaje SCTP. A su vez, permite fragmentar los mensajes de señalización, de forma que un mismo mensaje se divida en varios mensajes SCTP. Está orientado a mensajes, y define tramas de datos estructurados, al contrario que TCP, que transporta trenes de octetos no estructurados. Los datos se pueden dividir en múltiples trenes (streams), cada uno con un orden de entrega de mensajes independiente. Los dos últimos puntos son los que hacen que SCTP sea mucho más adecuado para el transporte de señalización, aparte de la mayor protección frente a ataques de este protocolo. La posibilidad de establecer múltiples trenes de datos (streams) entre dos aplicaciones permite que exista un proceso de nivel de aplicación de SCTP que gestione la señalización ISUP. Los mensajes asociados a una llamada se envían por un stream concreto. Si un mensaje ISUP no se entrega correctamente y es necesario retransmitirlo, el resto de streams no se ven afectados por el retardo (Ver Figura 8). Llamada 1 Llamada 1 Llamada 1 Llamada 2 Llamada 2 Llamada 2 Llamada 3 Llamada 3 Llamada 3 Figura 8. Secuencia de mensajes ISUP transmitidos en varios streams de SCTP. Si las llamadas ISUP se transmitieran mediante TCP, un fallo en un mensaje de una llamada retrasaría la entrega de los mensajes del resto de llamadas innecesariamente

36 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Funciones de SCTP Establecimiento y liberación de Asociaciones Una asociación SCTP es una relación de comunicación de mensajes entre dos entidades SCTP (comunicación orientada a conexión). Las asociaciones SCTP se establecen a petición del usuario de nivel superior de este protocolo. Para proporcionar protección frente a ataques de denegación de servicio, se emplea un protocolo de establecimiento de asociaciones en cuatro pasos, basado en cookies [RFC2522] Entrega ordenada dentro del Stream Dentro del protocolo SCTP, se utiliza el término stream para referirse a una secuencia de mensajes de usuario que debe entregarse al nivel superior de forma ordenada. El número de streams que se enviarán a través de una asociación se define en el establecimiento de la misma, de forma negociada entre ambos extremos de la comunicación. Los streams son unidireccionales, de forma que para una comunicación bidireccional se deberán definir al menos dos streams en una asociación SCTP. Los mensajes de usuario se asocian a streams determinados, de forma que el extremo receptor SCTP entrega al nivel superior todos los mensajes de un mismo stream en el mismo orden en que se enviaron. Sin embargo, no existen restricciones de entrega ordenada entre mensajes de distintos streams de la misma asociación. De esta forma, los mensajes de un stream se pueden seguir entregando aunque otro esté bloqueado esperando el siguiente mensaje. Adicionalmente, SCTP proporciona un mecanismo para no utilizar el servicio de entrega ordenada de mensajes, de forma que los mensajes enviados mediante dicho mecanismo se entregan al nivel superior del destino SCTP tan pronto como se reciben

37 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Fragmentación de los datos de usuario SCTP posee mecanismos de fragmentación y re-ensamblado de mensajes de usuario para adecuarlos al tamaño requerido por el nivel inferior (IP en el caso de SS7 sobre IP) Control de entrega de mensajes SCTP asigna un número de secuencia de transmisión (TSN) a cada mensaje de datos de usuario, fragmentado o no. El TSN es independiente del stream por el que se envía el mensaje. El extremo receptor envía acuses de recibo (ACK) de todos los TSNs recibidos, aunque no lleguen de forma ordenada. De esta forma, la fiabilidad en la entrega de los mensajes se mantiene funcionalmente separada de la entrega ordenada dentro del stream. Si al cabo de un cierto tiempo no se recibe un ACK de un mensaje, se retransmite, aunque con condiciones determinadas por procedimientos de control de congestión similares a los de TCP Formato de paquetes Un paquete SCTP se compone de una cabecera de 24 octetos y una serie de unidades de información, denominadas chunks. Estas unidades de información pueden contener datos de usuario, o instrucciones de control del propio protocolo SCTP (establecimiento y liberación de asociaciones, control de flujo, retransmisiones, etc). Los chunks tienen estructura propia, y presentan una serie de campos, dependiendo del tipo de chunk que sean. En el ámbito de la planificación de una red SS7 sobre IP, el dato más relevante es el tamaño de las cabeceras de los datos de usuario. La cabecera de un chunk de datos de usuario mide 16 octetos, y pueden contener hasta octetos de información del nivel superior. Esto significa que, en principio, cualquier mensaje de cualquier operación MAP, ISUP o CAMEL cabe en un chunk de datos SCTP, incluyendo las cabeceras de los protocolos de adaptación intermedios. Además, SCTP permite transportar varios mensajes de usuario en un único mensaje SCTP, mediante el uso de distintos chunks de datos dentro del mismo mensaje

38 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS CABECERA COMÚN 24 octetos CABECERA CHUNK DATOS 16 octetos DATOS USUARIO SCTP Hasta octetos Figura 9. Formato paquete SCTP con datos de usuario Validación de paquetes Dentro de la cabecera común de SCTP se incluye un campo de verificación obligatorio, aparte de otro campo de 32 bits con una suma de comprobación (checksum) frente a errores. El valor del campo de verificación obligatorio lo decide el extremo de la comunicación SCTP en el establecimiento de la asociación. De esta forma se consigue más protección frente a comunicaciones con suplantación de identidad. La suma de comprobación se calcula a partir de los datos de la propia cabecera SCTP y la protege frente a errores en la comunicación Gestión de conexiones El usuario del nivel SCTP puede manipular el conjunto de direcciones de transporte destino de los mensajes. La función de gestión de conexiones de SCTP escoge la dirección de transporte destino para cada paquete SCTP que se envía, basándose en las instrucciones del usuario de SCTP y en las direcciones disponibles alcanzables para ese destino SCTP

39 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP En periodos de inactividad, la función de gestión de conexiones monitoriza la disponibilidad de los extremos de la comunicación mediante mensajes de comprobación (heartbeats). Si SCTP percibe algún extremo como inalcanzable informa a su usuario de nivel superior. En el establecimiento de la asociación, se define un camino primario para cada extremo SCTP, que es el que se usa en el envío normal de paquetes. En el extremo receptor, la gestión de conexiones se encarga de comprobar la existencia de una asociación SCTP válida a la que pertenece cada paquete SCTP recibido. 3.3 M2PA M2PA son las siglas de MTP2-user peer-to-peer adaptation. Es un protocolo de adaptación de MTP-3 (único usuario de MTP2) a SCTP, cuya característica fundamental es que es entre pares. Esto quiere decir que un mensaje MTP3 enviado por M2PA tiene como destino otra capa MTP3 de un nodo con capa M2PA, y todas las órdenes, o primitivas, de MTP3 las procesa la capa M2PA del mismo nodo, tal como haría MTP2. Además, dos pares M2PA se pueden intercambiar información de estado e informar a sus respectivos niveles superiores. Al ser un protocolo entre pares (peer-to-peer), es el protocolo más adecuado para transportar señalización entre dos nodos SS7 puros (sin capa IP) a través de una red IP, ya que reemplaza completamente la capa MTP2, y permite comunicación entre SGWs Funciones soportadas por M2PA Transmisión transparente entre pares con protocolo MTP3 a través de una conexión sobre red IP. En el protocolo SS7, MTP2 envía tres tipos de mensajes: MSUs, LSSUs y FISUs. El primero encapsula los datos provenientes de MTP3, y en M2PA se corresponden con mensajes de usuario (User Data). El segundo transporta información de estado entre dos pares MTP2. En M2PA esto se implementa mediante los mensajes de estado de enlace (Link Status). Los mensajes FISU de MTP2 sirven como asentimiento de mensajes y como comprobación de que un nodo

40 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS está activo. Ambas funciones las realiza SCTP, por lo que no se implementan en el protocolo M2PA. El interfaz hacia MTP3 es el mismo que el interfaz MTP3/MTP2, pero M2PA gestiona asociaciones SCTP en lugar de enlaces MTP2. Informa a MTP3 de los cambios de estado de forma asíncrona. M2PA procesa las primitivas que le indica la capa MTP3, de forma que reemplaza completamente la capa MTP2. La Figura 10 muestra un punto de señalización SS7 conectado a una pasarela de señalización (SGW) con enlaces IP. El SGW actúa de hecho como un STP, ya que necesita realizar reenvío de mensajes MTP3. Nodo SS7 Nodo IP TCAP SCCP MTP3 SGW MTP3 TCAP SCCP MTP3 MTP2 MTP2 M2PA M2PA MTP1 MTP1 SCTP IP SCTP IP Enlace SS7 Red Red IP IP Figura 10. Pasarela de señalización IP con M2PA La especificación MTP requiere que todos los nodos con capa MTP3, incluidos los SGWs M2PA, cuenten con un punto de señalización. Otro ejemplo de utilización de M2PA, diferenciador respecto a otros protocolos de adaptación a SCTP, es el que se muestra en la Figura 11. En ella, se utiliza una red IP para transportar señalización SS7 entre dos nodos SS7 no IP

41 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Nodo SS7 Nodo SS7 TCAP TCAP SCCP SGW SGW SCCP MTP3 MTP3 MTP3 MTP3 MTP2 MTP2 M2PA M2PA MTP2 MTP2 MTP1 MTP1 SCTP IP SCTP IP MTP1 MTP1 Enlace SS7 Red Red IP IP Enlace SS7 Figura 11. Transporte de mensajes entre nodos SS7 mediante SGWs M2PA Formato de los mensajes M2PA Existen dos tipos de mensajes M2PA, los de usuario y los de estado de enlace. Todos los mensajes M2PA cuentan con una cabecera común, de 16 octetos. Los mensajes de usuario, de longitud variable, cuentan además con una cabecera de 2 octetos, en donde se incluye el campo SIO de MTP. 3.4 M2UA [RFC 3331] M2UA son las siglas de MTP2 User Adaptation. El protocolo M2UA, al igual que M2PA, adapta MTP3 a SCTP, e igualmente gestiona asociaciones SCTP en lugar de enlaces MTP3. M2UA permite el intercambio de mensajes MTP3 entre dos puntos de señalización IP o entre un punto de señalización IP y una pasarela IP-SS7. M2UA es un protocolo entre pares en caso de que la comunicación comience y termine en dos puntos de señalización IP, sin SGWs intermedios, tal como muestra la Figura

42 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Nodo IP TCAP SCCP MTP3 M2UA SCTP IP Nodo IP TCAP SCCP MTP3 M2UA SCTP IP Red Red IP IP Figura 12. Transporte de MTP3 entre dos puntos de señalización IP, mediante M2UA Sin embargo, M2UA no es un protocolo entre pares si se implementa en una pasarela de señalización. En ese caso, M2UA no procesa las órdenes (primitivas del protocolo) que le llegan desde la capa superior (MTP3), sino que las envía tal cual hacia un nodo remoto, mediante SCTP. Como M2UA no procesa las primitivas de MTP3, sino que las reenvía, en caso de que se utilice un SGW se debe entender este protocolo como un medio que comunica la capa MTP3 de un nodo IP con la capa MTP2 de un SGW, tal como muestra la Figura 13. De esta forma, varios puntos de señalización IP con MTP3 sobre M2UA pueden acceder a la red SS7 tradicional a través de los mismos enlaces MTP2 físicos. Es importante tener en cuenta que, debido a la propia naturaleza del protocolo, sólo puede existir un SGW M2UA en una misma comunicación MTP3, por lo que no se puede utilizar para transportar mensajes MTP3 entre dos nodos SS7 puros a través de una red IP. Si se utiliza M2UA, alguno de los extremos es un punto de señalización IP

43 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Nodo SS7 Nodo IP TCAP SCCP MTP3 SGW Traducción TCAP SCCP MTP3 MTP2 MTP2 M2UA M2UA MTP1 MTP1 SCTP IP SCTP IP Enlace SS7 Red Red IP IP Figura 13. Transporte de primitivas MTP3 hacia una capa MTP2 remota, mediante M2UA. Lo que sí es posible es que existan varios SGWs con funcionalidad de STP, es decir, con el protocolo MTP3. De esta forma, el SGW sería el fin de la comunicación MTP3 vía M2UA, por lo que en realidad el esquema sería el descrito en la Figura 12, siendo uno de los extremos un STP. Sin embargo, si se utilizan SGWs con capa MTP3, es más recomendable utilizar M2PA, ya que es un protocolo diseñado para trabajar como reemplazo de MTP2. Por otro lado, M2UA es más adecuado si no se quiere que los SGWs dispongan de nuevos puntos de señalización SS7. El principal inconveniente de M2UA es que no es un protocolo entre pares y mantiene la capa MTP3. Por lo primero, no sirve para transportar tráfico entre nodos SS7 tradicionales, y por lo segundo resulta menos eficiente que otros protocolos SIGTRAN para puntos de señalización IP, como M3UA o SUA, ya que incluye las cabeceras de MTP3. Sin embargo, para el caso de redes con muchos nodos con linksets de señalización de larga distancia, puede que interese el transporte en IP pero sin consumir dos puntos de señalización por nodo, o utilizar SGWs más simples y baratos. En estos casos M2UA sería un protocolo de adaptación adecuado. Este tipo de redes se da en países con separaciones entre ciudades mucho mayores que las de España, como Brasil, Chile o EEUU

44 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS 3.5 M3UA [RFC 3332] M3UA son las siglas de MTP3-User Adaptation. M3UA es un protocolo que transporta mensajes procedentes de un usuario de MTP3 (ISUP, TUP o SCCP) a través de una red SCTP/IP hasta un nodo remoto. De forma similar a M2UA, M3UA simplemente transporta los mensajes hasta el destino, pero no realiza por sí mismo las funciones de la capa MTP3. Esto significa que M3UA no dispone de tablas de encaminamiento basadas en puntos de señalización, ni realiza ninguna otra función propia de MTP3. En general, M3UA se utilizará como medio de transporte de primitivas entre la capa usuaria de MTP-3 (SCCP o ISUP) de un punto de señalización IP y la capa MTP3 de un SGW remoto, tal como muestra la Figura 14. Nodo SS7 TCAP SGW TCAP Nodo IP ISUP SCCP Traducción SCCP ISUP MTP3 MTP3 M3UA M3UA MTP2 MTP2 SCTP SCTP MTP1 MTP1 IP IP Enlace SS7 Red Red IP IP Figura 14. Transporte con M3UA de primitivas ISUP o SCCP hacia una capa MTP3 remota. Para el caso simplificado de comunicación entre dos puntos de señalización IP, mostrado en la Figura 15, M3UA sí es capaz de encaminar los mensajes SCCP o ISUP hasta su destino, ya que la red percibida por SCCP o ISUP se limita a una línea punto a punto y no se necesitan encaminamientos MTP

45 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Nodo IP Nodo IP TCAP TCAP ISUP SCCP SCCP ISUP M3UA SCTP IP M3UA SCTP IP Red Red IP IP Figura 15. Comunicación punto a punto entre dos nodos IP mediante M3UA Representación mediante códigos de punto de señalización Tal como se ve en la Figura 14, es en los SGWs con M3UA donde reside la capa MTP3 de los puntos de señalización IP. Los códigos de punto de señalización (direcciones MTP3) de los nodos IP residirán, por tanto, en los SGWs mediante los que accedan a la red SS7. Un SGW puede albergar los niveles MTP3, y por tanto los códigos de punto de señalización, de varios nodos IP. Los propios SGWs deben contar con código de punto de señalización, pero éste se puede compartir con uno o con varios nodos IP. Si un nodo IP accede a la red SS7 a través de dos SGWs M3UA (ver Figura 16), es recomendable que a dicho nodo se acceda mediante un SPC distinto de los de los SGWs. Así, desde el punto de vista de la red SS7, los SGWs serían STPs con rutas hacia el SPC del nodo IP. De esta forma se pueden seguir utilizando los mecanismos tradicionales de redundancia de acceso a la red SS

46 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS SGW Red Red SS7/TDM SS7/TDM SGW Red Red IP IP redundante redundante NODO IP Figura 16. Acceso a red SS7 a través de dos SGWs M3UA Incluso en este caso, un segundo nodo IP podría compartir el mismo código de punto de señalización, ya que M3UA puede discriminar el nodo destino mediante distintos parámetros (ver apartado 3.5.2) Routing Keys La distribución de mensajes SS7 entre los SGWs y los nodos IP se decide en función de lo que se conoce como routing keys. Un routing key es un conjunto de parámetros SS7 en función de los cuales se decide el encaminamiento de un mensaje desde un SGW hacia un nodo IP. Un routing key puede contener el OPC, DPC o SIO presente en la cabecera de MTP3, y también puede incluir parámetros específicos de la capa usuaria de MTP3, como el GT de SCCP o el CIC de ISUP. Cualquier combinación es válida. El protocolo M3UA asocia a cada routing key un identificador (routing context), que sirve como índice de entrada a una tabla de encaminamiento de salida. La definición de routing keys en un SGW debe permitir determinar el destino de todos los mensajes SS7 recibidos por el nodo. A diferencia de los protocolos SS7 tradicionales, distintos SGWs pueden intercambiarse routing keys, de forma que la tabla de encaminamiento de los nodos puede modificarse tanto estática como dinámicamente Redundancia En el SGW, todos los mensajes MTP3 que cumplen un determinado routing key se encaminan hacia el mismo nodo IP. Este nodo IP lógico puede estar implementado mediante varios servidores físicos. Estos servidores pueden estar activos (procesan tráfico), inutilizables por fallo, o en reserva

47 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP El modelo de redundancia de servidores IP de M3UA es n+k, donde n es el número de servidores activos y k el número de servidores de reserva, que pasarían a modo activo en caso de fallo de alguno de los n servidores activos. Existen tres modos de reparto de tráfico hacia servidores físicos activos pertenecientes al mismo nodo IP lógico: reparto de carga (loadshare), difusión (broadcast) o prioritario (override). En reparto de carga, cada servidor del nodo procesa una parte del tráfico total del nodo. En difusión, todos los servidores procesan todo el tráfico del nodo. Por último, en modo prioritario uno de los servidores asume todo el tráfico del nodo, independientemente del resto Formato de los mensajes de datos de usuario Los mensajes de transporte de datos de usuario de M3UA se componen de tres campos opcionales y uno obligatorio. Los campos opcionales son: Apariencia de Red, Routing Context, e identificador de correlación. El campo obligatorio corresponde con los datos del protocolo, y en él se transporta el mensaje MTP3 entero, incluyendo la cabecera de encaminamiento (OPC, DPC, SI, NI y SLS). La estructura de un mensaje de datos de M3UA se muestra a continuación: 4 octetos Tipo: Ap. Red Long=4 octetos APARIENCIA DE RED Tipo: Rout. Contxt Long=4 octetos ROUTING CONTEXT Tipo: DATOS Longitud OPC DPC SI NI MP SLS Opcional Mensaje MTP MENSAJE USUARIO MTP Tipo: Correlación Long=4 octetos IDENTIFICADOR DE CORRELACIÓN Opcional Figura 17. Estructura de los mensajes de datos de M3UA

48 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Como puede observarse, la cabecera M3UA consta de 16 octetos obligatorios sobre el mensaje SCCP o ISUP, y hasta 24 octetos más variables. Sin embargo, la apariencia de red no se utiliza en redes con nodos dedicados, por lo que se puede considerar, para cálculos de tráfico, que la cabecera M3UA añade 32 octetos al mensaje SCCP o ISUP que transporta Utilización de M3UA Como se ha visto, dado que M3UA transporta primitivas desde la capa ISUP o SCCP de un nodo hasta la capa MTP3 de otro (típicamente un SGW), este protocolo sólo puede utilizarse para conectar nodos con señalización IP a una red SS7. Por tanto, no se puede utilizar M3UA para descargar tráfico SS7 entre dos nodos TDM a través de red IP, a no ser que se utilicen SGWs con SCCP. Pero para esta aplicación es mucho más adecuado utilizar SGWs con M2PA, por los motivos indicados en el apartado 3.3. El 3GPP ha decidido utilizar este protocolo de adaptación en las siguientes versiones de red UMTS, lo que hace que sea especialmente interesante utilizarlo para adaptar nodos UMTS o GSM con señalización IP a la red de señalización de una red GSM ya establecida de un operador con licencia GSM y UMTS. Esto permite, por ejemplo, utilizar los mismos HLRs para usuarios UMTS y GSM. 3.6 SUA SUA son las siglas de SCCP User Adaptatio Layer. Es un protocolo de adaptación de los usuarios de SCCP (TCAP, RANAP, etc) a SCTP. SUA está orientado al transporte de primitivas desde un nodo IP hasta un SGW en donde residiría el nivel SCCP, de forma análoga a M2UA y M3UA, tal como muestra la Figura

49 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Nodo SS7 SGW Nodo IP TCAP Traducción TCAP SCCP MTP3 SCCP MTP3 SUA SUA MTP2 MTP2 SCTP SCTP MTP1 MTP1 IP IP Enlace SS7 Red Red IP IP Figura 18. Transporte con SUA de primitivas TCAP hacia una capa SCCP remota Adicionalmente, SUA permite comunicación extremo a extremo entre dos nodos IP, debido a la simplicidad del caso punto a punto. SUA ofrece los siguientes servicios: Transferencia de mensajes de usuarios de SCCP. Servicio orientado y no orientado a conexión de SCCP. Permite utilizar las cuatro clases del protocolo SCCP Permite comunicación completa entre pares usuarios de SCCP. Permite reenvío de mensajes SCCP, e incluye la función de traducción de títulos globales (GTT). Gestión de asociaciones SCTP entre un SGW y uno o varios nodos con señalización IP. Trabaja con nodos de señalización IP distribuidos. Informa de los cambios de estado de manera asíncrona Encaminamiento de mensajes Para determinar la asociación SCTP destino por la que enviar un mensaje de nivel superior, SUA debe realizar una traducción de direcciones a asociaciones SCTP. SUA seleccionará la asociación destino basándose en routing keys análogos a los de M3UA (ver apartado 3.5.2)

50 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Cada routing key se corresponde con un conjunto de puntos de señalización IP destino, que pueden estar activos, en espera o inalcanzables. También de forma análoga a M3UA, SUA puede enviar el tráfico hacia los servidores activos en reparto de carga (loadshare), con difusión (broadcast) o a un nodo prioritario (override). Los routing keys de SUA pueden contener cualquiera de los siguientes parámetros: OPC, DPC, SIO, número de subsistema (SSN), identificador de transacción, direcciones IP y nombres de máquina. Al igual que en M3UA, dos nodos con SUA se pueden intercambiar routing keys, de forma que las tablas de encaminamiento se pueden establecer tanto estática como dinámicamente. SUA puede reenviar un mensaje hacia otro nodo con capa SUA que no sea el destino final del mensaje, de forma análoga a la traducción de GTs de SCCP [UIT-T Q.714], y así poder distribuir la resolución de direcciones de forma flexible y fácilmente ampliable. Esto puede resultar muy interesante en redes de gran tamaño con muchos nodos con señalización sobre SUA, para simplificar las tablas de traducción de direcciones. Un punto de señalización IP con SUA puede utilizar varios SGWs para enviar mensajes hacia una red SS7. La elección del SGW concreto dependerá de la dirección del nodo destino y del estado de los SGWs percibido desde el nodo IP, del mismo modo que M3UA, aunque SUA deberá enviar todos los mensajes pertenecientes a la misma transacción por el mismo SGW Utilización de SUA La principal ventaja de SUA es que es la capa de adaptación que elimina más capas de la red SS7, y por ello resulta más eficiente en cuanto al uso del ancho de banda IP. Además, los nodos IP con SUA son más simples que los nodos con otras capas de adaptación a SCTP, y por ello más baratos. El inconveniente fundamental de SUA es que no puede transportar ISUP. Por ello, para facilitar la interconexión entre operadores directamente en IP, el 3GPP ha optado por la utilización de M3UA como protocolo estándar de señalización en el núcleo de red UMTS, dejándose SUA como alternativa interna a cada red de adaptación para nodos de tipo base de datos

51 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP 4 DISEÑO DE UNA RED DE TRANSPORTE DE SMS SOBRE IP

52 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS 4.1 OBJETIVO DE DISEÑO Se parte de una red de telefonía móvil GSM ejemplo, de cobertura nacional, con 10 millones de usuarios. Se pretende implementar una red de transporte de señalización sobre IP cuyo objetivo inicial sea el transporte de todo el tráfico debido a SMSs de la red ejemplo, pero teniendo en cuenta que en el futuro la red debe ser capaz de crecer hasta poder cursar toda la señalización de la red GSM y de una red UMTS nueva, que desde el principio accederá a la red SS7 mediante M3UA. Disponer de una red de transporte de SMS sobre IP permite desarrollar de forma rápida nuevos servicios basados en mensajería, además de descargar una parte del tráfico de señalización de la red SS7 ya establecida. Además, contar con una red de transporte de señalización sobre IP permite una evolución más rápida de la red, tanto en nuevas plataformas de servicios como en integración de nodos UMTS. 4.2 PRESENTACIÓN DEL CASO DE ESTUDIO Distribución de usuarios La distribución de los diez millones de usuarios por Comunidades Autónomas es la que muestra la Tabla 2, y corresponde con la distribución de población de España según el Censo Oficial, con fecha 1/11/2001 [INE]

53 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tabla 2. Distribución de usuarios. Comunidad Autónoma % Usuarios Usuarios Madrid (Comunidad de) 13,3% Cataluña 15,5% Andalucía + Ceuta y Melilla 18,0% Comunidad Valenciana 10,2% País Vasco 5,1% Galicia 6,6% Castilla y León 6,0% Castilla-La Mancha 4,3% Canarias 4,1% Aragón + La Rioja 2,9% Murcia (Región de) 2,9% Asturias (Principado de) 2,6% Extremadura 2,6% Baleares (Islas) 2,1% Navarra (Cdad. Foral de) 1,4% Cantabria 1,3% TOTAL NACIONAL Distribución de s con acceso radio Se ha supuesto una red de s distribuida de la siguiente manera: en Madrid y País Vasco, zonas con alta densidad de población, existe una por cada usuarios, debido a la fuerte carga de procesador que provoca la alta movilidad entre áreas de servicio de s de los usuarios. En Cataluña, existe una por cada usuarios, dada la alta densidad de población de Barcelona y la costa, combinada con áreas menos pobladas en el interior. En el resto de España se ha supuesto una cada usuarios. Con los criterios antes indicados, se obtiene la distribución de s en la red

54 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tabla 3. Distribución de s con acceso radio Comunidad Autónoma Usuarios Usuarios por s Madrid (Comunidad de) Cataluña Andalucía + Ceuta y Melilla Comunidad Valenciana País Vasco Galicia Castilla y León Castilla-La Mancha Canarias Aragón + La Rioja Murcia (Región de) Asturias (Principado de) Extremadura Baleares (Islas) Navarra (Cdad. Foral de) Cantabria TOTAL NACIONAL Red de tránsito Se ha supuesto una organización jerárquica de la red de s, en cuatro áreas de conmutación, tal como se muestra en la Figura 19. Figura 19. Distribución geográfica de s de acceso y áreas de servicio

55 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Todas las s de un área de conmutación cuentan con rutas de voz hacia dos centrales de tránsito. Estas centrales son Gs pero no utilizan el VLR, ya que no disponen de conexión con ninguna BSC. La interconexión de voz con otros operadores se efectúa desde las centrales de tránsito, y por ello desde estas Gs se realizan consultas a los HLRs (mensajes SRI). La Figura 20 muestra el esquema de la estructura jerárquica de la red GSM de estudio. BSC BSC BSC BTS BTS... STP BTS BTS BSC BSC BSC... STP Acceso Tránsito Red SS7 Red de Acceso Radio Núcleo de Red Enlaces de señalización Enlaces de voz Figura 20. Estructura jerárquica del caso de estudio. voz. Las ocho s de tránsito están completamente malladas entre sí con rutas de

56 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS STP STP Norte STP STP Centro Este STP STP STP Sur STP Figura 21. Red de tránsito de voz del caso de estudio. La distribución de usuarios por área de conmutación es la que muestra la Tabla 4. Tabla 4. Distribución de usuarios por área de conmutación. Comunidad Autónoma Área s Usuarios Madrid (Comunidad de) CENTRO Castilla-La Mancha CENTRO TOTAL CENTRO Cataluña ESTE Comunidad Valenciana ESTE Aragón + La Rioja ESTE Baleares (Islas) ESTE TOTAL ESTE País Vasco NORTE Galicia NORTE Castilla y León NORTE Asturias (Principado de) NORTE Navarra (Cdad. Foral de) NORTE Cantabria NORTE TOTAL NORTE Andalucía + Ceuta y Melilla SUR Canarias SUR Murcia (Región de) SUR Extremadura SUR TOTAL SUR

57 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Red de señalización Tal como se observa en la Figura 21, existe un STP en cada emplazamiento con de tránsito. La red SS7 de partida del caso de estudio consta de cuatro dobletes de STPs, uno por cada área de conmutación (ver Figura 19). Los STPs sólo cuentan con conexión física directa con la de tránsito de su mismo emplazamiento, aunque cuentan con linksets hacia todos los STPs de la red y todas las s de su área de conmutación Conexión de las s a los STPs Las s de acceso cuentan con un linkset hacia cada STP de su área geográfica. Para implementar estos linksets se utilizan canales de las rutas de voz que las unen con las s de tránsito, tal como muestra la Figura 22. STP STP Acceso Tránsito Enlaces de señalización Transmisión directa Figura 22. Implementación de los linksets de las s de acceso. Para el caso de los linksets de las propias s de tránsito, la estructura es similar, salvo que uno de los linksets es directo hacia el STP situado en su mismo emplazamiento Enlaces entre STPs Los linksets que forman la malla de STPs se implementan de forma análoga a los de las s, utilizando canales de la malla de la red de tránsito de voz, tal como muestra la Figura

58 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS STP STP STP STP Enlaces de señalización Transmisión directa Figura 23. Implementación de los linksets entre STPs Mediante este esquema, se consigue aprovechar el gran número de puertos TDM de las s de tránsito, que sirven como concentradores de canales de 64 kbps, además de reducir el número de E1s dedicados a señalización en la red. Así se aprovechan al máximo todos los recursos. En la red que se plantea, todas las s y todos los STPs son del mismo fabricante y se basan en la misma plataforma. Esta plataforma se supone que se implementa con hardware redundante, de forma que su fiabilidad es muy alta. La probabilidad de que la en donde hace tránsito un STP falle es la misma que la de que el propio STP falle, y es muy baja. La probabilidad combinada de fallo de cualquiera de los dos será el doble, pero igualmente aceptable. Más allá de la de tránsito, los linksets no cuentan con ningún punto en común. Se puede comprobar que el único nodo que, ante un fallo en un único elemento, puede perder sus dos linksets hacia un doblete de STPs A es otro STP de otro doblete B por fallo del propio STP o de la de tránsito de su propio emplazamiento. Aún así, el doblete B se compone de dos STPs, por lo que aún existiría otro camino a través del STP pareja del nodo caído. Por tanto, la concentración de todos los enlaces hacia un STP en una de tránsito no añade falibilidad a la red, ya que los STPs se disponen en dobletes de nodos capaces de cursar de forma individual todo el tráfico ofrecido a la pareja

59 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Conexión de los HLRs a los STPs La red ejemplo utiliza un HLR por cada usuarios. De esta forma, para de usuarios se necesitarían 14 HLRs completos. Existirá, por tanto, un HLR adicional para poder definir nuevos usuarios. En total, la red contará con 15 HLRs activos. En el caso de estudio, no se implementa redundancia automática en los HLRs. En su lugar, se dispone de un HLR de respaldo en caso de caída de uno activo. En dicho HLR se cargarían manualmente los datos de los usuarios del HLR caído. Los HLRs disponen de linksets hacia los ocho STPs de la red de señalización, debido al alto tráfico de señalización de dichos nodos. Dada a la importancia de los HLRs, y su relativa debilidad, por no disponer de redundancia, se prefiere implementar estos enlaces de señalización mediante tramas directas entre los HLRs y las s de tránsito que sirven como concentradores de canales de señalización hacia los STPs. Esta estructura se muestra en la Figura

60 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS STP STP Norte STP STP Centro HLR Este STP STP STP Sur STP Enlace SS7 Transmisión directa Figura 24. Conexión de los HLRs a la red SS7 en el caso de estudio Interconexión de señalización hacia otras redes Los dobletes de STPs del Centro y del Este cuentan con linksets de interconexión con los otros operadores nacionales móviles y con aquellos operadores de telefonía fija con señalización cuasi-asociada. Además, estos cuatro STPs cuentan con código de punto de señalización internacional (ISPC) y con linksets directos hacia la red MTP internacional. Los dobletes de interconexión realizan una traducción de títulos globales capaz de encaminar todos los mensajes SCCP hacia todas las redes con las que se tiene acuerdo de roaming o acuerdo de interconexión SMS nacional. La implementación de los linksets se realiza, o bien utilizando canales de las rutas de interconexión de voz, o bien mediante tramas específicas para señalización entre las s de tránsito y la red de otro operador

61 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Portabilidad de numeración móvil En España, los operadores de telefonía móvil están obligados a permitir la portabilidad de numeración. Esto significa que se debe permitir que un usuario de una red pueda utilizar un número de teléfono (MSISDN) perteneciente a un rango originalmente otorgado a otro operador. Para encaminar las llamadas de voz hacia otros operadores móviles nacionales, no basta con conocer el rango de numeración dado por los tres primeros dígitos del número destino (por ejemplo: 609 Movistar, 637 Vodafone, etc.), ya que el usuario no tiene por qué pertenecer al operador al que se otorgó ese rango. Por ello, cada operador de telefonía móvil debe contar con una base de datos de usuarios, para determinar el operador al que pertenece actualmente el usuario destino de la llamada. La consulta a la base de datos de numeración se puede efectuar de dos maneras: disparando una consulta de red inteligente, o mediante la técnica denominada Signalling Relay Function (Función de reenvío de señalización). El primer método dispara una consulta de red inteligente para todas las llamadas terminadas en un rango de numeración móvil nacional. La respuesta contendrá el operador destino. Este método añade una gran carga de señalización a la red, ya que por cada llamada terminada en móvil se debe efectuar una consulta a un SCP. Además, las consultas de Red Inteligente suponen un aumento notable en la carga del procesador de las s. El método de reenvío de señalización consiste en modificar los encaminamientos de los mensajes SRI (Send Routing Information), de forma que, en lugar de enviarse directamente a los HLRs, se envían a un nodo intermedio. Este nodo intermedio analiza el MSISDN enviado en el mensaje SRI, y si éste pertenece a la propia red, entonces reenvía el mensaje hacia el HLR correspondiente. Si pertenece a otra, el nodo intermedio envía a la origen de la llamada la información de encaminamiento hacia el operador al que pertenece actualmente el MSISDN destino

62 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Este método añade carga de señalización a la red, ya que se deben enviar mensajes SRI para todas las numeraciones móviles, no sólo para la numeración propia. Sin embargo, la carga introducida es menor que la del método por red inteligente, ya que en el caso de llamadas terminadas en usuarios propios no portados a otra red, no se introduce ninguna carga adicional. En la red ejemplo, se utiliza el método de reenvío de señalización, y la aplicación de consulta a la base de datos de numeración portada se implementa en todos los STPs de la red, ya que todos los mensajes SRI deben pasar por ellos de igual manera Tráfico de SMS La distribución de mensajes cortos originados por usuarios es la que refleja la Tabla 5, en términos relativos, y la Tabla 6, en términos absolutos. Tabla 5. Número de SMS por usuario, día y edad Edades 10 a a a en adelante Distrib. Usuarios 30% 40% 27% 3% SMS/usuario y día 2,0 1,0 0,2 0,0 % Prepago 100% 60% 60% 70% Tabla 6. Total SMS originados por día y segmento de usuarios. Edades 10 a a a Total Usuarios Usuarios prepago SMS/día SMS prepago/día El tráfico total debido a SMS cursado durante la hora cargada es aproximadamente la décima parte del tráfico total cursado durante el día. Durante la hora cargada, se asume un perfil plano igual al tráfico medio durante esa hora. Con el perfil de tráfico anterior, se puede calcular el número de SMS originados por segundo en hora cargada dividiendo el número total de SMSs cursados al día entre 10 y entre

63 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP En término medio, la mitad de los SMS originados en hora cargada en la red terminan en la propia red, y la otra mitad en otras redes. Además, el número de mensajes cortos enviados hacia otras redes es aproximadamente igual al número de mensajes cortos recibidos de otras redes. Estas proporciones se mantienen para cada. Es decir, cada recibe un número de SMS terminados igual al de SMS originados, proviniendo la mitad de ellos de otras redes Ss La red ejemplo cuenta con dos Ss idénticos, ambos con capacidad de cursar 300 SMS/s, y ambos se pueden ampliar con señalizadores SIGTRAN. La mitad de las s de la red envían los SMSs originados por sus usuarios hacia uno de los dos Ss en primera opción, o al otro en caso de fallo del primero. Existen, por tanto, dos grupos de s en la red de ejemplo, según el S al que envían los SMSs originados en primera opción. La Tabla 7 muestra el tráfico en hora cargada debido a SMSs originados en cada, y el S al que envía los SMSs cada. Tabla 7. Tráfico SMS por CCAA y S destino. Comunidad Autónoma Usuarios s SMS/día por SMS/s por SMS/s CCAA S Madrid (Comunidad de) ,3 38,9 A Cataluña ,7 45,5 B Andalucía + Ceuta y Melilla ,5 52,7 A Comunidad Valenciana ,5 29,8 B País Vasco ,7 14,9 B Galicia ,4 19,3 A Castilla y León ,9 17,6 A Castilla-La Mancha ,3 12,6 B Canarias ,1 12,1 B Aragón + La Rioja ,6 8,6 B Murcia (Región de) ,6 8,6 B Asturias (Principado de) ,6 7,6 A Extremadura ,6 7,6 A Baleares (Islas) ,0 6,0 B Navarra (Cdad. Foral de) ,0 4,0 B Cantabria ,8 3,8 A TOTAL S A % TOTAL S B % TOTAL NACIONAL

64 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Se ha supuesto una distribución uniforme de edades por Comunidades Autónomas, por lo que los SMS diarios originados por se obtienen multiplicando el número de usuarios por por el número medio de SMSs originados por usuario. A partir de los datos mostrados en la Tabla 6 se deduce fácilmente que el número medio global de SMS originados por usuario y día es 0, Distribución de nodos por emplazamiento En la red ejemplo, la utilización de emplazamientos para albergar nodos se ha realizado teniendo en cuenta dos criterios. El primero indica que por seguridad, en el mismo emplazamiento no debe haber más de tres s, tres HLRs o un STP. El segundo criterio consiste en contar con de acceso tan cerca como sea posible de los nodos de acceso radio (BSCs), lo que lleva a necesitar al menos un emplazamiento por comunidad autónoma. Los emplazamientos de la red de ejemplo, y la distribución de nodos de núcleo de red en ellos, se indica en la Tabla 8. Tabla 8. Emplazamientos y distribución de nodos de núcleo de red. Área Comunidad Autónoma Emplazamiento Transito STP Acceso HLR S TIPO Madrid T1 Madrid (Comunidad de) Madrid T2 CENTRO Madrid A Madrid A Castilla-La Mancha Toledo A Barcelona T1 Cataluña Barcelona T2 Barcelona A ESTE Tarragona A Comunidad Valenciana Valencia A Valencia A Aragón + La Rioja Zaragoza A Baleares (Islas) Palma de Mallorca A País Vasco Bilbao T2 Bilbao T2 NORTE Galicia Coruña A Castilla y León León A Cantabria+ Asturias + Navarra Santander A Sevilla T2 Andalucía + Ceuta y Melilla Sevilla T2 SUR Málaga A Canarias Tenerife A Murcia (Región de) Murcia A Extremadura Cáceres A

65 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Como puede verse, en función de los nodos de conmutación que albergan, existen tres tipos de emplazamientos: Tipo T1. Emplazamientos con s de acceso, de tránsito, STP, HLR y S. Tipo T2. Emplazamientos con s de acceso, de tránsito, STP y HLR. Tipo A. Emplazamientos únicamente con s de acceso. 4.3 RED SIGTRAN NECESARIA Nodos ampliables con señalizadores SIGTRAN La red de partida cuenta con s, STPs, SCPs y HLRs basados en la misma plataforma hardware, y se les puede añadir una ampliación de hardware con la cual pueden enviar señalización M3UA. El fabricante ha decidido utilizar señalización IP basada en M3UA para facilitar la convergencia de sus nodos con las normas del 3GPP sobre la red UMTS. Los Ss de la red ejemplo, como se menciona en el apartado 4.2.7, también se pueden ampliar con señalizadores SIGTRAN, tanto con M3UA como con SUA Alternativas de implementación Una primera idea de implementación de una red de descarga de señalización de SMS sobre IP consistiría en extender una red IP a la que accedieran todas las s y todos los Ss. Sin embargo, tal como se observa en el apartado 2.4, también existe tráfico debido a SMSs entre Ss y HLRs (mensaje SRIfSM de consulta para determinar la destino del mensaje), por lo que los HLRs también deberán acceder a la red IP de transporte de tráfico SMS. Además, en el apartado se indica que en los STPs de la red ejemplo se realiza la consulta a la base de datos de portabilidad, por lo que, o bien los propios STPs acceden a la red IP, o bien se traslada la funcionalidad SRF a las s o HLRs

66 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Se utilizará el protocolo de adaptación M3UA, ya que es el único que el fabricante de los nodos de conmutación de la red ejemplo ha implementado. El fabricante ha decidido esto motivado por la normalización de los protocolos de control de UMTS, en donde se recomienda utilizar M3UA como protocolo de adaptación de señalización SS7 sobre SCTP. Sería posible ampliar todas las s, todos los HLRs, y los dos Ss con señalizadores M3UA. De esta forma, sería necesario realizar la siguiente inversión: 49 ampliaciones M3UA en s. 15 ampliaciones M3UA en HLRs. 2 ampliaciones M3UA en Ss. En total, 66 ampliaciones con equipamiento M3UA. Además, es muy importante tener en cuenta que, en la red ejemplo, los enlaces de señalización entre s de acceso y STPs se implementan sobre canales pertenecientes a las tramas dedicadas al transporte de voz entre s de acceso y s de tránsito. Con esta estructura, la reducción del tráfico en estos enlaces no va a repercutir en una reducción del coste de la transmisión entre emplazamientos. Es más, podría ocurrir que no existiera ancho de banda IP disponible entre dos emplazamientos y que hubiera que contratar más capacidad en caso de desviar tráfico SS7 hacia una red IP. Si en lugar de ampliar todas las s, se centraliza el acceso a la red IP en los STPs, convirtiéndolos en SGWs, se reduce fuertemente la inversión necesaria en equipo, con el mismo coste en transmisión que en el caso anterior. En este caso, sería necesario realizar la siguiente inversión: 15 ampliaciones M3UA en HLRs. 8 ampliaciones M3UA en STPs. 2 ampliaciones M3UA en Ss. En total, 25 ampliaciones con equipamiento M3UA. Teniendo en cuenta que la red IP ejemplo parte de cero, esta opción es la que resulta más adecuada. Además, las consultas a la base de datos de portabilidad, residente en los STPs, se seguiría realizando de la misma manera

67 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP En cuanto a los HLRs de la red ejemplo, son los únicos nodos que cuentan con tramas E1 dedicadas a señalización. En este caso, sí es adecuado ampliar todos los HLRs con señalizadores M3UA. En esta primera fase se rebajaría una pequeña parte del tráfico de estos nodos, pero sobre todo quedarían preparados para que, en fases posteriores de desarrollo de la red SIGTRAN de la red ejemplo, se convirtieran en nodos de acceso único IP, lo que facilita su integración desde el principio en una futura red UMTS Arquitectura de la red SIGTRAN objetivo Teniendo en cuenta la arquitectura de la red ejemplo, la red SIGTRAN inicial se basa en lo siguiente: Conversión de los STPs a STP/SGWs-M3UA. El acceso de las s a la red SIGTRAN se realizará a través de los STP/SGWs. Los HLRs se convierten en nodos duales, tanto nativos IP como nativos SS7. Los Ss pasan a ser nodos con acceso exclusivo a través de IP. Aunque el tráfico SMS no es tan esencial como el resto del tráfico de control de la red, para permitir la evolución hacia una red SS7 completamente transportada sobre IP, se decide partir desde el principio de una red SIGTRAN implementada sobre dos redes de transporte IP físicamente separadas, cuyos únicos nodos comunes son los nodos usuarios de ambas redes. De esta forma se sigue el esquema de transporte de señalización sin puntos únicos de fallo utilizado en las redes SS7 tradicionales. El esquema general de la red SIGTRAN se resume en los siguientes puntos: Los SGWs se configuran en parejas idénticas, denominadas dobletes. Todos los nodos SS7 que accedan a la red SIGTRAN lo harán a través de al menos un doblete de SGWs, de forma que en caso de fallo de uno de los SGWs, todo el tráfico se puede entregar a través del otro. De igual manera, todos los nodos SIGTRAN accederán a los nodos SS7 utilizando al menos un doblete de SGWs, de forma que en caso de fallo de uno de los SGWs, todo el tráfico se puede entregar a través del otro. Se establecen dos redes IP de transporte, denominadas Azul y Roja. Dichas redes IP no tienen ningún punto en común, ni equipos ni medios de transmisión

68 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Cada SGW de un doblete se conecta a una, y sólo a una, red IP de transporte distinta. De esta forma, cuatro SGWs se conectarán la red Azul y los otros cuatro a la red Roja. Los nodos SIGTRAN nativos (Ss y HLRs en esta primera fase) se conectarán tanto a la red IP Azul como a la red IP Roja. STP SGW STP SGW STP SGW Red IP IP STP SGW STP SGW Red IP IP STP SGW STP SGW STP SGW Figura 25. Conexión de los SGWs a las redes IP de transporte. STP SGW Red IP IP S IP STP SGW Red IP IP HLR Figura 26. Conexión de, S y HLR a las redes IP de transporte. En cada emplazamiento que albergue nodos con señalización SIGTRAN se establecerán dos VLANes, una perteneciente a la red Azul y la otra perteneciente a la red Roja. Cada VLAN accederá al resto de emplazamientos a través de un router diferente. Por tanto, existirá en cada uno de estos emplazamientos una pareja de routers, uno perteneciente a la red Azul y otro perteneciente a la red Roja

69 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tráfico IP en SGWs Según la arquitectura de esta red ejemplo, y teniendo en cuenta que únicamente se cursará el tráfico de señalización debido al servicio de SMS, el tráfico IP que cursan los SGWs hacia y desde la red SIGTRAN es la suma de los siguientes componentes: Mensajes Forward Short Message (Originado en Móvil), desde las s hasta los Ss. Mensajes Forward Short Message (Originado en Móvil) acknowledgement, confirmación del mensaje anterior, desde los Ss hasta las s. Mensajes Forward Short Message (Terminado en Móvil), desde los Ss de la red hasta las s, tanto las de la red propia como las de otros operadores. Después del STP/SGW, los mensajes hacia s de otros operadores se enviarán por la interconexión correspondiente. Mensajes Forward Short Message (Terminado en Móvil) acknowledgement, confirmación de entrega desde las s hasta los Ss de la propia red. Los mensajes hacia los Ss de otros operadores no se cursarán por la red IP, sino que se enviarán directamente a la interconexión de señalización correspondiente. Mensajes Send Routing Info for Short Message, preguntas desde el S acerca de la en la que se encuentra el usuario destino del SMS. Mensajes Send Routing Info for Short Message response, respuestas de los HLRs a la pregunta anterior, que incluyen la dirección SCCP de la en la que el usuario destino está acampado

70 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS STP FSM-MO ACK SGW STP SGW SRIfSM FSM-MT Red IP IP Red IP IP SRIfSM ACK FSM-MO FSM-MT ACK SRIfSM S IP HLR Otros Otros operadores operadores FSM-MO (+ACK) : 1 x SMS-MO en FSM-MT (+ACK) : 1 x SMS-MO en SRIfSM (S->SGW): 1 x SMS-MT SRIfSM (SGW->HLR): 1 x SMS-MT en SRIfSM-ACK (INTX->SGW->S): 1 x SMS-INTX-MT Figura 27. Mensajes MAP cursados en el interfaz IP en los SGWs Debe tenerse en cuenta que la carga de tráfico en el interfaz IP del SGW (interfaz Ethernet) se compone tanto de los mensajes hacia la red IP como de los mensajes desde la red IP. Para calcular el tráfico en el interfaz IP, debe computarse el tamaño de las cabeceras de los protocolos sobre los que se transportan los mensajes MAP citados anteriormente. Estos son TCAP, SCCP, M3UA, SCTP, IP y finalmente Ethernet [IEEE 802]. Los tamaños de las cabeceras de los protocolos se detallan en la Tabla 9. Tabla 9. Tamaños de las cabeceras de los protocolos. Protocolo Tamaño en octetos de la cabecera SCCP 25 M3UA 32 (ver apartado 3.5.4) SCTP 40 (ver apartado ) IP 20 [RFC791] Ethernet 26 [IEEE802.3] Total 143 octetos = 1144 bits

71 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Por otro lado, aparte del tamaño de las cabeceras desde SCCP hay que tener en cuenta, evidentemente, el tamaño de los mensajes intercambiados en cada envío de SMS, hasta nivel TCAP. En el caso de los mensajes Forward Short Message, su tamaño depende del texto que envíe cada usuario, pero se estima un tamaño medio de texto de usuario de 100 caracteres. Los tamaños de los mensajes intercambiados se muestran en la Tabla 10, tanto a nivel TCAP como a nivel Ethernet. Tabla 10. Tamaño de los mensajes que cursan los SGWs Mensaje Tamaño hasta TCAP (octetos) Tamaño en interfaz físico (octetos) FSM FSM-ack SRIfSM SRIfSM ack Las s envían sus mensajes destinados en los S-IP en reparto de carga a los dos STP/SGW con los que tiene enlaces SS7 directos (SGWs cabecera de área). De acuerdo con la Tabla 7, cada doblete de SGW cursará en hora cargada un determinado número de SMS/s originados en usuarios de la red ejemplo, mostrado en la Tabla 11. Tabla 11. Total SMS/s originados en s cursados por cada SGW Área SMS/s SGW/Área (SMS/s) / SGW Centro 51,5 2 25,7 Este 90,0 2 45,0 Norte 67,3 2 33,6 Sur 81,1 2 40,5 En la Tabla 12 se muestra el número total de mensajes que cursa cada SGW, y el tráfico total en el interfaz SIGTRAN de dichos nodos. Tabla 12. Cálculo del tráfico de cada SGW hacia la red SIGTRAN SGW (SMS MO) / s (SMS MT) /s FSM/s FSM-ack/s SRIfSM/s SRIfSM ack /s Tráfico total en SGW (kbps) Madrid-1 25,7 49,1 74,8 74,8 54,3 36,2 400 Madrid-2 25,7 49,1 74,8 74,8 54,3 36,2 400 Barcelona-1 45,0 58,7 103,7 103,7 54,3 36,2 500 Barcelona-2 45,0 58,7 103,7 103,7 54,3 36,2 500 Bilbao-1 33,6 16,8 50,5 50,5 54,3 0,0 260 Bilbao-2 33,6 16,8 50,5 50,5 54,3 0,0 260 Sevilla-1 40,5 20,3 60,8 60,8 54,3 0,0 300 Sevilla-2 40,5 20,3 60,8 60,8 54,3 0,0 300 El tráfico en el SGW se ha calculado tal como se muestra en la Ecuación

72 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Ecuación 1. Tráfico total en los SGW ( º º ) [ ( ) ( )] Trafico total en SGW = N SMS MO s + N SMS MT s Tamaño FSM + Tamaño FSM ack + Donde, N º SMS MO / s Tamaño( SRIfSM ) + Nº SGW N º SMS MO / s Nº total SMS originado y terminado en red propia Tamaño( SRIfSM ) + Nº SGW Nº total SMS MO Nº SMSEntrantes desde interconexion / s Tamaño( SRIfSM resp) Nº SGW con interconexion Tráfico total en SGW es el tráfico en hora cargada en la interfaz Ethernet de cada SGW de la red. Nº SMS MO/s es la frecuencia de mensajes cortos originados en los móviles acampados en las s pertenecientes al área geográfica del que es cabecera el SGW sobre el que se calcula el tráfico en su interfaz Ethernet. Cada uno de estos mensajes se entrega a un S-IP, y después se reenvía desde el S-IP hacia el destino correspondiente, por lo que de nuevo se cursa a través de los SGW hacia la destino (propia o de otro operador). Un SMS originado en un área geográfica no tiene por qué terminar en esa misma área, por lo que puede entrar en la red SIGTRAN por un doblete de SGW y salir de ella por otro distinto. Sin embargo, se estima que en media por cada doblete de SGW entran tantos SMSs hacia la red SIGTRAN como mensajes SMS salen de ella hacia la red SS7 tradicional. Los Ss entregarán los SMSs terminados en otros operadores en reparto de carga a los cuatro STP/SGWs con interconexión. En la red ejemplo los SMSs-MO se reparten al 50% entre mensajes SMS terminados en otro operador y mensajes SMS terminados en la propia red. FSM es un mensaje MAP Forward Short Message, sobre el cual se transporta el mensaje de texto del usuario. Los mensajes FSM provenientes de interconexión no se cursan a través de la red SIGTRAN, sino que se entregan directamente desde la interconexión hasta la destino. FSM ack/s es un mensaje MAP de asentimiento de entrega de mensaje FSM. Los tamaños de los mensajes MAP son los que se muestran en la Tabla 10. Las frecuencias de mensajes SMS originados en cada área de conmutación son los que se muestran en la Tabla

73 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP SRIfSM es un mensaje MAP Send Routing Info for Short Message originado en los Ss. Estas consultas las debe analizar la funcionalidad de portabilidad de numeración, implementada en los nodos STP/SGW, aunque terminan en los HLRs, de forma que los Ss las pueden enviar indistintamente a cualquiera de los SGW/STPs. Los Ss entregarán estos mensajes repartiendo uniformemente la carga entre los ocho SGW. Por eso para calcular el número de estos mensajes que se cursan a través de un SGW se calcula el número total de mensajes SRIfSM generados en los Ss y se divide entre el número de SGWs (8). Una vez consultada la portabilidad, si el SMS termina en móvil de la red (50% de los SRIfSM), los STP/SGW reenvían el mensaje SRIfSM al HLR correspondiente por la red SIGTRAN. La otra mitad de SRIfSMs se entregarán por la interconexión correspondiente. SRIfSM resp es el mensaje MAP respuesta al mensaje SRIfSM. Los mensajes entre los HLRs y Ss de la red ejemplo se cursan directamente por la red SIGTRAN, sin pasar por los STP/SGWs. La respuesta de los HLRs de otros operadores a los mensajes SRIfSM se cursarán por los SGWs. Los STP/SGW por los que entran los mensajes de interconexión son los dobletes de Madrid y Barcelona Tráfico IP en HLRs En esta fase de despliegue de red SIGTRAN, los HLRs únicamente cursan mensajes SRIfSM y SRIfSM-response desde y hacia la red IP, respectivamente. Los mensajes SRIfSM los generan los Ss de la red propia. Los de otros operadores hacia los HLRs de la red se cursan a través de la red SS7 tradicional. Además, debido a la utilización de consulta de portabilidad de numeración móvil basada en los mensajes SRIfSM, los originados por los Ss de la red deben enviarse a los STP/SGWs en donde reside la base de datos de numeración portada, para decidir si el HLR destino del mensaje es de la red propia o debe enviarse a interconexión. El intercambio de mensajes MAP se representa en la Figura

74 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS STP SGW Red IP IP SRIfSM SRIfSM ack SRIfSM S IP STP SGW Red IP IP HLR SRIfSM (S->SGW): 1 x SMS-MT SRIfSM (SGW->HLR): 1 x SMS-MT en SRIfSM-ACK (HLR->S): 1 x SMS-MT en Figura 28. Mensajes cursados por los HLRs hacia la red SIGTRAN En la red ejemplo, la distribución geográfica de los usuarios definidos en un HLR concreto es aproximadamente la misma que la del total de usuarios de la red. Por ello, y dado que en la red ejemplo todos los HLRs tienen el mismo número de usuarios activos, se puede suponer que el número de mensajes SRIfSM que llega a cada HLR, originados en los Ss de la red, es igual para todos los HLRs de la red. La Ecuación 2 muestra el cálculo realizado para obtener el tráfico en el interfaz IP de los HLRs. Ecuación 2. Tráfico en interfaz IP en cada HLR Nº Total SMSs originados y terminados en red Trafico en HLR = ( ) + ( ) Nº total de HLRs [ Tamaño SRIfSM Tamaño SRIfSM response ] Cada SMS originado y terminado en la red ejemplo genera un mensaje SRIfSM que se cursa por la red SIGTRAN. Como se ha mencionado en el apartado (Pág. 62), la mitad de los SMSs originados en la red terminan en la propia red. Con todo ello, la Tabla 13 muestra el tráfico hacia red SIGTRAN de todos los HLRs:

75 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tabla 13. Cálculo del tráfico SIGTRAN en HLRs HLR Cualquiera (SMS MO) en red / s 289,8 (SMS MO y MT) en red / s 144,9 SRIfSM/s hacia HLRs 144,9 Nº HLRs en red 15 SRIfSM/s por HLR 9,7 SRIfSM resp /s por HLR 9,7 Tamaño SRIfSM (octetos en Ethernet) 182,0 Tamaño SRIfSM response (octetos en Ethernet) 187,0 Tráfico total SIGTRAN en HLR (kbps) 30 El número total de SMSs por segundo originados en la red en hora cargada se ha calculado sumando los valores de cada Comunidad Autónoma indicados en la Tabla 7 (Pág. 63), y el tamaño de los mensajes es el que se indica en la Tabla 10. Como puede observarse, el tráfico IP en los HLRs es muy bajo si únicamente cursan hacia la red SIGTRAN los mensajes SRIfSM y SRIfSM-response de los mensajes originados y terminados en la propia red Tráfico IP en Ss Todo el tráfico de los Ss de la red ejemplo se cursa a través de la red SIGTRAN. Éste se compone de los siguientes mensajes: Mensajes Forward Short Message (Originado en Móvil), desde las s hasta los Ss IP. Existe uno por cada SMS originado en la red. Mensajes Forward Short Message (Originado en Móvil) acknowledgement, confirmación del mensaje anterior, desde los Ss hasta las s. Existe uno por cada SMS originado en la red. Mensajes Forward Short Message (Terminado en Móvil), desde los Ss de la red hasta las s, tanto hasta las s de la red propia como hasta las s de otros operadores. Después del STP/SGW, los mensajes hacia s de otros operadores se enviarán por la interconexión. Existe, por tanto, uno de estos mensajes por cada SMS originado en la red. Mensajes Forward Short Message (Terminado en Móvil) acknowledgement, confirmación de entrega desde las s hasta los Ss de la propia red. Los mensajes hacia los Ss de otros operadores no se cursarán por la red IP, sino que

76 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS se enviarán directamente a la interconexión de señalización. Existe uno de estos mensajes por cada mensaje FSM-MT, por lo que de nuevo habrá tantos como mensajes SMS originados en la red. Mensajes Send Routing Info for Short Message, preguntas desde el S acerca de la en la que se encuentra el usuario destino del SMS. Estos mensajes pueden terminar tanto en los HLRs de la propia red como en HLRs de otras redes. Por tanto, existirá uno de estos mensajes por cada SMS originado en la red. Mensajes Send Routing Info for Short Message response, respuestas de los HLRs a la pregunta anterior, que incluyen la dirección SCCP de la en la que el usuario está acampado. Existe uno por cada mensaje SRIfSM, y por tanto, uno por cada SMS originado en la red. STP FSM-MO ACK SGW SRIfSM FSM-MT Red IP IP FSM-MO FSM-MT ACK S IP STP SGW SRIfSM ACK Red IP IP SRIfSM ack HLR Otros Otros operadores operadores FSM-MO (+ACK) : 1 x SMS-MO en FSM-MT (+ACK) : 1 x SMS-MO en SRIfSM (S->SGW): 1 x SMS-MT=1 x SMS-MO SRIfSM-ACK (SGW o HLR->S): 1 x SMS-MT=1xSMS-MO Figura 29. Mensajes MAP en la interfaz IP de los Ss La Tabla 7 (Pág. 63) muestra el número total de SMS originados en las s y el total que se envía a cada S de la red. Con ello, junto con lo expuesto en este mismo apartado, se deduce el cálculo del tráfico en el interfaz IP de cada S. Tabla 14. Tráfico total en cada S S (SMS MO) / s FSM/s FSM-ack/s SRIfSM/s SRIfSM ack /s Tráfico total en S (kbps) Madrid-1 147,6 295,2 295,2 147,6 147, Barcelona-1 142,2 284,5 284,5 142,2 142, En la Tabla 14 se ha calculado el tráfico total en S de acuerdo con la Ecuación

77 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Ecuación 3. Cálculo del tráfico en S. [ Tamaño FSM Tamaño FSM ack Tamaño SRIfSM Tamaño SRIfSM resp ] Trafico total S=Nº SMS-MO 2 ( ) + 2 ( - ) + ( ) + ( - ) Los tamaños de los mensajes a nivel Ethernet son los indicados en la Tabla 10 (Pág. 71) VLANes SIGTRAN A continuación se muestran las VLANes SIGTRAN que se implementarán en cada emplazamiento. En todos los emplazamientos se utilizarán dos switches diferentes, uno para la VLAN Roja y otro para la VLAN Azul. MADRID S IP HLR 1 HLR 2 STP SGW SS7/TDM 1 SIGTRAN ROUTER ROUTER Red Red IP IP Red Red IP IP Figura 30. VLANes SIGTRAN en Madrid

78 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS MADRID HLR 1 HLR 2 STP SGW SS7/TDM 1 SIGTRAN ROUTER ROUTER Red Red IP IP Red Red IP IP Figura 31. VLANes SIGTRAN en Madrid-2 BARCELONA S IP HLR 1 HLR STP 2 SGW SS7/TDM 1 SIGTRAN ROUTER ROUTER Red Red IP IP Red Red IP IP Figura 32. VLANes SIGTRAN en Barcelona

79 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP BARCELONA HLR 1 HLR 2 STP SGW SS7/TDM 1 SIGTRAN ROUTER ROUTER Red Red IP IP Red Red IP IP Figura 33. VLANes SIGTRAN Barcelona-2 BILBAO HLR 1 HLR 2 STP SGW SS7/TDM 1 SIGTRAN ROUTER ROUTER Red Red IP IP Red Red IP IP Figura 34. VLANes SIGTRAN en Bilbao

80 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS BILBAO HLR 1 HLR 2 STP SGW SS7/TDM 1 SIGTRAN ROUTER ROUTER Red Red IP IP Red Red IP IP Figura 35. VLANes SIGTRAN en Bilbao-2 SEVILLA HLR 1 HLR 2 STP SGW SS7/TDM 1 SIGTRAN ROUTER ROUTER Red Red IP IP Red Red IP IP Figura 36. VLANes SIGTRAN en Sevilla

81 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP SEVILLA HLR 1 STP SGW SS7/TDM 1 SIGTRAN ROUTER ROUTER Red Red IP IP Red Red IP IP Figura 37. VLANes SIGTRAN en Sevilla-2 Se puede observar que cada STP/SGW de un doblete se conecta a una red IP diferente Ancho de banda entre emplazamientos A continuación se presentan tablas resumen de los tráficos intercambiados entre cada nodo SIGTRAN y todos los demás. Estos tráficos se deducen de todo lo comentado en los apartados 4.3.4, y 4.3.6, junto con los datos de distribución de mensajes SMS originados expuestos en la Tabla Tráfico originado en Madrid-1 Tabla 15. Tráfico originado en Madrid-1 SGW-1 SG W (SM S M O ) / s Madrid-1 25,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM-MO 19,4 288 S-Madrid 1 Madrid-1 (interno) 45 FSM-MO 6,3 288 S-Barcelona 1 Barcelona-1 15 FSM-MT-ack 28,2 158 S-Madrid 1 Madrid-1 (interno) 36 FSM-MT-ack 20,9 158 S-Barcelona 1 Barcelona-1 26 SRIfSM 1,2 182 Madrid-1 HLR-1 Madrid-1 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Madrid-1 HLR-2 Madrid-1 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 2 SRIfSM ack 2,4 187 Madrid-1 HLR-1 Madrid-1 (interno) 4 SRIfSM ack 2,4 187 Madrid-1 HLR-2 Madrid-1 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T

82 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tabla 16. Tráfico originado en Madrid-1 S-1 SM SC (SM S M T) / s Madrid-1 147,6 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM- MT 28,2 288 SGW-1 Madrid-1 Madrid-1 (interno) 65 FSM- MT 28,2 288 SGW-1 Madrid-2 Madrid-2 65 FSM- MT 18,4 288 SGW-1 Barcelona-1 Barcelona-1 43 FSM- MT 18,4 288 SGW-1 Barcelona-2 Barcelona-2 43 FSM- MT 12,1 288 SGW-1 Bilbao-1 Bilbao-1 28 FSM- MT 12,1 288 SGW-1 Bilbao-2 Bilbao-2 28 FSM- MT 15,1 288 SGW-1 Sevilla-1 Sevilla-1 35 FSM- MT 15,1 288 SGW-1 Sevilla-2 Sevilla-2 35 FSM-MO-ack 19,4 158 SGW-1 Madrid-1 Madrid-1 (interno) 25 FSM-MO-ack 19,4 158 SGW-1 Madrid-2 Madrid-2 25 FSM- M O - a c k 0,0 158 SGW-1 Barcelona-1 Barcelona-1 0 FSM- M O - a c k 0,0 158 SGW-1 Barcelona-2 Barcelona-2 0 FSM-MO-ack 24,2 158 SGW-1 Bilbao-1 Bilbao-1 31 FSM-MO-ack 24,2 158 SGW-1 Bilbao-2 Bilbao-2 31 FSM-MO-ack 30,2 158 SGW-1 Sevilla-1 Sevilla-1 38 FSM-MO-ack 30,2 158 SGW-1 Sevilla-2 Sevilla-2 38 SRIfSM 18,4 182 SGW-1 Madrid-1 Madrid-1 (interno) 27 SRIfSM 18,4 182 Resto de SGWs Emplazamientos T1 y T2 27 Tabla 17. Tráfico originado en Madrid-1 HLR-1 y HLR-2 HLRs (SRIfSM) / s Madrid-1 HLR-1 9,7 Mensaje Nº mensajes/ s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 (interno) 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 HLRs (SRIfSM) / s Madrid-1 HLR-2 9,7 Mensaje Nº mensajes/ s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 (interno) 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 Agregando, se obtiene el tráfico entre Madrid-1 y el resto de emplazamientos con red SIGTRAN: Tabla 18. Tráfico total originado en Madrid-1 Emplazamiento destino Tráfico originado en SGW (kbps) Tráfico originado en S (kbps) Tráfico originado en HLRs (kbps) Total (kbps) Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla

83 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tráfico originado en Madrid-2 Tabla 19. Tráfico originado en Madrid-2 SGW-1 SG W (SM S M O ) / s Madrid-2 25,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM -M O 19,4 288 S-Madrid 1 Madrid-1 45 FSM -M O 6,3 288 S-Barcelona 1 Barcelona-1 15 FSM-MT-ack 28,2 158 S-Madrid 1 Madrid-1 36 FSM-MT-ack 20,9 158 S-Barcelona 1 Barcelona-1 26 SRIfSM 1,2 182 Madrid-2 HLR-1 Madrid-2 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Madrid-2 HLR-2 Madrid-2 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 2 SRIfSM a c k 2,4 187 Madrid-2 HLR-1 Madrid-2 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Madrid-2 HLR-2 Madrid-2 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 4 Tabla 20. Tráfico originado en Madrid-2 HLR-1 y HLR-2 HLRs (SRIfSM ) / s Madrid-2 HLR-1 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM a c k 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM a c k 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 HLRs (SRIfSM ) / s Madrid-2 HLR-2 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM a c k 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM a c k 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 Tabla 21. Tráfico total originado en Madrid-2 Emplazamiento destino Tráfico originado en SGW (kbps) Tráfico originado en HLRs (kbps) Tráfico total (kbps) Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla

84 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tráfico originado en Barcelona-1 Tabla 22. Tráfico originado en Barcelona-1 SGW-1 SG W (SM S M O ) / s Ba rc e lona ,0 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM -M O 0,0 288 S-Madrid 1 Madrid-1 0 FSM -M O 45,0 288 S-Barcelona 1 Barcelona-1 (interno) 104 FSM-MT-ack 18,4 158 S-Madrid 1 Madrid-1 23 FSM-MT-ack 40,3 158 S-Barcelona 1 Barcelona-1 (interno) 51 SRIfSM 1,2 182 Barcelona-1 HLR-1 Barcelona-1 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Barcelona-1 HLR-2 Barcelona-1 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 2 SRIfSM ack 2,4 187 Barcelona-1 HLR-1 Barcelona-1 (interno) 4 SRIfSM ack 2,4 187 Barcelona-1 HLR-2 Barcelona-1 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 4 Tabla 23. Tráfico originado en Barcelona-1 S-1 SM SC ( SM S M T) / s Ba rc e lona ,2 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM -M T 17,8 288 SGW-1 Madrid-1 Madrid-1 41 FSM -M T 17,8 288 SGW-1 Madrid-2 Madrid-2 41 FSM -M T 40,3 288 SGW-1 Barcelona-1 Barcelona-1 (interno) 93 FSM -M T 40,3 288 SGW-1 Barcelona-2 Barcelona-2 93 FSM -M T 4,7 288 SGW-1 Bilbao-1 Bilbao-1 11 FSM -M T 4,7 288 SGW-1 Bilbao-2 Bilbao-2 11 FSM -M T 5,2 288 SGW-1 Sevilla-1 Sevilla-1 12 FSM -M T 5,2 288 SGW-1 Sevilla-2 Sevilla-2 12 FSM -M O -ac k 0,0 158 SGW-1 Madrid-1 Madrid-1 0 FSM -M O -ac k 0,0 158 SGW-1 Madrid-2 Madrid-2 0 FSM -M O -ac k 45,0 158 SGW-1 Barcelona-1 Barcelona-1 (interno) 57 FSM -M O -ac k 45,0 158 SGW-1 Barcelona-2 Barcelona-2 57 FSM -M O -ac k 9,5 158 SGW-1 Bilbao-1 Bilbao-1 12 FSM -M O -ac k 9,5 158 SGW-1 Bilbao-2 Bilbao-2 12 FSM -M O -ac k 10,4 158 SGW-1 Sevilla-1 Sevilla-1 13 FSM -M O -ac k 10,4 158 SGW-1 Sevilla-2 Sevilla-2 13 SRIfSM 17,8 182 SGW-1 Barcelona-1 Barcelona-1 (interno) 26 SRIfSM 17,8 182 Resto de SGWs Emplazamientos T1 y T2 26 Tabla 24. Tráfico originado en Barcelona-1 HLR-1 y HLR-2 HLRs (SRIfSM ) / s Barcelona-1 HLR-1 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 (interno) 7 HLRs (SRIfSM ) / s Barcelona-1 HLR-2 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM a c k 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 (interno)

85 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tabla 25. Tráfico total originado en Barcelona-1 Emplazamiento destino Tráfico originado en SGW (kbps) Tráfico originado en S (kbps) Tráfico originado en HLRs (kbps) Total (kbps) Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla Tráfico originado en Barcelona-2 Tabla 26. Tráfico originado en Barcelona-2 SGW-1 SG W (SM S M O ) / s Ba rc e lona ,0 Mensaje Nº mensajes/ s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM-MO 0,0 288 S-Madrid 1 Madrid-1 0 FSM-MO 45,0 288 S-Barcelona 1 Barcelona FSM-MT-ack 18,4 158 S-Madrid 1 Madrid-1 23 FSM-MT-ack 40,3 158 S-Barcelona 1 Barcelona-1 51 SRIfSM 1,2 182 Barcelona-2 HLR-1 Barcelona-2 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Barcelona-2 HLR-2 Barcelona-2 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 2 SRIfSM a c k 2,4 187 Barcelona-2 HLR-1 Barcelona-2 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Barcelona-2 HLR-2 Barcelona-2 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 4 Tabla 27. Tráfico originado en Barcelona-2 HLR-1 y HLR-2 HLRs (SRIfSM) / s Barcelona - 2 HLR- 1 9,7 Mensaje Nº mensajes/ s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 HLRs (SRIfSM) / s Barcelona - 2 HLR- 2 9,7 Mensaje Nº mensajes/ s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 Tabla 28. Tráfico total originado en Barcelona-2 Emplazamiento destino Tráfico originado en SGW (kbps) Tráfico originado en HLRs (kbps) Tráfico total (kbps) Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla

86 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tráfico originado en Bilbao-1 Tabla 29. Tráfico originado en Bilbao-1 SGW-1 SG W (SM S M O ) / s Bilbao-1 33,6 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM-MO 24,2 288 S-Madrid 1 Madrid-1 56 FSM-MO 9,5 288 S-Barcelona 1 Barcelona-1 22 FSM-MT-a c k 12,1 158 S-Madrid 1 Madrid-1 15 FSM -M T-a c k 4,7 158 S-Barcelona 1 Barcelona-1 6 SRIfSM 1,2 182 Bilbao-1 HLR-1 Bilbao-1 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Bilbao-1 HLR-2 Bilbao-1 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 2 SRIfSM ack 2,4 187 Bilbao-1 HLR-1 Bilbao-1 (interno) 4 SRIfSM ack 2,4 187 Bilbao-1 HLR-2 Bilbao-1 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 4 Tabla 30. Tráfico originado en Bilbao-1 HLR-1 y HLR-2 HLRs (SRIfSM ) / s Bilbao- 1 HLR- 1 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 HLRs (SRIfSM ) / s Bilbao- 1 HLR- 2 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM a c k 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 Tabla 31. Tráfico total originado en Bilbao-1 Emplazamiento destino Tráfico originado en SGW (kbps) Tráfico originado en HLRs (kbps) Tráfico total (kbps) Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla

87 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tráfico originado en Bilbao-2 Tabla 32. Tráfico originado en Bilbao-2 SGW-1 SG W ( SM S M O ) / s Bilbao-2 33,6 Mensaje Nº mensajes/ s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM-MO 24,2 288 S-Madrid 1 Madrid-1 56 FSM-MO 9,5 288 S-Barcelona 1 Barcelona-1 22 FSM-MT-ack 12,1 158 S-Madrid 1 Madrid-1 15 FSM-MT-ack 4,7 158 S-Barcelona 1 Barcelona-1 6 SRIfSM 1,2 182 Bilbao-2 HLR-1 Bilbao-2 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Bilbao-2 HLR-2 Bilbao-2 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 2 SRIfSM ack 2,4 187 Bilbao-2 HLR-1 Bilbao-2 (interno) 4 SRIfSM ack 2,4 187 Bilbao-2 HLR-2 Bilbao-2 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 4 Tabla 33. Tráfico originado en Bilbao-2 HLR-1 y HLR-2 HLRs (SRIfSM ) / s Bilbao-2 HLR-1 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 HLRs (SRIfSM ) / s Bilbao-2 HLR-2 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 Tabla 34. Tráfico total originado en Bilbao-2 Emplazamiento destino Tráfico originado en SGW (kbps) Tráfico originado en HLRs (kbps) Tráfico total (kbps) Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla

88 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tráfico originado en Sevilla-1 Tabla 35. Tráfico originado en Sevilla-1 SGW-1 SG W (SM S M O ) / s Sevilla-1 40,5 Mensaje Nº mensajes/ s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM-MO 30,2 288 S-Madrid 1 Madrid-1 69 FSM-MO 10,4 288 S-Barcelona 1 Barcelona-1 24 FSM-MT-ack 15,1 158 S-Madrid 1 Madrid-1 19 FSM-MT-ack 5,2 158 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 SRIfSM 1,2 182 Sevilla-1 HLR-1 Sevilla-1 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Sevilla-1 HLR-2 Sevilla-1 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 2 SRIfSM a c k 2,4 187 Sevilla-1 HLR-1 Sevilla-1 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Sevilla-1 HLR-2 Sevilla-1 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 4 Tabla 36. Tráfico originado en Sevilla-1 HLR-1 y HLR-2 HLRs (SRIfSM ) / s Sevilla-1 HLR-1 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 HLRs (SRIfSM ) / s Sevilla-1 HLR-2 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM ack 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 Tabla 37. Tráfico originado en Sevilla-1 Emplazamiento destino Tráfico originado en SGW (kbps) Tráfico originado en HLRs (kbps) Tráfico total (kbps) Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla

89 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tráfico originado en Sevilla-2 Tabla 38. Tráfico originado en Sevilla-2 SGW-1 SG W (SM S M O ) / s Se villa- 2 40,5 Mensaje Nº mensajes/ s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) FSM -M O 30,2 288 S-Madrid 1 Madrid-1 69 FSM -M O 10,4 288 S-Barcelona 1 Barcelona-1 24 FSM -M T-a c k 15,1 158 S-Madrid 1 Madrid-1 19 FSM -M T-a c k 5,2 158 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 SRIfSM 1,2 182 Sevilla-2 HLR-1 Sevilla-2 (interno) 2 SRIfSM 1,2 182 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 2 SRIfSM ack 2,4 187 Sevilla-2 HLR-1 Sevilla-2 (interno) 4 SRIfSM a c k 2,4 187 Resto HLRs Emplazamientos T1 y T2 4 Tabla 39. Tráfico originado en Sevilla-2 HLR-1 HLRs (SRIfSM ) / s Sevilla-2 HLR-1 9,7 Mensaje Nº mensajes/s Tamaño mensaje (octetos) Nodo Destino Emplazamiento destino Tráfico hacia nodo (kbps) SRIfSM ack 4,9 187 S-Madrid 1 Madrid-1 7 SRIfSM a c k 4,7 187 S-Barcelona 1 Barcelona-1 7 Tabla 40. Tráfico total originado en Sevilla-2 Emplazamiento destino Tráfico originado en SGW (kbps) Tráfico originado en HLRs (kbps) Tráfico total (kbps) Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla Matriz de tráfico entre emplazamientos Como resumen de todas las tablas de tráfico anteriores, la Tabla 41 muestra la matriz de tráfico SIGTRAN (en kbps) entre los ocho emplazamientos con señalización sobre IP. El tráfico que se muestra en ella es la necesidad de ancho de banda IP entre emplazamientos en la hora cargada

90 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tabla 41. Matriz de tráfico SIGTRAN entre los emplazamientos de la red Destino Origen Madrid-1 Madrid-2 Barcelona-1 Barcelona-2 Bilbao-1 Bilbao-2 Sevilla-1 Sevilla-2 Madrid Madrid Barcelona Barcelona Bilbao Bilbao Sevilla Sevilla Se puede comprobar que el ancho de banda utilizado en hora cargada en la red IP de transporte es relativamente bajo. En el tramo con más tráfico (entre Barcelona-1 y Barcelona-2), no se superan los 200 kbps. Debe tenerse en cuenta que la red IP de transporte debe contar capacidad disponible entre emplazamientos en ambas redes de transporte, tanto en la Red Azul como en la Red Roja, para poder cursar todo el tráfico indicado en la Tabla 41 en caso de caída de algún elemento de alguna de las redes Plan de direccionamiento IP Todos los nodos con señalización sobre IP deben contar con una dirección IP por cada interfaz hacia la red SIGTRAN. En este caso, los HLRs y Ss contarán con un interfaz hacia la red IP Roja y otro hacia la red IP Azul, mientras que los SGWs únicamente contarán con un interfaz, bien sea hacia la red IP Roja o hacia la Azul. Para facilitar los encaminamientos dentro de las redes IP de transporte, las direcciones IP de los interfaces de los nodos se deben asignar de acuerdo con ciertos criterios de agrupamiento. El plan de direccionamiento IP depende del número de direcciones IP de la red y de la localización de dichos interfaces IP. En el caso de la red ejemplo se utilizarán los siguientes criterios para asignar direcciones IP: Existirá una primera división entre las direcciones IP de la red Roja y Azul, de forma que el resto de divisiones se aplicarán igualmente a ambas redes. Se crearán

91 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP dos subrangos. En este caso se necesitarán cuatro bits para poder diferenciar los dos rangos y contar además con una dirección de red y otra de difusión. La segunda división se realizará en función del emplazamiento en el que se sitúe el nodo. Aunque en la primera fase sólo existen ocho emplazamientos con red IP, el plan de direccionamiento debe realizarse de forma que sea aplicable en el futuro. Por ello, puesto que la red ejemplo actualmente cuenta con 24 emplazamientos, se estima que una división en 126 subrangos (en cada uno de los dos subrangos anteriores) será suficiente incluso para el futuro de la red, en el que previsiblemente se utilizarán más emplazamientos con nodos IP si se despliega una red UMTS. Para ello, se necesitará utilizar 7 bits. Dentro de cada red SIGTRAN ( Roja o Azul ) y de cada emplazamiento, se realizará una tercera división que distinga entre VLANes. En la red inicial propuesta sólo existe una VLAN por color y emplazamiento. Sin embargo, en el futuro puede que algún nodo, por falta de capacidad de transmisión en sus señalizadores SIGTRAN, necesite conectarse a varias VLANes. En cualquier caso, un límite de seis VLANes de un mismo color en un mismo emplazamiento no parece fácilmente alcanzable ni tan siquiera a largo plazo. Se creará una tercera división en 6 VLANes, para lo que se necesitará utilizar ocho bits más. Una vez efectuadas estas tres divisiones, debe tenerse un rango de direcciones disponible suficientemente grande. Se estima que 254 direcciones IP por cada VLAN SIGTRAN es suficiente. Para ello se utilizarán 8 bits más. La Figura 38 muestra visualmente las divisiones en el direccionamiento IP fijadas en los puntos anteriores. 12 bits 2 bits 7 bits 3 bits 8 bits Fijo red SIGTRAN Color Emplazamiento VLAN Nodo Figura 38. Estructura de direccionamiento IP de la red SIGTRAN Para toda la red SIGTRAN se utilizará direccionamiento IPv4 privado, por lo que se tienen 32 bits como máximo. Dado que al menos se necesitan 19 bits, será necesario contar con una parte de una clase A de las reservadas para direccionamiento privado. En la red ejemplo se escoge utilizar una parte de la red /

92 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS La Tabla 42 muestra la asignación de subredes y direcciones IP para la red SIGTRAN Azul, siguiendo la estructura descrita en este apartado, mientras que la Tabla 43 muestra la misma asignación para la red SIGTRAN Roja. Tabla 42. Direccionamiento IP Red SIGTRAN Azul Subred / Interfaz octeto 1 octeto 2 octeto 3 octeto 4 IP Decimal /Máscara Red SIGTRAN CCEE EEEEEVVV XXXXXXXX /12 Red "Azul" EE EEEEEVVV XXXXXXXX /14 Red "Azul", Madrid VVV XXXXXXXX /21 Red "Azul", Madrid-1, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Azul", Madrid-1, VLAN-1, Router Azul Red "Azul", Madrid-1, VLAN-1, S Red "Azul", Madrid-1, VLAN-1, HLR Red "Azul", Madrid-1, VLAN-1, HLR Red "Azul", Madrid VVV XXXXXXXX /21 Red "Azul", Madrid-2, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Azul", Madrid-2, VLAN-1, Router Azul Red "Azul", Madrid-2, VLAN-1, HLR Red "Azul", Madrid-2, VLAN-1, HLR Red "Azul", Madrid-2, VLAN-1, SGW Red "Azul", Barcelona VVV XXXXXXXX /21 Red "Azul", Barcelona-1, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Azul", Barcelona-1, VLAN-1, Router Azul Red "Azul", Barcelona-1, VLAN-1, S Red "Azul", Barcelona-1, VLAN-1, HLR Red "Azul", Barcelona-1, VLAN-1, HLR Red "Azul", Barcelona-1, VLAN-1, SGW Red "Azul", Barcelona VVV XXXXXXXX /21 Red "Azul", Barcelona-2, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Azul", Barcelona-2, VLAN-1, Router Azul Red "Azul", Barcelona-2, VLAN-1, HLR Red "Azul", Barcelona-2, VLAN-1, HLR Red "Azul", Bilbao VVV XXXXXXXX /21 Red "Azul", Bilbao-1, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Azul", Bilbao-1, VLAN-1, Router Azul Red "Azul", Bilbao-1, VLAN-1, HLR Red "Azul", Bilbao-1, VLAN-1, HLR Red "Azul", Bilbao-1, VLAN-1, SGW Red "Azul", Bilbao VVV XXXXXXXX /21 Red "Azul", Bilbao-2, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Azul", Bilbao-2, VLAN-1, Router Azul Red "Azul", Bilbao-2, VLAN-1, HLR Red "Azul", Bilbao-2, VLAN-1, HLR Red "Azul", Sevilla VVV XXXXXXXX /21 Red "Azul", Sevilla-1, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Azul", Sevilla-1, VLAN-1, Router Azul Red "Azul", Sevilla-1, VLAN-1, HLR Red "Azul", Sevilla-1, VLAN-1, HLR Red "Azul", Sevilla-1, VLAN-1, SGW Red "Azul", Sevilla VVV XXXXXXXX /21 Red "Azul", Sevilla-2, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Azul", Sevilla-2, VLAN-1, Router Azul Red "Azul", Sevilla-2, VLAN-1, HLR

93 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tabla 43. Direccionamiento IP Red SIGTRAN Roja Subred / Interfaz octeto 1 octeto 2 octeto 3 octeto 4 IP Decimal /Máscara Red SIGTRAN CCEE EEEEEVVV XXXXXXXX /12 Red "Roja" EE EEEEEVVV XXXXXXXX /14 Red "Roja", Madrid VVV XXXXXXXX /21 Red "Roja", Madrid-1, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Roja", Madrid-1, VLAN-1, Router Rojo Red "Roja", Madrid-1, VLAN-1, S Red "Roja", Madrid-1, VLAN-1, HLR Red "Roja", Madrid-1, VLAN-1, HLR Red "Roja", Madrid-1, VLAN-1, SGW Red "Roja", Madrid VVV XXXXXXXX /21 Red "Roja", Madrid-2, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Roja", Madrid-2, VLAN-1, Router Rojo Red "Roja", Madrid-2, VLAN-1, HLR Red "Roja", Madrid-2, VLAN-1, HLR Red "Roja", Barcelona VVV XXXXXXXX /21 Red "Roja", Barcelona-1, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Roja", Barcelona-1, VLAN-1, Router Rojo Red "Roja", Barcelona-1, VLAN-1, S Red "Roja", Barcelona-1, VLAN-1, HLR Red "Roja", Barcelona-1, VLAN-1, HLR Red "Roja", Barcelona VVV XXXXXXXX /21 Red "Roja", Barcelona-2, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Roja", Barcelona-2, VLAN-1, Router Rojo Red "Roja", Barcelona-2, VLAN-1, HLR Red "Roja", Barcelona-2, VLAN-1, HLR Red "Roja", Barcelona-2, VLAN-1, SGW Red "Roja", Bilbao VVV XXXXXXXX /21 Red "Roja", Bilbao-1, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Roja", Bilbao-1, VLAN-1, Router Rojo Red "Roja", Bilbao-1, VLAN-1, HLR Red "Roja", Bilbao-1, VLAN-1, HLR Red "Roja", Bilbao VVV XXXXXXXX /21 Red "Roja", Bilbao-2, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Roja", Bilbao-2, VLAN-1, Router Rojo Red "Roja", Bilbao-2, VLAN-1, HLR Red "Roja", Bilbao-2, VLAN-1, HLR Red "Roja", Bilbao-2, VLAN-1, SGW Red "Roja", Sevilla VVV XXXXXXXX /21 Red "Roja", Sevilla-1, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Roja", Sevilla-1, VLAN-1, Router Rojo Red "Roja", Sevilla-1, VLAN-1, HLR Red "Roja", Sevilla-1, VLAN-1, HLR Red "Roja", Sevilla VVV XXXXXXXX /21 Red "Roja", Sevilla-2, VLAN XXXXXXXX /24 Red "Roja", Sevilla-2, VLAN-1, Router Rojo Red "Roja", Sevilla-2, VLAN-1, HLR Red "Roja", Sevilla-2, VLAN-1, SGW En la asignación de direcciones IP a nodos, se han reservado las direcciones X.X.X.1 para los interfaces de los Routers de cada VLAN, y las direcciones X.X.X.15 para los interfaces de los SGWs

94 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Además, los nodos con interfaces hacia las dos redes SIGTRAN utilizan para ambos interfaces direcciones IP iguales, excepto en los bits que determinan el color de la subred SIGTRAN. De esta forma, por ejemplo, el S-1 de Madrid-1 utiliza la dirección IP en su interfaz hacia la VLAN-1 Azul y la en su interfaz hacia la red Roja Configuración en s SCCP Las s de la red están configuradas de forma que a la hora de formar el mensaje MAP Forward Short Message, Mobile Originated, modifican el centro de servicio configurado por el usuario en su terminal, si es un usuario propio (no un usuario de otra red en roaming ). Independientemente de lo que configure el usuario, la enviará el mensaje SCCP utilizando como GT destino uno de los dos definidos en los Ss. Después, las s de la red realizarán la traducción de los títulos globales de los Ss a punto de señalización, de acuerdo con la Tabla 44. Tabla 44. Traducción de GTs en s Comunidad Autónoma origen Dir. Centro Servicio GT SCCP DPC Primario DPC Secundario Castilla-La Mancha Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S Madrid (Comunidad de) Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Madrid Madrid-1 S Barcelona-1 S Aragón + La Rioja Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S Baleares (Islas) Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S Cataluña Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S Comunidad Valenciana Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S Asturias (Principado de) Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Madrid Madrid-1 S Barcelona-1 S Cantabria Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Madrid Madrid-1 S Barcelona-1 S Castilla y León Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Madrid Madrid-1 S Barcelona-1 S Galicia Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Madrid Madrid-1 S Barcelona-1 S Navarra (Cdad. Foral de) Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S País Vasco Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S Andalucía + Ceuta y Melilla Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Madrid Madrid-1 S Barcelona-1 S Canarias Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S Extremadura Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Madrid Madrid-1 S Barcelona-1 S Murcia (Región de) Cualquiera GT-Pareja Ss, Primario Barna Barcelona-1 S Madrid-1 S Como puede comprobarse, se definen dos GTs en ambos Ss, pero cada uno con un SPC distinto. En caso de fallo del S al que pertenece el DPC al que se traduce en primera opción el GT, el protocolo SCCP de las s realizará la traducción al DPC secundario, que pertenece al otro S

95 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Los usuarios deberán configurar en su terminal una dirección de centro de servicio (GT de un S) para poder utilizar el servicio SMS estando en roaming en otra red. Este GT estará definido en ambos Ss, pero en los STPs de interconexión de Madrid se traducirá en primera opción al S de Madrid-1 y en segunda opción al S de Barcelona-1, y viceversa en los STPs de interconexión de Barcelona Encaminamientos MTP Una vez que las s han efectuado la traducción del GT de los Ss al punto de señalización del S concreto al que se envía el mensaje, se debe elegir el STP al que la envía el mensaje MTP, de acuerdo con la Tabla

96 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tabla 45. Encaminamientos MTP3 en las s origen DPC linkset salida Mitad s Centro Mitad s Centro Mitad s Este Mitad s Este Mitad s Norte Mitad s Norte Mitad s Sur Mitad s Sur Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 S Barcelona-1 S BIT SLS usado para reparto de carga (0 a 3) Valor BIT reparto carga Madrid-1 STP/SGW 3 0 Madrid-2 STP/SGW 3 1 Madrid-1 STP/SGW 3 0 Madrid-2 STP/SGW 3 1 Madrid-1 STP/SGW 3 1 Madrid-2 STP/SGW 3 0 Madrid-1 STP/SGW 3 1 Madrid-2 STP/SGW 3 0 Barcelona-1 STP/SGW 3 0 Barcelona-2 STP/SGW 3 1 Barcelona-1 STP/SGW 3 0 Barcelona-2 STP/SGW 3 1 Barcelona-1 STP/SGW 3 1 Barcelona-2 STP/SGW 3 0 Barcelona-1 STP/SGW 3 1 Barcelona-2 STP/SGW 3 0 Bilbao-1 STP/SGW 3 0 Bilbao-2 STP/SGW 3 1 Bilbao-1 STP/SGW 3 0 Bilbao-2 STP/SGW 3 1 Bilbao-1 STP/SGW 3 1 Bilbao-2 STP/SGW 3 0 Bilbao-1 STP/SGW 3 1 Bilbao-2 STP/SGW 3 0 Sevilla-1 STP/SGW 3 0 Sevilla-2 STP/SGW 3 1 Sevilla-1 STP/SGW 3 0 Sevilla-2 STP/SGW 3 1 Sevilla-1 STP/SGW 3 1 Sevilla-2 STP/SGW 3 0 Sevilla-1 STP/SGW 3 1 Sevilla-2 STP/SGW 3 0 Se observa que se utiliza el valor del bit número 3 del campo SLS (el bit 0 es el menos significativo, el bit 3 es el más significativo) para decidir a qué STP enviar el mensaje MTP. Para que a cada STP/SGW lleguen mensajes con los valores del campo SLS lo más distribuido posible, la mitad de las de un área envía los mensajes con el valor del bit de reparto igual a cero a un STP y la otra mitad al otro STP del doblete del área

97 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Configuración en STP/SGWs SCTP Se definirá una asociación SCTP entre cada SGW y cada HLR y Ss. Puesto que se utiliza M3UA, no existirá comunicación entre SGWs y, por tanto, no se definirán asociaciones SCTP entre ellos. En principio, bastaría con definir dos streams de datos dentro de cada asociación entre nodos, uno para cada sentido de la comunicación. Sin embargo, para minimizar las consecuencias de un fallo de transmisión a nivel SCTP, es conveniente disponer de varios streams para cada sentido de comunicación, de forma que se bloquee el mínimo número de comunicaciones en caso de retransmisión en un stream SCTP concreto. Si únicamente se tiene un stream, y éste se bloquea por retransmisiones de mensajes, todas las comunicaciones de la asociación entre nodos quedan bloqueadas. Si se tienen n streams, y una traducción uniforme de transacciones de nivel superior a stream de salida, en caso de bloqueo de un stream se bloquearán 1/n de las transacciones de la asociación. El número de streams que se va a utilizar depende de cómo elija el nivel superior de SCTP qué stream utilizar en cada envío de datos. Por el mismo stream se enviarán los mensajes pertenecientes a la misma transacción, ya que son los que se deben entregar de forma ordenada. Dado que en este caso el nivel superior es M3UA, que a su vez transporta únicamente SCCP, los parámetros con los que cuenta para decidir qué stream utilizar son los códigos de punto de señalización origen y destino (OPC y DPC), el número de subsistema (SSN) y el valor del campo de selección de enlace (SLS). Puesto que en la red ejemplo cada nodo únicamente implementa un subsistema (HLR, S, SGW), y el valor del campo SLS puede variar desde 0 hasta 15, aunque se definan más de 16 streams en una asociación SCTP que transporta SCCP sobre M3UA entre dos nodos, no se van a utilizar más que 16, ya que M3UA no dispone de más mecanismos, aparte del valor del campo SLS, para distinguir a qué transacciones de nivel superior pertenece un mensaje concreto

98 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Por lo anterior, en cada SGW hacia los HLRs y Ss, se definirán 16 streams de sentido saliente en cada asociación hacia otros nodos SIGTRAN, dedicados a tráfico SCCP sobre M3UA. En sentido entrante, tal como se verá en el apartado , se definirán 8 streams para transporte de datos en cada asociación, ya que el nivel M3UA de los HLRs y Ss deberá utilizar, de forma análoga a MTP3, un bit del campo SLS para elegir a través de qué SGW enviará los mensajes hacia un nodo de la red SS7. De otra forma, no se garantizaría la entrega ordenada de los mensajes extremo a extremo. Todos los mensajes MTP3 pertenecientes a la misma transacción de nivel superior deben enviarse por el mismo camino, y por ello deben utilizar el mismo valor en el campo SLS. En todas las asociaciones SCTP de la red se definirán, además, dos streams, uno de sentido entrante y otro saliente, dedicado a transportar el tráfico de gestión generado por el propio protocolo M3UA de los SGWs, Ss y HLRs. Para facilitar el mantenimiento de la red, estos streams de gestión se identificaran en la red ejemplo siempre como stream-0 en cada sentido de la asociación. Con todo, en la Tabla 46 se muestra la definición de asociaciones SCTP en los SGWs conectados a la Red Azul, y en la Tabla 47, las asociaciones SCTP en los SGWs conectados a la Red Roja. Los identificadores de las asociaciones SCTP tienen sentido local en cada SGW

99 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tabla 46. Asociaciones SCTP en SGWs de la Red Azul SGW Asociación SCTP Nodo destino Dirección IP destino Streams entrada Streams salida 1 Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 HLR Madrid-1 HLR Madrid-2 HLR Madrid-2 HLR Madrid-2 SGW ( ) 7 Barcelona-1 HLR Barcelona-1 SGW ( ) 8 Barcelona-1 HLR Bilbao-1 SGW ( ) 9 Barcelona-2 HLR Sevilla-1 SGW ( ) 10 Barcelona-2 HLR Bilbao-1 HLR Bilbao-1 HLR Bilbao-2 HLR Bilbao-2 HLR Sevilla-1 HLR Sevilla-1 HLR Sevilla-2 HLR Tabla 47. Asociaciones SCTP en SGWs de la Red Roja SGW Asociación SCTP Nodo destino Dirección IP destino Streams entrada Streams salida 1 Madrid-1 S Barcelona-1 S Madrid-1 HLR Madrid-1 HLR Madrid-2 HLR Madrid-2 HLR Madrid-1 SGW ( ) 7 Barcelona-1 HLR Barcelona-2 SGW ( ) 8 Barcelona-1 HLR Bilbao-2 SGW ( ) 9 Barcelona-2 HLR Sevilla-2 SGW ( ) 10 Barcelona-2 HLR Bilbao-1 HLR Bilbao-1 HLR Bilbao-2 HLR Bilbao-2 HLR Sevilla-1 HLR Sevilla-1 HLR Sevilla-2 HLR M3UA En los SGWs se deben definir los encaminamientos de los mensajes entre el nivel MTP3 del propio SGW y el nivel SCCP del nodo IP remoto. Para ello, el protocolo M3UA en el SGW asocia mensajes MTP3 a asociaciones SCTP, que en el nodo destino se entregan al nivel M3UA y después al nivel SCCP remoto

100 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tal como se indica en el apartado 3.5.2, el protocolo M3UA encamina los mensajes MTP3 provenientes de la red SS7 utilizando los denominados routing keys, que son correspondencias entre parámetros de mensajes SS7 que se van a enviar (MTP3 en SGWs o SCCP en HLRs y Ss, en la red ejemplo) y asociaciones SCTP de salida. El protocolo M3UA permite definir varias asociaciones SCTP para entregar mensajes a un mismo destino, pudiéndose entregar el tráfico tanto en reparto de carga como con prioridad. Esto es útil si el mismo servicio está implementado sobre varios servidores idénticos, o si un servidor cuenta con varios interfaces hacia la red IP. En el caso de la red ejemplo, desde el punto de vista del nivel MTP3 de los SGWs, los dos Ss de Madrid-1 y Barcelona-1 son servidores independientes. Además, se evita expresamente la comunicación desde un interfaz IP de la Red Azul y de la Red Roja. Por ello, se decide que sea el nivel SCCP de las s el que se encargue de decidir a cuál de los dos envía los mensajes, dado que estos mecanismos ya están utilizándose en las s de la red ejemplo y además este protocolo es el único que se da extremo a extremo entre s y Ss y HLRs. La funcionalidad de envío a servidores redundantes a nivel M3UA se utilizará en caso de que los nodos Ss o HLRs, individuales desde el punto de vista funcional de MTP3, se implementen físicamente mediante plataformas hardware duplicadas. Teniendo en cuenta lo anterior, bastará con definir como routing keys correspondencias simples entre el DPC de los nodos destino y las asociaciones SCTP terminadas en dichos nodos, tal como muestra la Tabla

101 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tabla 48. Configuración M3UA en SGWs SGW Routing context Routing key Nodo destino SCTP Asociación SCTP salida Valor SLS decimal Stream salida 1 DPC=Madrid-1 S Madrid-1 S 1 n (n=[0..15]) n+1 2 DPC=Barcelona-1 S Barcelona-1 S 2 n (n=[0..15]) n+1 3 DPC=Madrid-1 HLR-1 Madrid-1 HLR-1 3 n (n=[0..15]) n+1 4 DPC=Madrid-1 HLR-2 Madrid-1 HLR-2 4 n (n=[0..15]) n+1 5 DPC=Madrid-2 HLR-1 Madrid-2 HLR-1 5 n (n=[0..15]) n+1 6 DPC=Madrid-2 HLR-2 Madrid-2 HLR-2 6 n (n=[0..15]) n+1 7 DPC=Barcelona-1 HLR-1 Barcelona-1 HLR-1 7 n (n=[0..15]) n+1 8 DPC=Barcelona-1 HLR-2 Barcelona-1 HLR-2 8 n (n=[0..15]) n+1 Todos 9 DPC=Barcelona-2 HLR-1 Barcelona-2 HLR-1 9 n (n=[0..15]) n+1 10 DPC=Barcelona-2 HLR-2 Barcelona-2 HLR-2 10 n (n=[0..15]) n+1 11 DPC=Bilbao-1 HLR-1 Bilbao-1 HLR-1 11 n (n=[0..15]) n+1 12 DPC=Bilbao-1 HLR-2 Bilbao-1 HLR-2 12 n (n=[0..15]) n+1 13 DPC=Bilbao-2 HLR-1 Bilbao-2 HLR-1 13 n (n=[0..15]) n+1 14 DPC=Bilbao-2 HLR-2 Bilbao-2 HLR-2 14 n (n=[0..15]) n+1 15 DPC=Sevilla-1 HLR-1 Sevilla-1 HLR-1 15 n (n=[0..15]) n+1 16 DPC=Sevilla-1 HLR-2 Sevilla-1 HLR-2 16 n (n=[0..15]) n+1 17 DPC=Sevilla-2 HLR-1 Sevilla-2 HLR-1 17 n (n=[0..15]) n+1 En la tabla se ha incluido el stream de salida dentro de la asociación SCTP. Como se ha visto en el apartado, el stream-0 en ambos sentidos de cada asociación SCTP se dedica al transporte de tráfico de gestión entre los niveles M3UA de los extremos de la asociación. Como los mensajes pertenecientes a la misma transacción en la red SS7 deben utilizar el mismo valor en el campo SLS, y en la red SIGTRAN se deben enviar por el mismo stream, se utiliza el campo SLS para seleccionar el stream de salida dentro de cada asociación SCTP. El encaminamiento inverso, es decir, el de los mensajes que llegan al SGW desde la red IP destinados en nodos SS7, lo realiza el protocolo MTP3 del SGW, de forma análoga al resto de nodos SS Configuración en Ss SCCP Los Ss realizarán la traducción de los GTs (direcciones SCCP) de las s de la red a los códigos de punto de señalización (direcciones MTP3) de los nodos remotos. En este caso, los GTs se traducen en un DPC, sin ninguna alternativa, ya que no existen en la red ejemplo s redundantes

102 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Para los GTs de otros operadores, tanto nacionales como extranjeros, los Ss delegarán esta traducción en los STPs de interconexión. Como existen cuatro STPs de interconexión (Madrid-1, Madrid-2, Barcelona-1 y Barcelona-2), en los Ss se establecerán cuatro grupos de GTs de otros operadores, de forma que cada grupo se enviará en primera opción a un STP de interconexión distinto, y en segunda opción a su STP pareja del doblete. Para analizar la portabilidad, los Ss deberán enviar aproximadamente 1/8 de los mensajes SRIfSM a cada STP/SGW en primera opción, y en segunda opción a su pareja del doblete. Estos mensajes se encaminan utilizando el MSISDN destino como GT, por lo que se establecerán 8 grupos de MSISDNs para encaminar estos mensajes equitativamente entre los SGW/STP de la red. La Tabla 49 muestra la tabla de traducciones de GTs que se definirá en los Ss. Tabla 49. Traducción de GTs en Ss GT destino DPC Primario DPC Secundario GT Red propia DPC - Grupo 1 de MSISDNs DPC Madrid-1 STP/SGW DPC Madrid-2 STP/SGW Grupo 2 de MSISDNs DPC Madrid-2 STP/SGW DPC Madrid-1 STP/SGW Grupo 3 de MSISDNs DPC Barcelona-1 STP/SGW DPC Barcelona-2 STP/SGW Grupo 4 de MSISDNs DPC Barcelona-2 STP/SGW DPC Barcelona-1 STP/SGW Grupo 5 de MSISDNs DPC Bilbao-1 STP/SGW DPC Bilbao-2 STP/SGW Grupo 6 de MSISDNs DPC Bilbao-2 STP/SGW DPC Bilbao-1 STP/SGW Grupo 7 de MSISDNs DPC Sevilla-1 STP/SGW DPC Sevilla-2 STP/SGW Grupo 8 de MSISDNs DPC Sevilla-2 STP/SGW DPC Sevilla-1 STP/SGW Grupo 1 de GTs de otras redes DPC Madrid-1 STP/SGW DPC Madrid-2 STP/SGW Grupo 2 de GTs de otras redes DPC Madrid-2 STP/SGW DPC Madrid-1 STP/SGW Grupo 3 de GTs de otras redes DPC Barcelona-1 STP/SGW DPC Barcelona-2 STP/SGW Grupo 4 de GTs de otras redes DPC Barcelona-2 STP/SGW DPC Barcelona-1 STP/SGW Debe tenerse en cuenta que no existen mensajes directos originados en los Ss y destinados en los HLRs, ya que los mensajes MAP SRIfSM deben evaluarse previamente en los STP/SGWs, en los que reside el análisis de la portabilidad de numeración móvil

103 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP SCTP Teniendo en cuenta los flujos de tráfico mencionados en el apartado 4.3.6, los Ss deberán contar con asociaciones SCTP hacia todos los SGWs y hacia todos los HLRs. El número de streams en sentido saliente desde los Ss hacia los SGWs, como se ha mencionado en el apartado depende de los mecanismos que garantizan la entrega ordenada de los mensajes hasta las s destino, y eso incluye la red SS7. El nivel SCCP de los Ss debe elegir a qué nivel MTP3 remoto enviar cada mensaje. Este reparto de mensajes SCCP a niveles MTP3 de SGWs remotos lo realiza el nivel M3UA, y como se verá en el apartado , se realizará basándose en el valor de un bit concreto del campo SLS. Como los mensajes pertenecientes a la misma transacción utilizan el mismo valor en el campo SLS, para garantizar la entrega ordenada extremo a extremo, y dado que en una asociación SCTP los mensajes que se deben entregar en orden se deben enviar por el mismo stream, desde los Ss hasta cada SGW no se utilizarán más de 8 streams (de los 4 bits del campo SLS, uno se utiliza para elegir el SGW destino, por lo que quedan 3 bits para elegir stream dentro de la asociación). La comunicación IP entre Ss y HLRs es diferente. Sólo se envían mensajes MAP desde los HLRs hasta los Ss, ya que el mensaje en sentido contrario, el SRIfSM, debe cursarse a través de los STP/SGW, que es donde se analiza la portabilidad de numeración móvil. Además, tanto los HLRs como los Ss son nodos con M3UA y ambos cuentan con dos interfaces hacia la red SIGTRAN. Por tanto, se definirán dos asociaciones SCTP entre cada HLR y cada S, una por la Red Roja y otra por la Red Azul. Dentro de estas asociaciones se definirán 8 streams de entrada a los Ss para transporte de SCCP sobre M3UA, y ninguno de salida

104 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS En cualquier caso, SCCP seguirá manteniendo el criterio de utilizar el mismo valor en el campo SLS para los mensajes pertenecientes a la misma transacción, por lo que se pueden utilizar hasta 16 streams en total entre todas las asociaciones que se definan entre un S y un HLR, en ambos sentidos de la comunicación, enviando los mensajes con el mismo valor del campo SLS por el mismo stream. Esto significa que en cada una de las dos asociaciones SCTP entre un S y un HLR se definirán 8 streams para transporte de datos de usuario de M3UA. Además de los streams mencionados, en todas las asociaciones se definirá un stream en ambos sentidos (stream-0), que se utilizará, para intercambiar información de gestión entre los protocolos M3UA de los nodos extremos de las asociaciones. La Tabla 50 muestra, de acuerdo con todo lo mencionado, las asociaciones SCTP que se definirán en los Ss

105 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Tabla 50. Asociaciones SCTP en Ss S (Dirección IP origen) Asociación SCTP Nodo destino Dirección IP destino Streams entrada Streams salida 2 Madrid-2 SGW Barcelona-1 SGW Bilbao-1 SGW Sevilla-1 SGW Madrid-1 HLR Madrid-1 HLR Madrid-2 HLR Madrid-2 HLR Barcelona-1 HLR Madrid-1 S ( ) 19 Barcelona-1 HLR Barcelona-1 S ( ) 21 Barcelona-2 HLR Barcelona-2 HLR Bilbao-1 HLR Bilbao-1 HLR Bilbao-2 HLR Bilbao-2 HLR Sevilla-1 HLR Sevilla-1 HLR Sevilla-2 HLR S (Dirección IP origen) Asociación SCTP Nodo destino Dirección IP destino Streams entrada Streams salida 1 Madrid-1 SGW Barcelona-2 SGW Bilbao-2 SGW Sevilla-2 SGW Madrid-1 HLR Madrid-1 HLR Madrid-2 HLR Madrid-2 HLR Barcelona-1 HLR Madrid-1 S ( ) 20 Barcelona-1 HLR Barcelona-1 S ( ) 22 Barcelona-2 HLR Barcelona-2 HLR Bilbao-1 HLR Bilbao-1 HLR Bilbao-2 HLR Bilbao-2 HLR Sevilla-1 HLR Sevilla-1 HLR Sevilla-2 HLR M3UA El protocolo SCCP de los Ss puede enviar mensajes, mediante M3UA, al nivel MTP3 remoto situado en cualquiera de los ocho SGWs de la red. Será el protocolo M3UA de los Ss el encargado de seleccionar el SGW remoto, para cada mensaje SCCP

106 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS La selección de SGW remoto se realiza utilizando tablas de correspondencias (routing keys) entre parámetros de encaminamiento destinados al protocolo MTP3 (OPC, DPC, SLS, CIC si se enviara ISUP) y asociaciones SCTP de salida. Teniendo en cuenta la topología de la red ejemplo, en la que una está directamente conectada a dos STP/SGW, se encaminarán todos los mensajes destinados a una en reparto de carga a través del doblete de SGWs a los que está directamente conectada. Para garantizar la entrega ordenada de mensajes extremo a extremo, todos los mensajes pertenecientes a la misma transacción utilizan el mismo valor en el campo SLS. Por ello, para repartir carga entre los dos SGWs de un doblete se utilizará el valor de un bit del campo SLS, de forma análoga al reparto de carga MTP3. Por otro lado, la comunicación de S a HLR (mensaje SRIfSM) se envía al DPC de los propios STPs/SGW, según la traducción ya efectuada por el nivel SCCP. A nivel M3UA no se implementarán encaminamientos redundantes, puesto que SCCP ya se encarga de ello. Con todo, la Tabla 51 muestra los routing keys que se definirán en los Ss. Tabla 51. Configuración M3UA en los Ss S Routing key Nodo destino SCTP Asociación SCTP salida Valor SLS decimal Stream salida DPC=Madrid-1 STP/SGW Madrid-1 STP/SGW 1 n (n=[0..15]) (n MOD 8)+1 DPC=Madrid-2 STP/SGW Madrid-2 STP/SGW 2 n (n=[0..15]) (n MOD 8)+1 DPC=Barcelona-1 STP/SGW Barcelona-1 STP/SGW 3 n (n=[0..15]) (n MOD 8)+1 DPC=Barcelona-2 STP/SGW Barcelona-2 STP/SGW 4 n (n=[0..15]) (n MOD 8)+1 DPC=Bilbao-1 STP/SGW Bilbao-1 STP/SGW 5 n (n=[0..15]) (n MOD 8)+1 DPC=Bilbao-2 STP/SGW Bilbao-2 STP/SGW 6 n (n=[0..15]) (n MOD 8)+1 DPC=Sevilla-1 STP/SGW Sevilla-1 STP/SGW 7 n (n=[0..15]) (n MOD 8)+1 Todos DPC=Sevilla-2 STP/SGW Sevilla-2 STP/SGW 8 n (n=[0..15]) (n MOD 8)+1 DPC= Centro Madrid-1 STP/SGW 1 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 Madrid-2 STP/SGW 2 n (n=[8..15]) (n MOD 8)+1 DPC= Noreste Barcelona-1 STP/SGW 3 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 Barcelona-2 STP/SGW 4 n (n=[8..15]) (n MOD 8)+1 DPC= Norte Bilbao-1 STP/SGW 5 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 Bilbao-2 STP/SGW 6 n (n=[8..15]) (n MOD 8)+1 DPC= Sur Sevilla-1 STP/SGW 7 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 Sevilla-2 STP/SGW 8 n (n=[8..15]) (n MOD 8)

107 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP Configuración en HLRs SCCP Los HLRs realizarán la traducción de los GTs (direcciones SCCP) de las s y Ss de la propia red a los códigos de punto de señalización (direcciones MTP3) de los nodos remotos. Los GTs de las s se traducen a un único DPC, ya que no hay s redundantes. Por el contrario, los GTs asociados a los Ss se traducirán al SPC de uno de los dos en primera opción, y al SPC del otro en segunda opción, ya que uno de los Ss puede asumir el tráfico de otro S en caso de fallo de este último. Para la traducción de los GTs de otros operadores, tanto nacionales como extranjeros, los HLRs delegarán esta traducción en los STPs de interconexión. Como existen cuatro STPs de interconexión (Madrid-1, Madrid-2, Barcelona-1 y Barcelona-2), en los HLRs se establecerán cuatro grupos de GTs de otros operadores, de forma que cada grupo se enviará en primera opción a un STP de interconexión distinto, y en segunda opción a su STP pareja del doblete. Estos grupos serán los mismos que los definidos en los Ss, par simplificar la gestión de la red. La Tabla 52 muestra la tabla de traducción de GTs que se definirá en los HLRs. Tabla 52. Traducción de GTs en HLRs GT destino DPC Primario DPC Secundario GT Red propia DPC - GT Pareja Ss, Primario Madrid DPC Madrid-1 S DPC Barcelona-1 S GT Pareja Ss, Primario Barna DPC Barcelona-1 S DPC Madrid-1 S Grupo 1 de GTs de otras redes DPC Madrid-1 STP/SGW DPC Madrid-2 STP/SGW Grupo 2 de GTs de otras redes DPC Madrid-2 STP/SGW DPC Madrid-1 STP/SGW Grupo 3 de GTs de otras redes DPC Barcelona-1 STP/SGW DPC Barcelona-2 STP/SGW Grupo 4 de GTs de otras redes DPC Barcelona-2 STP/SGW DPC Barcelona-1 STP/SGW

108 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS SCTP Los HLRs, como se ha visto en apartados anteriores, contarán con asociaciones SCTP hacia los Ss y los SGWs. Hacia los Ss se definirán dos asociaciones SCTP, una a través de la Red Azul y otra a través de la Red Roja. Hacia los SGWs sólo se definirá una asociación, a través de la red a la que esté conectado el SGW remoto. En todas las asociaciones SCTP, tanto hacia Ss como hacia SGWs se configurará el stream-0 en ambos sentidos para intercambiar información de gestión del propio protocolo M3UA. Para intercambiar señalización SCCP sobre M3UA, se definirán 8 streams en cada asociación hacia Ss y SGWs en sentido saliente. En sentido entrante, tal como se ha especificado en los apartados anteriores, se definirán 16 streams desde los SGWs y 8 desde los Ss. Con todo, la Tabla 53 muestra la configuración SCTP en los HLRs. Tabla 53. Configuración SCTP en los HLRs HLR (Dirección IP origen) Asociación SCTP Nodo destino Dirección IP destino Streams entrada Streams salida 2 Madrid-2 SGW Barcelona-1 SGW Todos (IP origen de la "Red Azul") 5 Bilbao-1 SGW Sevilla-1 SGW Madrid-1 S Barcelona-1 S HLR (Dirección IP origen) Asociación SCTP Nodo destino Dirección IP destino Streams entrada Streams salida Todos (IP origen de la "Red Roja") 1 Madrid-1 SGW Barcelona-2 SGW Bilbao-2 SGW Sevilla-2 SGW Madrid-1 S Barcelona-1 S

109 TRANSPORTE DE SEÑALIZACIÓN SS7 SOBRE IP M3UA El protocolo SCCP de los HLRs puede enviar mensajes, mediante M3UA, al nivel MTP3 remoto situado en cualquiera de los ocho SGWs de la red, para enviar mensajes hacia las s. Será el protocolo M3UA de los HLRs el encargado de seleccionar el SGW remoto, para cada mensaje SCCP. La selección de SGW remoto se realiza utilizando tablas de correspondencias (routing keys) entre parámetros de encaminamiento destinados al protocolo MTP3 (OPC, DPC, SLS, CIC si se enviara ISUP) y asociaciones SCTP de salida. Teniendo en cuenta la topología de la red ejemplo, en la que una está directamente conectada a dos STP/SGW, se encaminarán todos los mensajes destinados a una en reparto de carga a través del doblete de SGWs a los que está directamente conectada. Para garantizar la entrega ordenada de mensajes extremo a extremo, todos los mensajes pertenecientes a la misma transacción utilizan el mismo valor en el campo SLS. Por ello, para repartir carga entre los dos SGWs de un doblete se utilizará el valor de un bit del campo SLS, de forma análoga al reparto de carga MTP3. Para la comunicación entre un HLR y un S, existen dos asociaciones SCTP disponibles hacia cada S, una a través de la Red Roja y otra a través de la Red Azul. En este caso se utiliza el modelo de redundancia 2+0 de M3UA (dos en reparto de carga en primera opción y cero en segunda opción). Para repartir carga entre las dos asociaciones se utilizará el valor de un bit del campo SLS, de forma análoga al reparto de carga MTP. La tabla de encaminamientos M3UA en los HLRs queda definida de acuerdo con la Tabla

110 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tabla 54. Configuración M3UA en HLRs HLR Routing key Nodo destino SCTP Asociación SCTP salida Valor SLS decimal Stream salida DPC= Centro DPC= Noreste DPC= Norte Todos DPC= Sur DPC=Madrid-1 S DPC=Barcelona-1 S Madrid-1 STP/SGW 1 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 Madrid-2 STP/SGW 2 n (n=[8..15]) (n MOD 8)+1 Barcelona-1 STP/SGW 3 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 Barcelona-2 STP/SGW 4 n (n=[8..15]) (n MOD 8)+1 Bilbao-1 STP/SGW 5 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 Bilbao-2 STP/SGW 6 n (n=[8..15]) (n MOD 8)+1 Sevilla-1 STP/SGW 7 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 Sevilla-2 STP/SGW 8 n (n=[8..15]) (n MOD 8)+1 Madrid-1 S 9 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 10 n (n=[8..15]) (n MOD 8)+1 Barcelona-1 S 11 n (n=[0..7]) (n MOD 8)+1 12 n (n=[8..15]) (n MOD 8)

111 COMPARACIÓN ENTRE SOLUCIÓN TRADICIONAL Y SOLUCIÓN SIGTRAN 5 COMPARACIÓN ENTRE SOLUCIÓN TRADICIONAL Y SOLUCIÓN SIGTRAN

112 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS 5.1 OBJETIVO DE LA COMPARACIÓN En este capítulo se evaluarán las ventajas e inconvenientes que presenta la red SIGTRAN de transporte de la señalización asociada a SMSs frente a la solución tradicional (SS7 sobre red TDM). Los aspectos que se valorarán serán el coste de los nodos, el alquiler de la transmisión asociada, la facilidad de gestionar la red, la resistencia frente a situaciones de congestión o fallos de elementos de red, la posibilidad de compartir recursos de transmisión de voz, y la capacidad de crecimiento y de implantación de nuevos servicios. 5.2 RED EQUIVALENTE TRADICIONAL Una posible red equivalente tradicional consistiría en utilizar dos Ss con señalización SS7, cada uno con capacidad para cursar 300 SMS/s en hora cargada, y ambos con linksets directos hacia los dobletes de STPs de Madrid y Barcelona. Esta topología se muestra en la Figura 39. Madrid-1 STP S SS7 STP Centro Este STP S SS7 STP Barcelona-1 Enlace SS7 Transmisión directa Figura 39. Topología de la Red SS7 alternativa a la red SIGTRAN. Con esa topología, y teniendo en cuenta el tráfico originado en s (ver Tabla 7), el tráfico en los enlaces SS7 de los Ss es el que se muestra en la Tabla

113 COMPARACIÓN ENTRE SOLUCIÓN TRADICIONAL Y SOLUCIÓN SIGTRAN Tabla 55. Tráfico SS7 en Ss S (SMS MO) / s FSM/s FSM-ack/s SRIfSM/s SRIfSM ack /s Tráfico total en S (kbps) Madrid-1 147,6 295,2 295,2 147,6 147,6 440 Barcelona-1 142,2 284,5 284,5 142,2 142,2 420 En este caso, como los enlaces SS7 son bidireccionales, el tráfico se ha calculado como el tráfico en el sentido en que éste es máximo. Con este tráfico, se puede comprobar que con linksets de 4 SLCs, la carga en los enlaces en hora cargada se situaría en torno al 28%. 5.3 COMPARACIÓN DE AMBAS SOLUCIONES Ancho de banda entre emplazamientos Para comparar las necesidades de ancho de banda de ambas soluciones, tramo a tramo se calculará el total de km. de línea de transmisión necesarios, multiplicados por el ancho de banda correspondiente. Se calculará el producto kbps x km y después se computará la suma de ellas. La Tabla 56 muestra el total ancho de banda por kilómetro si se utiliza una red SS7 tradicional. En esta solución es necesario utilizar tramas E1 de 2 Mbps entre nodos. Tabla 56. Transmisión necesaria (ancho de banda por distancia) con red SS7 Extremo A Extremo B Ancho de banda (kbps) Distancia (km) Mbps x km STP Madrid S Madrid-1 S Barcelona-1 STP Madrid STP Barcelona STP Barcelona STP Madrid STP Madrid STP Barcelona STP Barcelona T otal Por otro lado, la muestra el ancho de banda por kilómetro utilizando la red SIGTRAN diseñada en el capítulo 4. En este caso, el ancho de banda necesario es el calculado en el apartado

114 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Tabla 57. Transmisión necesaria (ancho de banda por kilómetro) con red SIGTRAN Extremo A Extremo B Ancho de banda (kbps) Distancia (km) M bps x km Madrid-1-0,0 0,0 Madrid-2 129,0 5,0 0,6 Barcelona-1 137,0 620,0 82,9 Barcelona-2 82,0 620,0 49,6 Bilbao-1 Madrid-1 98,0 395,0 37,8 Bilbao-2 98,0 395,0 37,8 S evilla-1 112,0 540,0 59,1 S evilla-2 106,0 540,0 55,9 Madrid-1 107,0 5,0 0,5 Madrid-2-0,0 0,0 Barcelona-1 67,0 620,0 40,6 Barcelona-2 12,0 620,0 7,3 Madrid-2 Bilbao-1 12,0 395,0 4,6 Bilbao-2 12,0 395,0 4,6 S evilla-1 12,0 540,0 6,3 S evilla-2 6,0 540,0 3,2 Madrid-1 116,0 620,0 70,2 Madrid-2 79,0 620,0 47,8 Barcelona-1-0,0 0,0 Barcelona-2 188,0 5,0 0,9 Barcelona-1 Bilbao-1 61,0 620,0 36,9 Bilbao-2 61,0 620,0 36,9 S evilla-1 63, ,0 64,4 S evilla-2 57, ,0 58,2 Madrid-1 49,0 620,0 29,7 Madrid-2 12,0 620,0 7,3 Barcelona-1 181,0 5,0 0,9 Barcelona-2-0,0 0,0 Bilbao-1 Barcelona-2 12,0 620,0 7,3 Bilbao-2 12,0 620,0 7,3 S evilla-1 12, ,0 12,3 S evilla-2 6, ,0 6,1 Madrid-1 97,0 395,0 37,4 Madrid-2 12,0 395,0 4,6 Barcelona-1 54,0 620,0 32,7 Barcelona-2 12,0 620,0 7,3 Bilbao-1 Bilbao-1-0,0 0,0 Bilbao-2 12,0 5,0 0,1 S evilla-1 12,0 933,0 10,9 S evilla-2 6,0 933,0 5,5 Madrid-1 97,0 395,0 37,4 Madrid-2 12,0 395,0 4,6 Barcelona-1 54,0 620,0 32,7 Barcelona-2 12,0 620,0 7,3 Bilbao-1 Bilbao-2 12,0 5,0 0,1 Bilbao-2-0,0 0,0 S evilla-1 12,0 933,0 10,9 S evilla-2 6,0 933,0 5,5 Madrid-1 114,0 540,0 60,1 Madrid-2 12,0 540,0 6,3 Barcelona-1 57, ,0 58,2 Barcelona-2 12, ,0 12,3 S evilla-1 Bilbao-1 12,0 933,0 10,9 Bilbao-2 12,0 933,0 10,9 S evilla-1-0,0 0,0 S evilla-2 6,0 5,0 0,0 Madrid-1 107,0 540,0 56,4 Madrid-2 12,0 540,0 6,3 Barcelona-1 50, ,0 51,1 Barcelona-2 12, ,0 12,3 S evilla-2 Bilbao-1 12,0 933,0 10,9 Bilbao-2 12,0 933,0 10,9 S evilla-1 12,0 5,0 0,1 S evilla-2-0,0 0,0 Total 1.280,

115 COMPARACIÓN ENTRE SOLUCIÓN TRADICIONAL Y SOLUCIÓN SIGTRAN Dependiendo del contrato con el suministrador de la transmisión, el gasto en podrá variar. En el caso de las redes de paquetes, se puede contratar un precio por un ancho de banda medio consumido, asegurando el doble de capacidad de transmisión de pico. Como puede comprobarse, utilizando una red IP no se tienen las restricciones que impone la transmisión TDM, con lo que se necesita casi la mitad de capacidad de transmisión utilizando red SIGTRAN, y por tanto, el gasto en alquiler de transmisión variará entre la mitad y la cuarta parte del gasto si se utilizara SS7 tradicional, dependiendo de si se paga por capacidad contratada o por ancho de banda utilizado. Es cierto que en el caso de la solución tradicional, con el mismo gasto en alquiler se podría duplicar la capacidad de los enlaces (de 4 a 8 SLCs por linksets), si se generase ese tráfico en la red. En ese caso, y suponiendo que se contrate la capacidad máxima necesaria (el doble del ancho de banda utilizado en hora cargada en funcionamiento normal) la solución basada en IP supondría el mismo gasto en alquiler de transmisión. Por otra parte, en la solución tradicional no se ha cuantificado pero existiría aumento del tráfico SS7 entre dobletes de STPs para encaminar el tráfico desde las s del Norte y del Sur hasta los Ss Coste de los Ss La razón fundamental por la cual es interesante utilizar señalización M3UA o SUA en lugar de SS7 tradicional reside precisamente en la mayor simplicidad de los nodos únicamente conectados a la red SIGTRAN. Los interfaces Ethernet, gracias a su producción en masa, son mucho más baratos que los interfaces de tipo TDM, como pueden ser los controladores de tramas de 2 Mbps, y los procesadores de señalización MTP, ya que estos últimos se han desarrollado para un mercado mucho menor, como son los operadores de telefonía

116 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS Por otro lado, cualquier nodo con las pilas de protocolos de M3UA (sobre SCTP/IP) y SCCP y un par de tarjetas Ethernet es capaz de enviar señalización al resto de la red a través de una red SIGTRAN. Esto significa que se puede encargar a terceros el desarrollo de funcionalidades específicas (software) implementadas simplemente sobre ordenadores industriales con tarjetas Ethernet, en lugar de verse obligado a adquirir las soluciones cerradas que tradicionalmente ofrecen los fabricantes de equipos de conmutación Coste de la red En el caso de la solución tradicional, aparte de los Ss no se necesitan nuevos nodos de red. Únicamente se consumen en la red SS7 dos tarjetas controladoras de transmisión TDM y ocho controladores de señalización en los cuatro STPs a los que se conectan los Ss. Por otro lado, la solución con red SIGTRAN requiere realizar inversión, ya que se deben montar equipos nuevos y ampliar los actuales. En concreto, dejando aparte los Ss, las inversiones requeridas son las siguientes: 15 ampliaciones hardware M3UA en HLRs. 8 ampliaciones hardware M3UA en STPs para convertirlos en STP/SGWs. 16 routers dedicados. 16 switches dedicados. En caso de que algún nodo conectado a la red SIGTRAN se conectara a su vez a otra red IP externa, directa o indirectamente, sería necesario adquirir elementos de seguridad (firewalls) Flexibilidad de las plataformas La posibilidad de utilizar plataformas abiertas conectadas a la red de señalización supone poder desarrollar servicios a medida, y no limitarse a comprar la funcionalidad que un determinado fabricante ofrezca

117 COMPARACIÓN ENTRE SOLUCIÓN TRADICIONAL Y SOLUCIÓN SIGTRAN En el caso de los Ss, si se han desarrollado en una plataforma abierta y se puede reprogramar la funcionalidad del centro, se pueden desarrollar servicios de valor añadido exclusivos de cada operadora, lo que puede resultar decisivo para diferenciarse de la competencia. Por otro lado, si se utilizan Ss estándar, al ser soluciones cerradas su funcionalidad es limitada, y normalmente se requiere contar con otras plataformas conectadas a los Ss para implementar diferentes servicios, y aún así, se tendrán con las restricciones de conectividad que imponga el S Capacidad de la red Las limitaciones de la red SS7 en cuanto a encaminamientos MTP (únicamente estáticos), junto con el sistema de transmisión TDM limitan su capacidad de transmisión y complican la configuración de los encaminamientos. Como ventaja, se puede garantizar un comportamiento del tráfico regular e inmejorable en cuanto a retardos de transmisión y fiabilidad. Por otra parte, la red IP no impone restricciones de ancho de banda entre nodos y los routers tienen una capacidad de encaminamiento, tanto estático como dinámico amplísima. El protocolo IP se diseñó específicamente para resistir caídas de nodos reencaminando el tráfico de forma dinámica, y esto es una cualidad especialmente interesante si se intercambia tráfico de señalización. Por otro lado, no se conoce el comportamiento real del tráfico SCTP sobre IP, ya que es un protocolo nuevo Comportamiento ante congestión Para el caso concreto estudiado en el capítulo 4, no existen tráficos más prioritarios que otros en la red SIGTRAN propuesta. Todos se deben a SMSs. Por ello, no es necesario implementar en los routers frontera de las VLANes SIGTRAN mecanismos de ingeniería de tráfico. En caso de congestión en la red IP se descartarán paquetes indiscriminadamente

118 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS En el caso de la solución equivalente utilizando red SS7 tradicional, un aumento excesivo del tráfico SMS provocaría un aumento importante en la señalización intercambiada entre los dobletes de STPs, motivado por la topología elegida, afectando a tráfico de señalización no debido a SMS. En caso de que se enviase otro tipo de señalización a través de la red SIGTRAN, la red IP de transporte permite utilizar protocolos intermedios que implementan diferenciación de tráfico y aseguramiento de calidad de servicio para ciertos tráficos prioritarios. Estos protocolos de ingeniería de tráfico IP no existen en la red SS7, de forma que si un enlace se congestiona se descartan paquetes indiscriminadamente, sin posibilidad de priorizar ciertos tráficos Experiencia en la tecnología Los protocolos SIGTRAN son nuevos, y no se tiene ninguna experiencia en su configuración, gestión y soporte. Por eso se propone un escenario en el que únicamente se cursa tráfico debido a SMS, ya que se considera que es el tráfico de señalización menos sensible en caso de fallos. La operadora necesitará formar a parte de su plantilla en la nueva tecnología, y la resolución de los problemas que se presenten no se podrá basar en plantillas predefinidas generadas a partir de experiencias similares ocurridas. Por el contrario, la tecnología SS7 tradicional es muy madura, se tiene un conocimiento extenso de los protocolos y se ha trabajado con ellos durante largo tiempo. Los procedimientos de configuración, gestión y soporte de la red son habituales en las operadoras de telefonía móvil y se cuenta con plantillas de resolución de errores basadas en casos anteriores Evolución de la red Una vez que se cuenta con una infraestructura básica de transmisión de señalización sobre IP mediante M3UA, se cuenta con ventajas a corto plazo. Por una parte, se pueden integrar nuevas plataformas de servicios basadas en señalización o mensajería SMS muy rápidamente, ya que no es necesario desplegar transmisión TDM hacia STPs. Además, se pueden desarrollar servicios nuevos sobre servidores de propósito general, consiguiendo diferenciación respecto de la competencia y reduciendo costes en red

119 COMPARACIÓN ENTRE SOLUCIÓN TRADICIONAL Y SOLUCIÓN SIGTRAN Sin embargo, además de las ventajas a corto plazo, la principal ventaja reside en el largo plazo. Una vez que se haya adquirido experiencia en la nueva tecnología, en lugar de ampliar la red SS7 sobre TDM ya instalada, será más rentable ampliar la red SIGTRAN. Además, paulatinamente se podrá migrar toda la señalización hacia nodos ampliables con señalizadores SIGTRAN hacia la nueva red. Por último, la red SIGTRAN ya instalada permite también transportar las comunicaciones de control entre los nodos de la futura red UMTS. De esta forma, se consigue desde un primer momento contar plataformas de servicios y nodos de red accesibles a través de la red GSM y de la red UMTS. Como ejemplo, todos los nodos HLR de la red podrían utilizarse para definir usuarios UMTS sin ningún problema. Otros nodos de red como el EIR o el AuC también podrían utilizarse en ambas redes, de igual forma que los nodos de Red Inteligente, Ss, o los nodos en donde resida la funcionalidad de consulta de portabilidad. A largo plazo es inevitable contar con señalización SIGTRAN, ya que previsiblemente los nodos de conmutación UMTS, a partir de un cierto momento no se fabricarán con acceso TDM

120 Diseño de una red de señalización SS7 sobre IP para redes de telefonía móvil GSM y UMTS 5.4 RESULTADO DE LA COMPARACIÓN La Tabla 58 muestra el resumen de las características de ambas soluciones. Tabla 58. Comparación entre solución SIGTRAN y SS7 tradicional Ancho de banda entre emplazamientos Solución SIGTRAN En media la mitad que en la solución tradicional. Solución SS7 tradicional El doble que la solución SIGTRAN. Coste de los Ss Plataformas más baratas. Plataformas más caras. Coste de la red Flexibilidad de la plataforma Capacidad de la Red Comportamiento ante congestión Necesario ampliar hardware y adquirir routers y switches. Plataformas abiertas. Muy flexible. Gran ancho de banda. Encaminamientos dinámicos. Es posible descartar tráfico en función de distintos tipos. Utiliza hardware ya instalado en STPs. Coste menor. Soluciones cerradas. Poco flexibles. Ancho de banda más limitado. Sólo encaminamientos estáticos. Descarta paquetes sin distinguir tipo de tráfico Experiencia en la tecnología Ninguna. Necesaria formación. Amplia. No se requiere formación. Evolución de la red La red UMTS necesitará contar con una red de transporte de tráfico de control sobre IP. A largo plazo tenderá al desuso. Una comparación desde el punto de vista económico únicamente, puede resultar en la conveniencia de una u otra solución en función de los costes concretos de los equipos a instalar en cada caso y del alquiler de la transmisión. Sin embargo, aparte del coste de la instalación de las dos plataformas, existe un valor añadido mayor para la operadora si utiliza red SIGTRAN, y es la posibilidad de desarrollar servicios o funcionalidades a medida. Una vez que se tiene una red SIGTRAN básica en la red, se puede derivar el crecimiento de la red SS7 hacia la red nueva, lo que redundará en un menor coste de transmisión y de nodos y una mayor capacidad de crecimiento

121 COMPARACIÓN ENTRE SOLUCIÓN TRADICIONAL Y SOLUCIÓN SIGTRAN Finalmente, dado que la tendencia de la transmisión TDM es que quedará en desuso en el futuro, puede resultar una ventaja adquirir experiencia cuanto antes en la nueva tecnología y facilitar la evolución de la red hacia una arquitectura con una red de transmisión de tipo All-IP y el despliegue de la futura red UMTS

122

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