UNIVERSIDAD MAYOR FACULTAD DE INGENIERIA

ESTUDIO SOBRE LA CONVERGENCIA DE REDES Y SU FACTIBILIDAD DE IMPLEMENTACION EN CHILE

Proyecto de Titulación para Optar al Título de Ingeniero Civil Electrónico

JUAN PABLO SEPULVEDA HERNAIZ

SANTIAGO DE CHILE

AGOSTO-2007

UNIVERSIDAD MAYOR FACULTAD DE INGENIERIA

ESTUDIO SOBRE LA CONVERGENCIA DE REDES Y SU FACTIBILIDAD DE IMPLEMENTACION EN CHILE

Proyecto de Titulación para Optar al Título de Ingeniero Civil Electrónico

Alumno Juan Pablo Sepúlveda Hernaiz Profesor Guía Luis Rivera Méndez

Ingeniero Civil Eléctrico Postítulo en Formulación y Evaluación de Proyectos Magíster en Administración y Dirección de Empresas

SANTIAGO DE CHILE AGOSTO-2007

AGRADECIMIENTOS Me gustaría agradecer a las personas que de alguna manera, directa o indirectamente, colaboraron en la realización de este Proyecto que es necesario para obtener el Título de Ingeniero Civil Electrónico. También agradecer a aquellas personas que me ayudaron y acompañaron durante los años en los cuales curse las asignaturas correspondientes a esta carrera y a quienes me apoyaron durante el desarrollo de este Proyecto. Es por ello que quiero agradecer a:

• Mis padres y hermanos, por su constante apoyo moral, espiritual y económico.

• Mis amigos y amigas, que me han acompañado durante este período haciéndome sentir su apoyo incondicional.

• Profesores y ayudantes de la Universidad Mayor, por su entrega de conocimientos académicos y principalmente por sus consejos y orientación que de alguna forma han influido en mi formación profesional.

• Mis compañeros de carrera, con los que me tocó compartir largos años de estudio e hicieron más agradable mi paso como alumno de la Universidad.

• La Universidad y sus funcionarios en general, por la calidad de los servicios prestados y la ayuda proporcionada en los momentos que fue requerida.

• Telefónica, empresa que me patrocinó para el desarrollo de este Proyecto y colaboró facilitando información de carácter reservado.

• Luis Rivera Méndez, profesor guía durante el transcurso de este proyecto, que orientó y supervisó completamente el trabajo realizado.

• Y finalmente, a muchas otras personas que durante los últimos seis años de alguna forma contribuyeron a mi desarrollo como profesional.

i

INDICE

Página RESUMEN v ABSTRACT vi CAPITULO I. INTRODUCCION 1 1.1 Antecedentes Generales y de Contexto 1 1.2 Objetivos 3 CAPITULO II. CONCEPTOS GENERALES SOBRE IMS 4 2.1 Aspectos generales de IMS 4 2.1.1 Interfaz unificada 5 2.1.2 Mecanismo de activación universal 7 2.1.3 Roaming 8 2.1.4 Identificación de usuarios 10 2.2 Arquitectura de IMS 11 2.3 Early IMS 13 2.3.1 Requerimientos para los mecanismos de seguridad 14 2.3.2 Mecanismos de seguridad 14 2.3.3 Restricciones 15

CAPITULO III. IMPLEMENTACION DE IMS EN EL MUNDO 16 3.1 Nokia 16 3.1.1 Alianzas estratégicas de Nokia 17 3.1.2 Arquitectura de red de Nokia 19 3.1.3 Aplicaciones 20 3.2 Nortel Network 22 3.2.1 Alianzas estratégicas de Nortel 22 3.2.2 Características de la solución IMS de Nortel 24 3.2.3 Portafolio IMS de Nortel 25 3.2.4 Solución de movilidad de Nortel 26 3.3 Motorola 26

ii

3.3.1 Características de la creación de servicios 27 3.3.2 Servicios de Motorola IMS 28 3.3.3 Arquitectura IMS de Motorola 31 CAPITULO IV. SERVICIOS CONVERGENTES EN CHILE 33 4.1 Proyecto Centrex IP 33 4.2 Plataforma Centrex IP 34 4.2.1 Arquitectura genérica de la red 35 4.2.2 Servicios 38 4.3 Video Conferencia 43 4.3.1 Arquitectura 44 4.3.2 Pruebas 45 4.4 Centrex IP Fijo-Móvil 47 4.4.1 Topología genérica de la red 48 4.4.2 Bases de datos 49 4.4.3 Plan de encaminamiento 50 CAPITULO V. APORTES Y PROPUESTAS 52 5.1 Características Principales de IMS 52 5.2 Consideraciones antes de implementar IMS 55 5.2.1 Generalidades 55 5.2.2 Interoperabilidad 56 5.2.3 Infraestructura 56 5.2.4 Problemas de seguridad 57 5.3 El aspecto regulatório 57 5.4 Implementación de IMS 60 5.5 Soluciones de convergencia para la red de acceso 61 5.5.1 Plataformas de acceso IP 62 5.5.2 Multiplexores multiservicio 62 5.5.3 Adaptador para teléfono análogo (ATA) 63 5.5.4 Gateways de acceso 63 5.6 Otras recomendaciones 63 5.6.1 Creación de un entorno de pruebas de aplicaciones 3G sobre 63

IMS basado en código abierto 5.6.2 Estudio de mecanismos de calidad de servicio (QoS) entre 63

iii

dominios, aplicables a redes 3G con IMS 5.6.3 Implementación de un laboratorio de medida de Calidad de 64

Servicio 5.6.4 Evolucionar desde las redes de la siguiente generación hasta 64

introducir completamente IMS

CAPITULO VI. MIGRACION HACIA UNA NGN 67 6.1 Necesidades del usuario 67 6.2 Necesidades del operador 70 6.3 Propuesta de una arquitectura básica de integración 72 6.3.1 Propuesta de una arquitectura FMC 73 6.3.2 Entidades funcionales de la arquitectura FMC 74 6.3.3 Solución de red totalmente basada en SIP 78 6.4 Aplicaciones y servicios que pueden ser ofrecidos por la arquitectura 80 FMC 6.4.1 Servicios complementarios de llamada 80 6.4.2 VoIP 80 6.4.3 Conexiones de negocio 80 6.4.4 Continuidad en la llamada de voz 81 6.4.5 Video telefonía 81 6.4.6 Mensaje Unificado 82 6.5 Aspectos regulatorios 82 6.5.1 Llamada de voz de emergencia 82 6.5.2 Interceptación legal 82 6.6 Seguridad de la red 82 CAPITULO VII. CONCLUSIONES 84 BIBLIOGRAFIA 91 ANEXOS 94 Anexo Nº 1. Glosario 95 Anexo Nº 2. Calidad de servicio 107

iv

INDICE DE CUADROS Cuadro Nº 1. Implicancia de los parámetros intrínsecos de la red 108 Cuadro Nº 2. Parámetros de mensajes IntServ 112 Cuadro Nº 3. Servicios de transporte ofrecidos al usuario 119 Cuadro Nº 4. Escala utilizada en el test de conversación 124 Cuadro Nº 5. Escala utilizada en el método DCR 124 Cuadro Nº 6. Escala utilizada en el método CCR 125 Cuadro Nº 7. Escala utilizada en el método DSIS 126 INDICE DE FIGURAS Figura Nº 1. Esquema general de IMS 6 Figura Nº 2. Roaming con plataforma de servicios en red local 9 Figura Nº 3. Roaming con plataforma de servicios externa 9 Figura Nº 4. Relación entre las identidades de usuario y perfiles de servicios 11 Figura Nº 5. Arquitectura de IMS 12 Figura Nº 6. Arquitectura de red nokia para implementar IMS 19 Figura Nº 7. Arquitectura de Motorola IMS 32 Figura Nº 8. Esquema proyecto Centrex IP 34 Figura Nº 9. Arquitectura Centrex IP 36 Figura Nº 10. Conectividad lógica de VPN a SBC 37 Figura Nº 11. Conectividad lógica de Internet a SBC 38 Figura Nº 12. Arquitectura del servicio de videoconferencia 44 Figura Nº 13. Centrex IP fijo-móvil 48 Figura Nº 14. Encaminamiento para la red móvil 50 Figura Nº 15. Desacople servicios – tecnologías 65 Figura Nº 16. Aplicaciones y capacidades de red 66 Figura Nº 17. Presencia de servicios en la muestra 68 Figura Nº 18. Combinación de servicios en los hogares 69 Figura Nº 19. Propuesta de arquitectura FMC 74 Figura Nº 20. Componentes que proporcionan Calidad de Servicio (QoS) 109 Figura Nº 21. Esquema de la arquitectura IntServ 112 Figura Nº 22. Esquema de la arquitectura DiffServ 117 Figura Nº 23. Métodos de asignación de calidad 123 Figura Nº 24. Escala utilizada en el método DSCQS 127

v

RESUMEN El Proyecto “Estudio sobre la convergencia de redes y su factibilidad de implementación en Chile”, tiene como objetivo colaborar con los antecedentes que permitan llevar a cabo una investigación para desarrollar la convergencia de redes en nuestro país. El rápido avance en las telecomunicaciones y la necesidad de servicios que involucran mayores exigencias en Ancho de Banda y Calidad de Servicio, han obligado a buscar nuevas arquitecturas de red, capaces de cumplir con tales requisitos. El estudio preliminar muestra a IMS como el principal estándar para producir la convergencia entre las comunicaciones fijas y móviles, entregando las herramientas necesarias que permiten a la industria de las telecomunicaciones encarar con éxito los nuevos desafíos que enfrentan. El Proyecto presenta cómo se está incluyendo a IMS dentro de la arquitectura de red por parte de algunos proveedores extranjeros y los intentos de generar servicios comunes para usuarios fijos y móviles desarrollados en nuestro país, específicamente dentro de Telefónica Chile. El estudio del estándar IMS es muy importante de cara a superar con éxito los desafíos que enfrentará la industria de las telecomunicaciones en los próximos años y la decisión de cómo y cuando implementar IMS, determinará quienes estarán capacitados para proveer los servicios de nueva generación a los usuarios finales. Los contenidos del presente Proyecto se han estructurado en siete capítulos. El Capítulo I de Introducción, incluye los antecedentes generales y los objetivos del Proyecto. En el Capítulo II, se analizan algunos aspectos sobre IMS y cómo actúa sobre el núcleo de red. En el Capítulo III, se muestran los primeros intentos a nivel mundial de desplegar arquitecturas de red conforme a IMS. En el Capitulo IV, se presentan algunos servicios convergentes desarrollados dentro de Telefónica Chile. El Capítulo V incluye los aportes y las recomendaciones propuestas, producto del desarrollo del tema. En el Capítulo VI, se propone una arquitectura de integración, junto a los servicios que pueden ser ofrecidos. Por último, en el Capítulo VII, se presentan las conclusiones obtenidas con el desarrollo del Proyecto.

vi

ABSTRACT

The Project "Study about the convergence of networks and its feasibility of implementation in Chile", has as a aim collaborating with the antecedents that allow to carry out an investigation to develop the convergence of networks in our country. The fast advance in telecommunications and the need of services that involve greater demands in Wide of Band and Quality of Service have forced to seek new network's architectures, able to comply with such requirements. The preliminary study shows IMS as the main standard to produce the convergence between the mobile and fixed communications, giving the necessary tools that allow telecommunications' industry to face with success the new challenges. The Project presents the way IMS is being included inside the network's architecture by some foreign providers and the attempts to generate common services for mobile and fixed users developed in our country, specifically inside Telefónica Chile. The study of the IMS standard is very important in order to overcome successfully the challenges that the telecommunications' industry will face in the next years and the decision of how and when to implement IMS, will determine those who will be qualified to provide the services of new generation to the final users. The contents of the present Project have been constructed in seven chapters. Chapter I, of Introduction, includes the general precedents and the aims of the Project. In Chapter II, some aspects about IMS are analyzed and how it acts on the network core. In Chapter III, the first attempts worldwide to deploy network architectures according with IMS are shown. In Chapter IV, some convergent services developed inside Telefónica Chile are presented. Chapter V includes the contributions and the proposed recommendations, product of the development of the topic. In Chapter VI, it is proposed an architecture of integration, next to the services that can be offered. Finally, in Chapter VII, the conclusions obtained with the development of the Project are presented.

1

CAPITULO I INTRODUCCION

1.1 ANTECEDENTES GENERALES Y DE CONTEXO Las tecnologías de la información y las telecomunicaciones están experimentando una evolución que las conduce hacia una estructura basada totalmente en el protocolo IP. La digitalización de la información y la transmisión de dicha información por medio de redes que utilizan el protocolo IP, permite la creación de nuevos servicios que están mejorando la experiencia del usuario y aumentan las exigencias de las actuales redes de comunicaciones, tanto para redes fijas como móviles. La conectividad es mucho más diversa que antes con las tecnologías de acceso para redes fijas y móviles, tales como GPRS, EDGE, WCDMA, DSL y WLAN. Ahora es el turno del núcleo de red para desarrollarse implementando IMS, principal gestor de la convergencia de redes, que entregará autenticación, gestión de movilidad e interconexión de redes, para permitir a los terminales que trabajan con IP utilizar su máximo potencial Basándose en la tecnología del IP Multimedia Subsystem (IMS) y en el Session Initiation Protocol (SIP), principal protocolo de IMS, el mundo móvil e Internet podrán converger permitiendo al usuario acceder, crear, consumir y compartir contenido digital usando dispositivos que operen dentro de ambos dominios. Al usar redes basadas en IMS, los operadores serán capaces de establecer e introducir nuevos servicios y de forma más rápida que antes, consiguiendo que la industria de las telecomunicaciones pueda responder en un menor tiempo a las cambiantes demandas de sus clientes y disminuyendo el costo de introducir nuevos servicios al evitar la necesidad de construir y aplicar por separado redes paralelas que permitan dar soporte a distintas funcionalidades. Igualmente, los operadores podrán ofrecer a los usuarios un amplio abanico de aplicaciones que podrán residir en el terminal, en un servidor, o en ambos. Estas aplicaciones pueden interactuar entre si, proporcionando al usuario una comunicación enriquecida. Los usuarios podrán mezclar y ejecutar una variedad de servicios basados en IP de la forma que deseen durante una sesión de comunicación.

2

Estos servicios y la forma como pueden ser usados, estarán disponibles independiente de la red de acceso. Los usuarios podrán escoger la red de acceso que les ofrezca el mejor precio, ancho de banda o disponibilidad. IMS se convierte en la piedra angular para la convergencia en las comunicaciones al soportar tanto a clientes móviles como de red fija y proporcionarles los mismos servicios. También, otorga a los operadores las herramientas necesarias que les permitan optimizar los servicios multimedia para requerimientos particulares. Generando un nuevo concepto para el desarrollo de servicios, el cual permite trabajar en cooperación con terceros desarrolladores, para la creación de nuevas aplicaciones. Un entorno en el cual convergen tanto las redes como los servicios traerá a los operadores grandes oportunidades e IMS es un elemento clave para concretar estas oportunidades. Poder implementar satisfactoriamente redes conforme a IMS puede significar un enorme desarrollo de la industria de telecomunicaciones en Chile, suceso que indirectamente beneficiará a los usuarios finales, a través de servicios más variados y de mejor calidad o incluso más económicos, ya que al disminuir los costos de implementar nuevas aplicaciones, se podría generar una guerra de precios entre empresas proveedoras para buscar diferenciarse de la competencia. En la teoría, IMS funciona perfectamente, pero su implementación no es trivial y requiere de investigación y también de una inversión de recursos, por lo tanto, es muy importante tener una visión de cómo se está llevando a cabo está evolución hacia las redes de nueva generación, a través de la experiencia de los primeros desarrolladores de arquitecturas basadas en IMS, ya que puede ser útil como una pauta sobre cómo implementar IMS en Chile. La convergencia de redes parece ser inminente y necesaria para sobrevivir en un ambiente tan cambiante y competitivo como el de las comunicaciones humanas y el dar un paso en falso al implementar incorrectamente IMS puede generar pérdidas millonarias, así como al ser demasiado pasivo se puede quedar al margen de la convergencia y de sus beneficios.

3

IMS es una nueva tecnología que debe ser estudiada y analizada por las empresas de telecomunicaciones, de forma profunda y seria, con tal de poder implementarlo de la forma más conveniente posible y en el momento adecuado. La nueva era de las comunicaciones ha llegado, ahora es el turno de las empresas proveedoras de incluir la convergencia en sus portafolios de soluciones y llevarla hasta el usuario final de la forma más simple y atractiva posible. 1.2 OBJETIVOS Este Proyecto tiene como objetivo contribuir a la implementación de redes basadas en la infraestructura que propone el estándar IMS y para el desarrollo de servicios que puedan ser otorgados usando esta arquitectura en Chile. A su vez, los objetivos específicos están dirigidos a realizar una investigación de cómo se está llevando a cabo la convergencia por medio de la implementación de IMS, tanto dentro como fuera del país, junto a una propuesta de servicios que puedan ser otorgados con una mínima inversión basados en una arquitectura acorde al estándar IMS.

4

CAPITULO II CONCEPTOS GENERALES SOBRE IMS

2.1 ASPECTOS GENERALES DE IMS IMS es un marco de servicios basados en el protocolo SIP, para la creación y el control de aplicaciones de nueva generación, que puedan operar en tiempo real y basado en sesiones IP. Aprovecha lo mejor de las telecomunicaciones, Internet y las tecnologías de la información, con el objetivo de proveer una experiencia enriquecida para el usuario final e insertarse en el mercado rápidamente. Las redes de conmutación de circuitos no fueron diseñadas para operar sobre una arquitectura independiente del acceso, ni están capacitadas para ofrecer a los usuarios finales atractivos servicios multimedia desarrollados para Internet, a un bajo costo y ofreciendo conexiones IP seguras y con calidad de servicio (QoS). Además, los usuarios requieren de una mayor diversidad, lo que implica que tanto los servicios como los dispositivos y la conectividad sean heterogéneos. Y a su vez requieren de simplicidad, lo que conlleva una sincronización transparente para el usuario, cualquier dispositivo para cualquier acceso, autenticación de forma simple, personalización consistente y facilidad de uso. Es por estos motivos que se necesita un cambio en las actuales redes, tanto para las de la telefonía pública como para las nuevas redes celulares y al adoptar IMS los operadores estarán capacitados para satisfacer las demandas de los usuarios. Los principales beneficios que se obtienen al implementar IMS son:

• Agiliza la introducción de servicios a través de la interfaz estandarizada entre la arquitectura IMS y las plataformas de servicios (AS). Esto promueve la innovación y el desarrollo de nuevas aplicaciones por terceros vendedores.

• Es independiente de la red de acceso. La comunicación puede realizarse a través de una red móvil como a través de una red fija. Esta ventaja abre la puerta para una integración de las redes móviles con las redes fijas.

• Los recursos de la red pueden ser compartidos por todos los servicios. Lo que puede llegar a reducir el costo de inversión en plataformas.

5

• Permite la coordinación y sincronización efectiva de varios medios en una sesión o en varias sesiones a través del controlador central CSCF. Esto puede otorgar al usuario una experiencia enriquecida, permitiendo al suscriptor iniciar varias sesiones o una sesión entre diferentes contactos con diferentes medios (por ejemplo una sesión con audio, otra con video y otra con texto).

• Posibilita la interacción e integración de servicios. Por ejemplo un usuario puede tener el servicio Push to Talk y el de Mensajería Instantánea y ejecutarlos desde una misma aplicación en su terminal y combinarlos como quiera durante una sesión.

• Las operaciones de manejo y mantenimiento de la red se facilitan, ya que todas las aplicaciones siguen una misma arquitectura. Esto puede llegar a reducir los costos de operaciones.

• La reducción de los suscriptores se contrarresta gracias a la gran cantidad de servicios que pueden ser proporcionados.

• Permite la diferenciación por servicios. • Entrega herramientas que permiten competir frente a soluciones como lo son

MSN y Skype. • Mantiene el control y el cobro de servicios que operan sobre Internet.

IMS involucra calidad de servicio (QoS), políticas de control, unifica la interfaz de red para una entrega generalizada de servicios (para fijos y móviles), propone un mecanismo de activación universal simple por medio de SIP y posee un soporte inherente para el roaming (gestión de movilidad). 2.1.1 Interfaz unificada La arquitectura de tres capas de IMS permite la estandarización de la red para que se puedan desarrollar tecnologías para una capa específica y que sean completamente compatibles con las otras capas. Esto permite desarrollar por separado las tres capas, posibilitando la entrega de los mismos servicios sin importar la tecnología de acceso empleada. IMS puede interactuar con cualquier red con funciones de conmutación de paquetes, pero además incorpora a las redes conmutadoras de circuitos por medio de Gateways y el uso de una interfaz abierta entre la capa de acceso (usuario) y control, de tal forma que los elementos y las llamadas/sesiones provenientes de distintas redes de acceso puedan ser mezcladas.

6

FIGURA Nº 1 ESQUEMA GENERAL DE IMS

Fuente: Propia (2006)

a) Interfaces entre el acceso y el núcleo de red IMS Los Gateway generan las interfaces con las redes conmutadoras de circuitos. Para la señalización, las redes conmutadoras de circuitos usan ISUP sobre MTP, mientras que IMS utiliza SIP sobre IP y un SGW (Signalling Gateway) genera una interfaz con la señalización de la red conmutadora de circuitos, transformando los protocolos para permitir el tráfico de señalización entre ambas redes. En lo que se refiere a medios, las redes de conmutación de circuitos usan PCM, mientras IMS usa RTP. El MGW (Media Gateway) es el encargado de generar la

7

interfaz entre los medios de ambas redes, permitiendo el tráfico de medios en ambos sentidos. El GGSN (Gateway GPRS Support Node) junto al SGSN (Serving GPRS Support Node) son los encargados de hacer posible la convergencia entre las redes y servicios inalámbricos con las redes y servicios basados en IP. Esta es una de las ventajas claves de la infraestructura IMS ya que permite que los usuarios de los servicios inalámbricos tengan acceso a los servicios IP de nueva generación. b) Interfaz de control de servicios IMS (ISC IMS) La interfaz ISC está entre el S-CSCF y las plataformas de servicios y es usada para proveer los servicios que residen en un Servidor de Aplicaciones. Se identifican dos casos:

• Cuando el S-CSCF se comunica con un Servidor de Aplicaciones que reside en una red local.

• Cuando el S-CSCF se comunica con un Servidor de Aplicaciones que reside en una red externa o visitada.

La interfaz ISC da soporte a la notificación de eventos entre el Servidor de Aplicaciones y el S-CSCF, permitiendo al Servidor de Aplicaciones ser notificado de las identidades del usuario, estado del registro y capacidades y características del equipo de usuario en términos de las capacidades y de las características del Agente de Usuario SIP. El S-CSCF decidirá que servidor de aplicaciones es requerido para recibir la información relacionada con una petición SIP inicial entrante para asegurar la manipulación apropiada del servicio. La decisión del S-CSCF se basa en la información recibida del HSS. 2.1.2 Mecanismo de activación universal El empleo del protocolo SIP es fundamental dentro de IMS. Este protocolo usado para la señalización, se ocupa de la iniciación, modificación y terminación de las sesiones interactivas de un usuario donde están presentes elementos multimedia.

8

Los clientes SIP usan el puerto 5060 en TCP y UDP para conectar con los servidores SIP y sus comunicaciones de voz/video se realizan mediante el protocolo RTP. SIP se caracteriza por ser un protocolo entre pares (P2P) y por lo tanto requiere de un núcleo de red simple y altamente escalable (como lo es IMS), núcleo que necesita de inteligencia distribuida en los extremos de la red, incluyendo los terminales, ya sea mediante hardware o software. Lo que permite implementar muchas de las características de SIP en los terminales en vez de implementarlos en la red. Siempre más ligado al mundo IP que a las telecomunicaciones, SIP ha sido desarrollado y estandarizado por el IETF. La primera propuesta para el estándar (SIP 2.0) fue definida en el RFC 2543 y aclarado en el RFC 3261. SIP sólo interviene en la señalización al establecer la sesión en una comunicación y funciona en colaboración con otros protocolos como SDP, que describe los puertos IP y codecs a usar durante la comunicación, y RTP, actual portador para los contenidos de voz y video. Al utilizar un protocolo abierto y estandarizado como SIP, se asegura una fácil y rápida adopción por parte de los desarrolladores de equipos terminales, lo que posibilita que IMS pueda convertirse en un estándar mundial para el núcleo de red 2.1.3 Roaming El equipo de usuario se conecta a un P-CSCF que puede estar ubicado en la red local o en una red visitada, dependiendo de la ubicación del equipo de usuario y del área de cobertura de la red local. Pero la comunicación es encaminada a un S-CSCF que siempre está ubicado en la red local del usuario. Después de todos los procedimientos de autenticación, autorización, condiciones de QoS y otros, el S-CSCF se comunica con el Servidor de Aplicaciones que debe proveer el servicio. Hay dos escenarios para proveer el servicio:

• Por medio de una plataforma de servicios en la red local. • Por medio de una plataforma de servicios externa (terceros o red visitada).

9

FIGURA Nº 2 ROAMING CON PLATAFORMA DE SERVICIOS EN RED LOCAL

Fuente: 3rd Generation Partnership Project (2006).

FIGURA Nº 3 ROAMING CON PLATAFORMA DE SERVICIOS EXTERNA

Fuente: 3rd Generation Partnership Project (2006).

10

El roaming que emplea IMS puede ser analizado desde los siguientes puntos de vista:

• Escalabilidad: Buena. Cada operador de red puede aumentar su propia red y puede preparar sus entidades para el roaming IMS, dependiendo del número de usuarios que requieren roaming.

• QoS: Buena. Cada operador de red puede proveer QoS basado en sus propias políticas.

• Handovers: Regular. Los operadores de red fija y móvil tienen que administrar las conexiones desde cada red simultáneamente. También necesitan la sincronización de los HSS.

• Seguridad: Buena. IMS soporta funciones de seguridad. Existe una sección IPSec entre el S-CSCF y el terminal de usuario usando ISIM, después del registro IMS.

• Tarifación: Buena. Permite a los operadores aplicar sus propias tarifas. Como cada dominio tendrá su propia red de tarifas, los sistemas de facturación en dominios diferentes deberán intercambiar información, para poder aplicar los cargos correspondientes durante la movilidad o roaming.

2.1.4 Identificación de usuarios Existen dos tipos de identidades para el usuario:

• Identidad privada de usuario (IMPI): Cada usuario de IMS tendrá una o más identidades privadas de usuario. La identidad privada es asignada por el operador de la red local y usada, por ejemplo, para propósitos de registro, autorización, administración y contabilidad.

• Identidad pública de usuario (IMPU): Cada usuario del núcleo de red IMS tendrá una o más Identidades públicas de usuario, las cuales son usadas por cualquier usuario para solicitar comunicarse con otros usuarios.

El operador de red local es responsable de la asignación de las identidades privadas y públicas de usuario. Otras identidades que no están definidas también pueden existir si son requeridas por el operador. También existe el perfil de servicio IMS, que es una colección de servicios y datos relacionados al usuario.

11

El perfil de usuario es definido y mantenido en el HSS y su ámbito se limita al núcleo de red IMS. Cada identidad pública de usuario es asociada a un único perfil de servicio, cada perfil de servicio es asociado a una o más identidades públicas de usuario.

FIGURA Nº 4 RELACION ENTRE LAS IDENTIDADES DE USUARIO Y PERFILES DE

SERVICIOS

Fuente: 3rd Generation Partnership Project (2006). Las identidades públicas de usuario se pueden compartir a través de múltiples identidades privadas de usuario dentro de la misma suscripción IMS. Por lo tanto, una identidad pública de usuario en particular puede ser simultáneamente registrada desde múltiples equipos de usuario que usan diferentes identidades privadas de usuario y diferentes direcciones de contacto. 2.2 ARQUITECTURA DE IMS IMS es una arquitectura que compila muchos RFC (Request For Comments, que definen protocolos y lenguajes) para construir una red en la cual puedan desarrollarse todo tipo de aplicaciones multimedia. Este marco permite que exista independencia entre la capa de aplicación, la de control y la de usuario, construyendo estándares abiertos para la interconexión entre las capas.

12

FIGURA Nº 5 ARQUITECTURA DE IMS

Fuente: Cisco Systems (2005). IMS posee una arquitectura que puede ser implementada por etapas. Uno de sus principales beneficios es que puede ser implementado en las redes existentes mientras se mantiene la integridad de los servicios que ya existen. Aunque los servicios del tipo IMS pueden ser desplegados antes de implementar totalmente la infraestructura IMS, se debe hacer una cuidadosa planificación, con tal de cimentarlo apropiadamente. La exagerada promoción de proporcionar una rápida diferenciación mediante servicios de la nueva generación, debe ser matizada por la realidad de que

13

primero debe ser desarrollado un minucioso plan de implementación de infraestructura de red. Al igual que todos los nuevos estándares, IMS continúa desarrollándose. Se estima que el estándar IMS terminará su desarrollo dentro de los próximos cuatro años. Pero esta es una visión muy ambiciosa, ya que un plazo más realista es de unos cinco a siete años antes de que IMS esté totalmente en funcionamiento de la forma como fue concebido en un principio. Sin embargo, es posible implementar parte de la arquitectura IMS, para poder proporcionar algunos de sus servicios. Los operadores (sobre todo los de telefonía móvil) necesitan rápidamente renovar sus portafolios y agregar contenido multimedia a sus servicios, es por ello que existe la necesidad de una versión de IMS que ofrezca características similares, pero que no requiera de la inversión (en tiempo y dinero) necesaria para implementar completamente IMS. Esta versión ha sido definida como Early IMS y tiene las siguientes ventajas:

• La entidad de usuario no tiene que dar soporte a IPv6. • La entidad de usuario no requiere de un USIM/ISIM. • La entidad de usuario no tiene que dar soporte a IPSec.

Sin embargo, como mucho de los mecanismos de seguridad de IMS dependen de la presencia de un USIM/ISIM, tales como la identificación de usuario, el uso de Early IMS tendrá consecuencias en la seguridad. 2.3 EARLY IMS IMS puede ser utilizado para habilitar servicios tales como push to talk, mensajería instantánea, presencia y conferencia. Esto es conocido como implementaciones “tempranas” de IMS ya que son servicios que pueden ser desarrollados sin implementar completamente IMS. Por ejemplo, ha sido reconocido que aunque 3GPP IMS usa IPv6, pueden existir implementaciones de IMS basadas en IPv4. Pero no es la única diferencia, ya que se hace necesario desplegar algunos servicios basados en IMS antes de que estén disponibles los productos que proporcionan completamente las características de seguridad definidas por 3GPP IMS. Actualmente muchos terminales de usuario no pueden dar soporte a interfaces

14

USIM/ISIM, así como algunas plataformas de los terminales de usuario no pueden hacer lo propio con IPSec. Aunque un completo soporte de las características de seguridad de IMS es preferido, es sabido que las implementaciones de early IMS que puedan ser desarrolladas no contarán con aquellas características de seguridad. Sin embargo, hay mecanismos simples que pueden ser incorporados para proteger contra las amenazas de seguridad más importantes que podrían existir en las implementaciones de early IMS. 2.3.1 Requerimientos para los mecanismos de seguridad

• Bajo impacto en las entidades existentes. Especialmente en el equipo de usuario y además fáciles de implementar.

• Nivel de seguridad adecuado. Como ejemplo, la autenticación del suscriptor debiera ser comparable al nivel de autenticación otorgado por los servicios existentes de las redes móviles.

• Que permita una migración económica hacia una solución más completa. Los mecanismos de seguridad para early IMS debieran ser considerados como una solución provisional.

• Coexistencia con una solución completamente acorde a 3GPP IMS. Un equipo de usuario que soporta soluciones de seguridad para early IMS, necesitará más tarde la solución completa de seguridad.

• Independiente del modelo de asignación de tarifas. • Una solución de seguridad early IMS única. Es necesario asegurar la

interoperabilidad entre vendedores. 2.3.2 Mecanismos de seguridad La solución de seguridad de early IMS funciona creando vinculaciones seguras en el HSS, entre el identificador de usuario publico/privado y la dirección IP. El GGSN proveerá la dirección IP de usuario y el IMSI (International Mobile Subscriber Identity) informará a un servidor en el HSS cuando un usuario es activado a través del sistema IMS. El HSS tendrá que hacer vinculaciones entre el IMSI y el IMPI (IP Multimedia Private Identity) y el (o los) IMPU (IP Multimedia Public Identity). La forma exacta de manipular estas identidades en el HSS está fuera del enfoque de

15

estandarización. El GGSN informa al HSS cuando el usuario es desactivado/modificado de tal forma que la dirección IP almacenada pueda ser actualizada en el HSS. Cuando el S-CSCF recibe una solicitud de registro SIP o cualquier solicitud posterior desde un IMPU determinado, verifica la dirección IP en la cabecera SIP, comparándola a la dirección IP que fue almacenada con la IMPU del suscriptor en el HSS. El mecanismo previene la imitación de direcciones IP y supone que el P-CSCF verifica que el origen de la dirección IP en la cabecera SIP es la misma que la dirección IP origen en la cabecera IP proveniente del equipo de usuario. 2.3.3 Restricciones El mecanismo supone que sólo una dirección IP es asociada con un IMPI. Además, soporta el caso que existan varios IMPU asociados con un IMPI, pero un IMPU tiene que ser asociado a un único IMPI. La seguridad early IMS requiere que el GGSN pertenezca a la red local. La solución provisional trabaja con equipos de usuarios que posean una tarjeta SIM o USIM y esta solución no autentica a nivel IMS. Al no existir acuerdos de códigos, no se establecen asociaciones de seguridad (SA) IPSec entre el equipo de usuario y el P-CSCF. No soporta escenarios en los cuales el servicio IMS es ofrecido sobre WLAN, por lo tanto degrada el nivel de independencia de la red de acceso que ofrece la implementación completa de IMS. Hay que mencionar que los mecanismos de seguridad early IMS son completamente independientes de los servicios IMS basados en IPv4. Es decir, una implementación basada en IPv4 puede usar completamente la solución de seguridad IMS.

16

CAPITULO III IMPLEMENTACION DE IMS EN EL MUNDO

Aunque la infraestructura de IMS y sus componentes no están completamente disponibles hoy, muchos proveedores de equipos y otras compañías han anunciado y desarrollado estrategias y soluciones basadas en IMS. Muchas empresas, principalmente las que han estado desarrollando tecnologías para celulares durante los últimos años, han comenzado una lenta migración hacia servicios convergentes incluyendo soluciones basadas en IMS para sus nuevos portafolios de productos. Y están llevando a los usuarios estos nuevos servicios en conjunto con diversos operadores de telecomunicaciones. De esta forma, se han producido varias alianzas estratégicas que buscan satisfacer los requerimientos de los clientes de la manera más efectiva posible. A continuación se presentan tres de las más importantes empresas que están desarrollando servicios basándose en IMS. 3.1 NOKIA Durante el congreso mundial 3GSM realizado en Barcelona entre el 13 y el 16 de Febrero del 2006, Nokia presentó una nueva versión de su paquete de soluciones basado en IMS, construido sobre los exitosos despliegues de las aplicaciones Nokia IMS como Push to Talk (presionar y hablar) y Video Sharing (video compartido). La nueva versión Nokia IMS 2.0 permite a las redes fijas disponer de servicios basados en VoIP y multimedia en tiempo real. Además Nokia IMS 2.0 cumple con las especificaciones de 3GPP IMS. Versión que estará disponible a partir de la segunda mitad de 2006. Una de las principales proyecciones de Nokia es convertirse en el líder mundial en soluciones basadas en IMS para redes fijas y móviles, base de la solución de Red Principal Unificada de Nokia (Nokia Unified Core Network). La cartera de soluciones de la Red Principal Unificada de Nokia, ofrece a los operadores y proveedores de servicios soluciones para la convergencia fijo-móvil, la cual permite a los operadores fijos, móviles y mixtos una evolución simple desde las actuales redes hasta la nueva generación de redes. Permite a los operadores de la

17

telefonía fija ofrecer nuevos servicios y conectividad dentro de la red fija y a los usuarios disfrutar de la misma experiencia, sin preocuparse de como se accede al servicio, ya sea por medio de redes fijas, móviles, WLAN o UMA. Nokia, además de estar desarrollando sus nuevas carteras de soluciones, también está realizando algunas alianzas estratégicas para implementar sus productos basados en IMS. 3.1.1 Alianzas estratégicas de Nokia Telecom Italia Mobile (TIM) realizó durante el 2005 el lanzamiento de un servicio para el mercado masivo de videos compartidos que utiliza el paquete de soluciones Nokia IMS. El nuevo servicio multimedia permite a las personas ver un video en vivo o un clip de video en tiempo real durante una llamada normal de voz en sus teléfonos móviles, además enviado desde un teléfono a otro, las dos personas que están hablando pueden ver el mismo video y discutirlo, luego terminar la función de Video Compartido sin terminar la llamada de voz. El Video Compartido se basa en tecnologías 3GPP y el estándar IETF. La red central de TIM actualmente está utilizando la infraestructura de Nokia IMS, lo que permite proporcionar las aplicaciones de Video Compartido de forma fluida a los clientes de TIM y permite también desarrollar otras aplicaciones persona a persona de IMS. De esta forma los clientes pueden comunicarse a través de video, de una manera espontánea y conveniente. La arquitectura de Nokia y su tecnología basada en IMS, junto a la experiencia de TIM como operador de red, constituyen una alianza que permitirá ofrecer servicios de voz y multimedia avanzados y le significa a TIM una disminución en los gastos operativos para el lanzamiento de nuevos servicios multimedia. Nokia, además trabaja con CSL, que es un operador móvil de Hong Kong y en conjunto lanzaron un servicio de Video Compartido en Asia, que emplea el Nokia IMS. El servicio tiene características similares al del lanzamiento junto a TIM y demuestra la habilidad que tiene Nokia a través de su arquitectura IMS para realizar aplicaciones extremo a extremo, permitiendo a los operadores poder diferenciarse en el mercado de las telecomunicaciones. CSL se convirtió en el primer operador móvil

18

en Asia que introduce el servicio 3G de Video Compartido y representa un paso importante hacia la llegada de nuevos servicios 3G que involucren video. Continuando en Asia, Nokia y Advanced Info Service Plc (AIS), una de las operadoras móviles líderes de Tailandia, firmaron un acuerdo para ampliar la cobertura GSM de AIS en el Norte, Centro y Sur de Tailandia. Esta ampliación optimizará la cobertura y la capacidad de la red de AIS, lo que le permitirá incrementar la calidad de su servicio y ofrecer innovaciones en cuanto a servicios multimedia. Según el acuerdo, Nokia suministrará la ampliación de la red radioeléctrica y las soluciones Nokia Unified Core Network, las cuales incluyen el Subsistema Multimedia IP (IMS). Por otra parte, el Grupo Vodafone, empresa de telecomunicaciones que ofrece telefonía móvil digital y acceso gratuito a Internet, ha seleccionado a Nokia como un proveedor preferente, integrando las soluciones de Nokia IMS a su paquete de soluciones. Para Vodafone, Nokia representa el proveedor elegido de IMS y de la tecnología SIP, lo que le permite a este operador realizar pilotos de servicios de nueva generación y comenzar con las pruebas de interoperabilidad. Para Vodafone, IMS representa un elemento clave y un papel estratégico para los futuros servicios de nueva generación que piensan desarrollar. Nuevas funcionalidades pueden ser añadidas fácilmente, integrando por ejemplo voz, video, texto, compartiendo contenido e información de presencia.

19

3.1.2 Arquitectura de red de Nokia

FIGURA Nº 6 ARQUITECTURA DE RED NOKIA PARA IMPLEMENTAR IMS

Fuente: NOKIA (2006). Nokia, para proporcionar servicios basados en IMS, ha desarrollado una arquitectura de red que, principalmente, de soporte a la transmisión de paquetes de datos IP y que permita proporcionar tales servicios de forma independiente al tipo de acceso que se utilice. Existe una red troncal IP que permite proporcionar los nuevos servicios basados en IMS, permitiendo además el transporte fluido de la información. Aunque Nokia no entrega mayores detalles sobre todos los elementos que componen al bloque IMS, es sabido que Nokia cumple con las especificaciones de 3GPP IMS. En la arquitectura que presenta se pueden observar las tres capas de las redes de nueva generación (acceso, control y aplicaciones) y también se puede apreciar que se combina la solución de IMS con funcionalidades de las redes móviles, como lo son el MSC o el HLR. El soporte para el acceso de banda ancha y móviles de 2G y 3G, más la incorporación de Media gateways para soportar a la red telefónica pública conmutada, proporcionan completa independencia del tipo de terminal que se

20

emplee o del tipo de acceso que se utilice. Esta infraestructura para el acceso es muy similar a la que propone IMS 3GPP en su capa de acceso (o capa de usuario). Las nuevas aplicaciones multimedia (PoC, información de presencia, juegos en línea) son proporcionadas por el bloque IMS. Este bloque tiene que ser capaz de proporcionar todas las características de la capa de control de IMS 3GPP, otorgando funcionalidades de seguridad, calidad de servicio, tarifación, entre otras. También se pueden destacar bloques cómo el Mobile Switching Center (MSC), que es una plataforma de conmutación de circuitos flexible, que otorga confiabilidad junto con las características y servicios necesarios para la gestión y el crecimiento de la red central. Para los operadores que desean beneficiarse completamente de estas redes y servicios deben asegurarse que, tanto los clientes que contratan un plan mensual como los de prepago, tengan acceso a los mismos servicios. La tarifación en línea permite a un operador asegurarse que el usuario ha sido autorizado a acceder al servicio antes que le sea proporcionado, esto asegura que el suscriptor de prepago no pueda excederse de sus créditos. El Online Service Controller (OSC) de Nokia fue diseñado originalmente para que los operadores móviles gestionen las cargas de prepago y el control de los servicios. El Nokia OSC provee tarifación en línea y la capacidad de control de crédito para todo tipo de datos y servicios. Gracias a esta arquitectura de red es posible proporcionar los servicios que ofrece IMS a los usuarios, los cuales pueden acceder igualmente a través de la tradicional red telefónica conmutada pública (PSTN) o por medio de EDGE utilizando un móvil que soporte SIP, por mencionar dos ejemplos, generando un verdadero ambiente de convergencia. 3.1.3 Aplicaciones Hay aplicaciones que emergen desde el mundo IP y que están incluidas dentro del portafolio de Nokia para soluciones basadas en IMS, las cuales son descritas a continuación:

21

Push to Talk. Anteriormente implementado sobre redes GPRS, push to talk provee una directa comunicación de voz uno a uno o uno a muchos sobre la red móvil, emulando al tradicional servicio walkie-talkie. La llamada comienza cuando se presiona un botón y se produce la conexión directa, la cual permite que se produzca el servicio de voz. Las llamadas push to talk son del tipo half-duplex, lo que significa que mientras una persona habla, las otras sólo pueden escuchar. Video Compartido. El video compartido permite a los usuarios móviles que puedan compartir video en tiempo real mientras se encuentran en una sesión activa de voz. Esta es una gran forma de obtener ingresos adicionales a las llamadas de voz y diferenciarse dentro de los servicios 3G. Contenido Compartido. Una conexión entre pares (peer to peer) basada en SIP permitirá a dos o más usuarios compartir todo tipo de contenido. Como ejemplo, un usuario podría enviar su mejor foto como un MMS (Servicio de Mensajería Multimedia) y compartir el resto de sus fotos con sus amigos usando el contenido compartido. La carga de archivos de forma directa es posible no sólo entre terminales móviles, también es posible entre móviles y PCs o cualquier otro dispositivo de conexión que utilice IP. Presencia. La presencia añadirá una nueva dimensión de la comunicación personal. Ampliamente usado en Internet para dar soporte a la mensajería instantánea, la presencia permite a los usuarios móviles proveer a sus terminales de una información de estatus dinámica sobre otros suscriptores, incluyendo su estatus de conexión/llamada, identidad y disponibilidad. La presencia es una aplicación en si misma, pero también es un agente que permite y mejora otras aplicaciones como servicios de llamada enriquecida, push to talk y mensajería. Mensajería. La mensajería evolucionará construyéndose sobre los existentes SMS (Servicios de Mensajería Cortos), MMS (Servicio de Mensajería Multimedia) y el correo electrónico. Desde la perspectiva del usuario, los servicios de mensajería pueden converger dentro de un único servicio de mensajería que use diferentes tecnologías habilitadas por la red. Servicios claves estarán incluidos como mensajería de texto, Chat, mensajería multimedia, mensajería de video y voz. Voz sobre IP. La importancia de la voz sobre IP va en aumento constantemente. Actualmente es muy usada en las redes fijas, como VoIP en teléfonos fijos capaces

22

de soportar el servicio o clientes de VoIP para PC. Los nuevos terminales móviles capacitados para dar soporte tanto al acceso celular como al acceso WLAN, permiten usar una conexión basada en IP para voz junto al acceso WLAN, incrementando la necesidad de una solución para los operadores móviles. IMS es un elemento central para una solución de VoIP, que da soporte a los clientes SIP móviles y fijos, así como también puede trabajar con terminales conectados a la PSTN. Llamada enriquecida. Una llamada enriquecida integra voz, video y texto dentro de una misma experiencia de usuario. SIP provee los elementos esenciales para una llamada enriquecida. Aplicaciones SIP de terceros. IMS y SIP hacen posible la creación de servicios abierta, trayendo ventajas para los desarrolladores de aplicaciones y los operadores. Los desarrolladores pueden crear aplicaciones que son usadas directamente por terminales que permitan funciones SIP, tomando ventaja de la posibilidad de la comunicación entres pares (peer to peer) de IMS. 3.2 NORTEL NETWORK Nortel es experto en proporcionar tecnologías IP de la nueva generación para proveedores de servicios y empresas, proveyéndolas de un amplio conocimiento de las redes, lo cual es vital para desarrollar IMS. La solución IMS de Nortel utiliza las entidades Call Session Controller (CSC) y Home Subscriber Server (HSS), mientras reutiliza la instalada base de softswitch para el control de gateways y aplicaciones de voz. Esto les otorga a los proveedores de servicios y operadores una migración segura hacia las redes IP de forma económica, para poder integrar y extender los nuevos servicios personalizados. 3.2.1 Alianzas estratégicas de Nortel Actualmente Nortel está en el proceso de ensayo de IMS en colaboración con importantes operadores de telecomunicaciones, entre ellos se encuentra Verizon que es un importante proveedor de banda ancha y telecomunicaciones de los Estados Unidos.

23

Nortel junto a IBM, en Febrero del 2006 abrió un centro de innovación para enfocarse en maximizar las oportunidades de mercado que tiene IMS para los proveedores de servicios. Basado en el Laboratorio para las Soluciones de Telecomunicaciones de IBM, ubicado en la ciudad Francesa de Montpellier, el centro fue diseñado como un laboratorio donde los proveedores de servicios puedan desarrollar y probar nuevos servicios mientras resuelven los desafíos de integración e interoperabilidad para insertarlos rápidamente en el mercado. El centro de Nortel es complementado por la colaboración de más de cien desarrolladores, socios y proveedores de aplicaciones a través de siete laboratorios Open SIP Interoperability, seis IMS Live Experience Centres en Norte América, Europa y Asia, así como también dos Joint Customer Innovation Centres. Junto a esto, Nortel ha desarrollado en colaboración con Sibirtelecom, una red IMS para ser aplicada en Rusia. La solución IMS de Nortel permite el desarrollo de redes que pueden adaptarse a las necesidades específicas de los usuarios e integran múltiples aplicaciones en una experiencia única y personal. La solución implementada en Rusia permite video llamadas, video conferencia, mensajería instantánea y VoIP, así como capacidades avanzadas de telefonía como llamada en espera, identificación del llamante, retención de llamada, monitorización de llamada, interconexión de SMS, entre otras aplicaciones. Con IMS, los proveedores de servicios rápidamente pueden sintonizar sus redes de acuerdo a la demanda por nuevos servicios, mientras continúan abasteciendo las necesidades individuales de cada suscriptor. IMS también reduce los costos al permitir a los proveedores proporcionar nuevos servicios en lapsos de tiempo muy cortos, incentivando la reingeniería de red. La ventaja clave de las redes IP sobre las antiguas redes conmutadoras de circuitos, es la posibilidad de alcanzar una completa interoperabilidad, la cual es esencial para proveer la misma comunicación para cualquier lugar, momento y dispositivo. Actualmente los suscriptores requieren de múltiples cuentas para diferentes tipos de servicios que no tienen interoperabilidad entre las redes fijas, inalámbricas o de cable, lo cual es poco atractivo para el usuario final.

24

Usando IMS, todos los proveedores de servicios contarán con la misma plataforma y los mismos estándares abiertos. IMS permite determinar donde está localizado cada suscriptor y que red es más efectiva para alcanzarlo y sobre cual dispositivo en particular. 3.2.2 Características de la solución IMS de Nortel La solución IMS de Nortel tiene como objetivo permitir que un proveedor de servicios sea capaz de ofrecer servicios de muchos segmentos. Esta es la base del nuevo modelo de negocios de comunicaciones, el cual cambia desde un servicio centrado en el acceso o conexión a otro servicio centrado en el suscriptor, servicio que puede ser proporcionado sin importar el dispositivo, tipo de acceso o ubicación. Solución IMS para operadores GSM/UMTS. Esta solución introduce a las redes GSM/UMTS a la red central IMS, lo cual permite un veloz desarrollo de aplicaciones y la entrega de servicios de voz de alta calidad, datos y video lo que conducirá a nuevas ganancias para los operadores GSM/UMTS. Solución IMS para operadores CDMA. Esta solución facilita el desarrollo de soluciones multimedia generando aplicaciones multimedia a bajos costos, permitiendo a los proveedores de servicios ampliar su mercado, diferenciándose al introducir servicios innovadores que incrementen la lealtad del suscriptor. Solución IMS para operadores inalámbricos. Esta solución es construida sobre los servidores de aplicaciones Communication Server 2000-Compact y Multimedia Communication Server 5200, permitiendo una evolución de estos productos dentro de la solución IMS de Nortel. El Communication Server 2000-Compact es un softswitch muy escalable, basado sobre hardware y software abiertos y que soporta los protocolos estándares de la Industria. El Multimedia Communication Server 5200 habilita a los proveedores de servicios a proporcionar hospedaje de servicios de comunicaciones multimedia. Solución IMS para los operadores de cable. Solución construida sobre PacketCableTM y el despliegue de SIP, permitiendo una evolución de estos productos dentro de la solución IMS de Nortel.

25

3.2.3 Portafolio IMS de Nortel La arquitectura IMS, las plataformas y los servicios son comunes para GSM, UMTS, CDMA, proveedores de servicios de cable e inalámbricos. El portafolio de productos IMS de Nortel incluye: Call Session Controller (CSC). El CSC de Nortel proporciona lo que es conocido en la industria como el Call Session Control Function (CSCF) y es un elemento clave en la arquitectura IMS de Nortel y sirve como el punto de control para gestionar toda sesión IMS en la red, independiente que sea un servicio de voz, video, datos, mensajería, juegos, o algún otro servicio. El CSC interactúa con los otros nodos y Gateways presentes en la red para obtener seguridad, parámetros de facturación y calidad de servicio (QoS). El CSC de Nortel impulsa las ya probadas capacidades para el control de sesión SIP del Multimedia Communication Server (MCS) 5200 y lo extiende junto con la estandarización IMS. Home Subscriber Server (HSS). La solución HSS de Nortel se construyó sobre los actuales componentes de Home Location Register (HLR) de GSM/UMTS. El diseño modular separa las funcionalidades de las bases de datos del HLR y del User Mobility Server (UMS), para permitir el desarrollo del Nortel HSS, o la integración de algún HLR de terceros. Media Gateway Controller (MGC). El MGC Interactúa con el Nortel Sesion Controller y los Media Gateway. El MGC lleva a cabo la conversión de los protocolos de señalización entre SIP e ISUP por ejemplo. Policy Controller (PC). EL PC de Nortel es responsable de coordinar el establecimiento de portadoras cuando la sesión se establece. En el estándar IMS se ha asegurado que la capa de aplicación pueda imponer políticas sobre la red de acceso. Multimedia Communication Server (MCS) 5200. El servidor de aplicaciones basado en SIP MCS 5200 de Nortel amplía las comunicaciones sin importar la ubicación, el tipo de acceso o el medio. Funcionando como un Application Server de la arquitectura IMS, el MCS 5200 permitirá a los operadores ofrecer servicios multimedia basados en SIP, incluyendo video-llamadas, mensajería instantánea y compartir aplicaciones del tipo punto a multipunto para sus clientes.

26

3.2.4 Solución de movilidad de Nortel La solución de movilidad de Nortel hace posible que la infraestructura de red existente aún no requiera cambios adicionales más allá de la apropiada interconexión al sistema IMS, agregando todo tipo de acceso, incluyendo GSM/UMTS, CDMA, inalámbrico y cable. La solución de red de Nortel consiste en los siguientes componentes:

• Wireless Mobility Gateway 6000, provee las aplicaciones Voice Call Continuity (VCC) para la entrega de llamadas y para la selección del dominio a usar en la finalización de la llamada recibida.

• Application Server 5200, provee servicios de telefonía y multimedia tales como llamada en espera, retención de llamada, identificación de llamada, SMS, entre otras.

• Call Session Control Function 1000, incluye todas las funciones de CSCF y BGCF de la arquitectura IMS 3GPP.

• Home Subscriber Server. La solución también incluye los siguientes elementos:

• Puntos de acceso WLAN, proveyendo una cobertura inalámbrica local y dando soporte a los últimos estándares de la IEEE 802.11.

• Acceso a la red usando cualquier celular (CDMA, GSM, UMTS) o WLAN. • Controladores de Políticas (PC) basados en 3GPP y adaptadores de

terminales análogos para interconectarlos con teléfonos de línea fija. 3.3 MOTOROLA Como una extensión de su completo portafolio de soluciones extremo a extremo para operaciones de red, Motorola ha incorporado a IMS dentro de sus paquetes de soluciones. Motorola IMS es un sistema capaz de soportar a GSM y CDMA basado en la más flexible y escalable tecnología de Softswitch. La solución IMS de Motorola ofrece el camino para alcanzar los nuevos y lucrativos servicios de nueva generación:

27

• Nuevas fuentes para incrementar el ARPU y aumentar la identificación del usuario final al proporcionar servicios convergentes de voz y datos.

• Una plataforma flexible, confiable y escalable y con interfaces abiertas que soportan aplicaciones SIP, Parlay/OSA y CAMEL.

• Aplicaciones de valor agregado para la plataforma, con aplicaciones adicionales a través del programa de agrupación preferencial de Motorola.

• Ambiente de gestión que ofrece un fácil control y suministro de aplicaciones a través del Global Application Management Architecture (GAMA) de Motorola.

3.3.1 Características de la creación de servicios Las aplicaciones y los servicios tradicionalmente han sido considerados como el dominio de los operadores de redes. Las aplicaciones móviles y los servicios basados en IP han adquirido últimamente una gran importancia y muchos operadores han encontrado que la tecnología Intelligent Network (IN) no está a la altura del desafío. Hay dos maneras para suministrar continuamente nuevas aplicaciones líderes. Una forma es por el uso de los nuevos y más avanzados set de herramientas para que ellos mismos desarrollen las aplicaciones, tales como SIP, CAMEL y OSA. La otra manera es involucrándose con los terceros desarrolladores (los cuales no tienen una profunda experiencia en las telecomunicaciones) al introducir una plataforma que entregue servicios comunes que les simplifique la interfaz con la red. La solución IMS de Motorola soporta ambas formas. Su avanzado set de herramientas proporciona al operador todo lo que necesita para facilitar la creación y acelerar el desarrollo de la innovación en aplicaciones independientes del acceso, tanto para que las puedan desarrollar por si mismo o en conjunto con terceros. IMS de Motorola utiliza SIP para establecer, modificar y terminar una sesión multimedia o una llamada posibilitando que el protocolo sea la base de las aplicaciones incorporando voz, video, chat, juegos interactivos y mucho más. Para los operadores de redes que utilizan la familia de transmisión de interfaz aérea GSM (GPRS, EDGE y UMTS), Motorola IMS incorpora CAMEL (Customized Application for Mobile network Enhanced Logic), una plataforma de creación de servicios que hace posible dar soporte a los servicios específicos de los operadores

28

mundiales. Usando la interfaz estándar de IN, CAMEL provee acceso dentro de las plataformas de switch y sistemas de registro y facturación de la red GSM posibilitando a terceros crear servicios IP. CAMEL también da soporte a la identificación de llamada y a los servicios de supervisión y servicios de traslado de números. Motorola IMS también cumple con las especificaciones de Parlay/OSA para las redes independientes API (Application Protocol Interfaces). API estandariza y facilita el acceso a las funcionalidades del núcleo de red, permitiendo a los desarrolladores concentrarse en la calidad de la aplicación en vez de la integración específica de la red. Para los desarrolladores con la estandarización API, las aplicaciones se vuelven portátiles y la investigación en sus creaciones se vuelve reutilizable, lo que les permite migrar con mayor facilidad desde una tecnología de red hacia la siguiente. Para aumentar la velocidad y la simpleza en la creación y desarrollo de nuevos servicios, los operadores pueden recurrir al Global Applications Management Architecture (GAMA) de Motorola, un ambiente de gestión que ofrece un fácil y consistente control sobre cada etapa del desarrollo, despliegue y operación de los servicios de datos. 3.3.2 Servicios de Motorola IMS Además de las avanzadas herramientas para crear nuevas aplicaciones, la solución IMS de Motorola ofrece un portafolio de servicios completamente probados, para permitir a los operadores obtener rápidamente los beneficios de desplegar IMS. Independencia en el acceso. El principio de convergencia ofrece la oportunidad de proporcionar las mejores características y beneficios de varias redes, mientras transparentemente proveen comunicación de voz y datos de forma contigua. La independencia en el acceso a través de Motorola IMS permite a los operadores entregar movilidad al terminal, a la sesión y a los servicios. Los operadores pueden diseñar aplicaciones que incluyan movilidad adaptándolas a las necesidades de sus empresas clientes, como ofrecer a los usuarios comenzar una sesión de datos en un punto de conexión WiFi y continuar la sesión con la infraestructura celular, o diseñar servicios de acceso independiente, altamente adaptables para un grupo de consumidores específico. Los suscriptores obtienen el beneficio de una

29

comunicación móvil independiente de la red, mientras los operadores recogen los beneficios del retorno. Push to Talk sobre celular (PoC). Usando un servicio al nivel de las telecomunicaciones, el convergente PoC es implementado sobre la red troncal IP y sobre cualquiera de las actuales y futuras tecnologías de radio incluyendo CDMA2000, GPRS, UMTS y WLAN. El servicio es fácilmente escalable desde pequeñas instalaciones de suscriptores (en el orden de los miles) hasta configuraciones muy elevadas (más de 10 millones de suscriptores). El PoC ofrece al suscriptor todos los beneficios de la comunicación half duplex, a través de un país o alrededor del mundo. Los usuarios pueden formar su propio grupo de llamadas, pudiendo cambiarlo y actualizarlo en cualquier momento. La información de Presencia le informa al usuario cual miembro de su grupo de llamadas está disponible para un contacto de PoC instantáneo, permitiendo que la comunicación de “un botón” con familiares o grupos de trabajos sea fácil y rápida. Para el operador, el convergente PoC representa un servicio con una gran aceptación tanto para empresas como consumidores en general. Servicio de Presencia. El servicio de presencia de Motorola IMS permite al usuario saber cuando otros están disponibles para realizar la comunicación, así como también donde y con cual medio de comunicación prefieren ser contactados. Sólo con buscar el nombre de un contacto en el directorio, un usuario rápidamente puede ver si el contacto está disponible para una llamada de voz o un mensaje de texto. El servicio de Presencia IMS puede enrutar las llamadas hacia el medio preferido. Para el suscriptor, el Servicio de Presencia representa una comunicación veloz y simple, de la forma que prefieran. Para los operadores significa un uso más eficiente de los recursos de radio. Mensaje unificado. El Mensaje Unificado hace posible a los suscriptores acceder a mensajes de variadas naturalezas (correo de voz, correo electrónico, entre otras) desde una casilla común. El Mensaje Unificado permite al usuario acceder con una variedad de dispositivos, incluyendo teléfonos móviles y fijos, PDA o PC a través de una interfaz web. La conveniencia de una casilla común es un gran punto de venta para el usuario final y un servicio diferenciador para los operadores de red.

30

Respuesta de Voz Interactiva (IVR). Para muchas aplicaciones, no hay interfaz más rápida, eficiente o intuitiva que la Respuesta de Voz Interactiva. Su finalidad es de canalizar aquellas llamadas que por su naturaleza de información pueden ser atendidas a través de un menú de opciones pregrabado. El IVR hace un acceso a la base de datos y entrega en forma de respuesta de voz la información solicitada. Este tipo de servicio es destinado a aquella información repetitiva y que no necesita de un agente para su atención, por ejemplo una consulta de saldos o el horario de atención. El usuario aprecia el fácil acceso a las aplicaciones, mientras que el operador aprecia la fácil manipulación de la portadora que es posible por el uso de SIP en el IMS de Motorola. Los recursos de portadora pueden ser optimizados una vez que la porción IVR de una sesión se haya completado, preservando la capacidad y reduciendo el costo asociado al servicio. Correo de voz mejorado. Con el soporte de Motorola IMS, los operadores pueden mejorar la tradicional experiencia del correo de voz con una amigable interfaz basada en aplicaciones web, permitiendo un fácil establecimiento de las características de un correo de voz sofisticado, como saludos personalizados, mensajes futuros y más. El beneficio para el operador es la habilidad de ofrecer una experiencia más adaptable con las propias especificaciones del usuario final y sin la intervención o mantenimiento del operador. Mensajería instantánea. La mensajería instantánea primero fue popular entre usuarios adolescentes de Internet, pero este rápido dialogo basado en texto ha sido adoptado por grupos de trabajo, empresas y grupos sociales y familiares. Motorola IMS permite a los operadores expandir el valor de un servicio muy conocido y apreciado. La mensajería instantánea es mejorada en IMS de tal modo que los mensajes pueden ser asociados con sesiones existentes. Conferencia de audio video por web. Con la llegada de las sesiones multimedia operando sobre IP, Motorola hace posible crear una verdadera sesión de video telefonía full duplex para pequeños dispositivos de bolsillo. Para negocios y familias dispersas geográficamente, esto significa que hay finalmente un videoteléfono que no depende de redes propietarias y además es móvil.

31

El programa de compañeros de aplicaciones de Motorola IMS. Para asegurarse que los consumidores continúan teniendo acceso a servicios innovadores y aplicaciones de alta calidad, Motorola trabaja en conjunto con ISV (Independent Software Vendor) y terceros proveedores de aplicaciones para proporcionar aplicaciones y servicios compatibles con Motorola IMS. Los operadores pueden escoger entre las mejores plataformas de aplicaciones de otros vendedores sin detrimento en seguridad o calidad. 3.3.3 Arquitectura IMS de Motorola Motorola IMS está basada en la avanzada tecnología de softswitch de Motorola, una plataforma flexible que desacopla el control de la llamada de las funciones de tráfico de la portadora. La arquitectura abierta de Motorola IMS proporciona una escalabilidad excepcional y una gran capacidad, todo en una estructura modular que simplifica el desarrollo y la integración. Motorola IMS se rige por el estándar 3GPP para IP Multimedia Subsystem y da soporte a una variedad de redes de acceso inalámbrico de 2.5G y 3G, que incluye a GPRS, EDGE, UMTS y CDMA, así como también a sistemas emergentes como IEEE 802.11 WiFi. Toma ventaja de la independencia de red que posee IP para crear aplicaciones que sean independientes de la tecnología de acceso. Las aplicaciones multimedia construidas sobre la arquitectura IMS son portátiles, posibilitando a los suscriptores desplazarse dentro de un país o alrededor del mundo. Motorola conduce a la interoperabilidad, por lo tanto cada componente de Motorola IMS permite que la industria defina estándares y especificaciones de interoperabilidad. El resultado es un sistema excepcionalmente confiable que permite altos estándares para disponibilidad y rendimiento. Junto a su flexible ambiente de creación de servicios, Motorola IMS entrega a las empresas de las telecomunicaciones la plataforma, protocolos y procesos que necesitan para ofrecer exclusivos y enriquecidos servicios de datos para sus consumidores.

32

FIGURA Nº 7 ARQUITECTURA DE MOTOROLA IMS

Fuente: Motorola (2005).

Motorola no sólo proporciona los materiales y aplicaciones, también entrega la integración, capacitación y soporte que se necesita para obtener el máximo rendimiento de su solución basada en IMS.

33

CAPITULO IV SERVICIOS CONVERGENTES EN CHILE

Nuestro país aún se encuentra en la fase previa al despliegue de la arquitectura IMS, ya que se espera se implemente dentro de los próximos cuatro o cinco años, sin embargo al ser la adopción de IMS una tendencia a nivel mundial y ante la inminente convergencia entre las redes fijas y móviles, se han comenzado a desarrollar servicios que apunten a esta convergencia y pavimenten el camino que a futuro permita desplegar IMS. Una buena alternativa para proveer servicios convergentes entre teléfonos fijos y móviles y además entre terminales conectados a redes IP y teléfonos fijos de las redes PSTN, con una inversión mínima, son las denominadas soluciones de telefonía privada para empresas y dentro de estas soluciones se encuentra el proyecto que está siendo desarrollado por Telefónica Chile, llamado Proyecto Centrex IP. 4.1 PROYECTO CENTREX IP Centrex corresponde a una plataforma centralizada de servicios que provee una amplia gama de funcionalidades PBX. Esta plataforma se encuentra constituida por una serie de equipos que realizan el control de llamadas y las funcionalidades lógicas de los servicios, siendo estos equipos operados por un proveedor de servicios (Service Provider). Telefónica Chile, será el proveedor centralizado de servicios (System Provider), quien podrá entregar atributos de administración de grupos Centrex, a segmentos de negocios, operadores o clientes, quienes podrán realizar la función de proveedores de servicios (Service Provider), de un determinado grupo Centrex. De esta forma, se liberará a los clientes de costos y responsabilidades por la propiedad de equipos, estableciendo una especie de outsourcing.

34

FIGURA Nº 8 ESQUEMA PROYECTO CENTREX IP

Fuente: Telefónica Chile (2006). La capacidad de esta plataforma de servicios, en cuanto a servicios y control de llamadas, permite ofrecer servicios en forma transversal a los segmentos de negocios, como también evolucionar a la convergencia fijo-móvil. 4.2 PLATAFORMA CENTREX IP El servicio contará con una plataforma proporcionada por la empresa Broadsoft, denominada Broadworks (BW). Esta plataforma, está constituida por un grupo de servidores:

• Aplication Server (AS): En este equipo, se encuentra la lógica de servicio. En el existen las aplicaciones que interactúan con el usuario.

• Networks Server (NS): En este servidor se realiza la lógica de ruteo y se definen los recursos de red.

• Media Server (MS): Este servidor entrega los recursos para los servicios multimedia, IVR y conferencia de hasta tres usuarios.

35

• Conference Server (CS): Permite realizar conferencias para más de 3 usuarios y colaboración mediante WEB para documentos Power Point, Excel y Word.

• Mail Server: Permite Almacenar los mensajes de voz para las casillas de los usuarios.

4.2.1 Arquitectura Genérica de la red La solución de Centrex IP está compuesta por diversos módulos que interactúan entre si. Los módulos más relevantes son:

• Servidor de Aplicaciones: Para este caso es la solución de Broadsoft. • Softswitch: Solución de Siemens, controla las llamadas que provienen o

terminan en los media gateways empleados en la solución de Centrex IP. • Media Gateway: Solución de Siemens, los cuales proporcionan la interacción

entre los abonados TDM y la red IP. • Session Border Controller (SCB): Permite la interacción entre las redes

privadas y las redes públicas, desde el punto de vista de Centrex, como lo son las redes de clientes e Internet.

36

FIGURA Nº 9 ARQUITECTURA CENTREX IP

Fuente: Telefónica Chile (2006). Los clientes que acceden a los servicios Centrex IP desde la Red Telefónica Pública, lo hacen empleando como elemento de internetworking a los Media Gateway, los cuales son controlados por medio del Softswitch. Los clientes que accedan a los servicios Centrex IP desde redes IP, sean estas Internet o VPN IP construidas en la red IP de Telefónica Chile, accederán mediante una conexión a la zona pública del Session Border Controller. El SBC proporcionará

37

la conectividad hacia los servidores de aplicaciones, los cuales se encuentran en la zona privada del SBC. Para la conexión de los usuarios a los servicios Centrex IP desde accesos IP se hará por la zona pública. a) Clientes que ingresan vía VPN-MPLS. Este modelo de acceso consiste en prolongar la VPN-MPLS del cliente hasta los routers de la plataforma. Una vez teniendo la VRF del cliente en este punto, estos routers terminan las VPN de los distintos clientes mediante VLANs diferenciadas para no mezclar el tráfico. Estas VLANs llegan al SBC, permitiendo a este diferenciar y tratar en forma independiente el tráfico de cada una de las VPNs, asociando las IP virtuales y la interfaz SIP, del lado público, asignadas a cada cliente VPN, con la Interfaz SIP del lado privado.

FIGURA Nº 10 CONECTIVIDAD LOGICA DE VPN A SBC

Fuente: Telefónica Chile (2006). Esta solución permite que los clientes conecten sus IADs, teléfonos IP o eventualmente PBX IP que se encuentran en cualquiera de los sitios remotos que pertenezcan a su VPN-MPLS, para lo cual se inyectará en la VRF del cliente la ruta para que sea alcanzado el SBC. Así el tráfico de Medios no se da la vuelta por Internet para acceder al SBC.

38

Es obligatorio que la red del cliente cuente con acceso a Internet, ya que este es el medio por el cual el usuario puede configurar sus servicios. b) Clientes que ingresan desde Internet Para el acceso de los clientes desde Internet, se ha dispuesto de una puerta dedicada del SBC, que se conecta a través de Telefónica Internet (TIE) hacia Internet.

FIGURA Nº 11 CONECTIVIDAD LOGICA DE INTERNET A SBC

Fuente: Telefónica Chile (2006). Las posibilidades de conexión desde Internet son mediante un SoftPhone o un teléfono IP con protocolo SIP. 4.2.2 Servicios Gracias a las facilidades que otorga la plataforma Broadworks, se construyeron una serie de servicios que el área comercial de Telefónica Empresas solicitó para ofertar

39

a sus clientes, los cuales se indican a continuación. La forma de operación puede ser por medio de una interfaz web de usuario o vía código DTMF. Los servicios son los siguientes: Conference Three Way Calling (Llamada Tripartita). Este servicio consiste en poder establecer una conversación telefónica entre tres abonados y puede ser otorgado tanto para usuarios POTS como usuarios IP. Marcación Rápida a 2 dígitos. Permite al usuario disponer de 100 memorias para discado abreviado de números telefónicos, los cuales pueden ser asignados vía código DTMF mediante el teléfono, o mediante la interfaz web del usuario. El servicio no puede ser proporcionado para los abonados IP detrás de IAD, ya que el número es fin de cifra. Call Pick Up (Captura de Llamadas). Permite contestar una llamada entrante que está ringueando desde otro anexo mediante la utilización de un código. El servicio puede ser proporcionado entre usuarios IP y POTS. Call Forwarding Allways (Transferencia de Llamadas Inmediata). Este servicio permite que todas las llamadas entrantes sean redirigidas hacia un número determinado. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP del mismo grupo Centrex y los usuarios IP. Call Forwarding Busy (Transferencia de Llamadas Ocupado). Este servicio permite que las llamadas entrantes sean transferidas a otro número cuando nuestra línea se encuentra ocupada. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP del mismo grupo Centrex y usuarios IP. Call Forwarding No Answer (Transferencia de Llamadas Sin Respuesta). Permite que las llamadas entrantes sean transferidas a otro número cuando nuestra línea no es contestada. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP del mismo grupo Centrex y usuarios IP. Call Forwarding to MailBox (Transferencia de Llamadas a Buzón de Voz). Este servicio permite que todas las llamadas entrantes sean transferidas directamente al MailBox. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP del mismo grupo Centrex y usuarios IP.

40

Call Transfer (Transferencia de Llamadas Explicita). Una vez que se está en una llamada, esta puede ser transferida hacia otro número. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP del mismo grupo Centrex. Call Waiting (Llamada en Espera). Este servicio consiste en que cuando un usuario se encuentra en una llamada, al recibir otra llamada recibe un tono indicando la llamada en espera. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP, pero no cuenta con código de activación y desactivación del servicio, sólo puede ser activado mediante la interfaz web de usuario. Call Hold for Inquiry (Retención de Llamadas para Consulta). Cuando un usuario se encuentra en una llamada, pueda dejar en espera al usuario con que habla para llamar a otro usuario y realizar una consulta. Luego puede volver a la llamada inicial. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP. Call Line Ident (Visualización de Número Llamada Entrante). Los usuarios pueden identificar mediante el visor de su teléfono desde que número lo están llamando. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP, pero la activación y desactivación del servicio es vía web. Distintive Ring (Ringer Distintivo). Este servicio consiste en que a ciertas llamadas entrantes se le asigne un ring diferente al por defecto. Servicio sólo para usuarios IP y la activación y desactivación del servicio es vía web. Call Completed over Busy Line (Rellamado). Permite que al realizar una llamada y estar el destino ocupado, se realice una llamada de vuelta una vez que el destino se desocupe. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP, la activación y desactivación del servicio es vía web. Voice Portal (Portal de Voz). Permite realizar ciertas funcionalidades de activación y desactivación de servicios, realizar llamadas, revisar el buzón de voz, entre otras funciones. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP. El usuario debe llamar al número del Portal de Voz asignado al grupo y acceder mediante su número de anexo y password.

41

No Molestar. Este servicio restringe las llamadas entrantes, enviando las llamadas al buzón de voz si se encuentra activo o dando tono ocupado cuando no. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP. Call Restriction to Calling Output Plans (Restricción de Llamadas Salientes). Permite restringir los distintos tipos de llamadas que pueda realizar un usuario. Estas restricciones se pueden aplicar a nivel de grupo o de un usuario específico. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP. La administración de las restricciones se hace vía web por el administrador. Call Restriction to Calling Input Plans (Restricción de Llamadas Entrantes). Permite restringir los distintos tipos de llamadas que pueda recibir un usuario. Estas restricciones se pueden aplicar a nivel de grupo o de un usuario específico. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP. La administración de las restricciones se hace vía web por el administrador. Authorization Codes (Candado Digital). Este servicio permite que los distintos tipos de llamadas se puedan realizar sólo mediante la utilización de un código de 4 dígitos. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP. El administrador de grupo debe aplicar las restricciones al usuario y además asignar el Código de acceso el cual no puede ser modificado ni creado por el usuario. Call Notify (Notificación de Llamadas). Servicio que permite notificar al usuario mediante e-mail de la recepción de llamadas, recepción de mensajes en su casilla de voz y recepción de los mensajes de voz vía formato wav. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP y se activa mediante la web de usuario donde éste indica la dirección de correo en la que desea recibir las notificaciones. Call Log (Registro de Llamadas). Servicio que permite al usuario llevar un registro de las llamadas realizadas, recibidas y no contestadas mediante página web. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP. FAX (T.38). Recepción y envío de FAX. El servicio puede ser proporcionado para los usuarios POTS e IP SoftPhone. Software que permite realizar y recibir llamadas mediante un computador. Además permite la realización de Video Llamadas punto a punto.

42

Existen requerimientos de hardware mínimos que debe cumplir el computador del usuario y su acceso de banda ancha, los cuales son:

• Pentium IV o equivalente. • Memoria RAM 512MB • Disponible 100 MB disco duro para instalación de Softphone. • Windows XP o superior • Acceso Banda Ancha superior a 256 Kbps.

Mensajes de Voz (Voice Mail) Para dar solución a la funcionalidad de Voice Mail a través de la plataforma Centrex IP se ha utilizado un servidor SUN Netra 240. Este servidor es de tipo interno, lo que quiere decir que no tiene visibilidad desde Internet. Con esto, se cuenta con un servidor unificado en el que los mensajes de voz son almacenados. Los usuarios pueden acceder a los mensajes desde sus teléfonos marcando un anexo definido como portal de voz. Además es posible enviar una copia del mensaje en formato .wav (que puede ser escuchado por cualquier computador con algún reproductor de sonido) al correo personal del usuario. La ventaja de este método utilizado es que la plataforma de mail implementada sólo será utilizada por broadsoft y se evita que los usuarios usen esta cuenta para otros propósitos que no sean los establecidos. Además se conserva la posibilidad de que el usuario adicionalmente configure su cuenta de correo personal para recibir los mensajes de voz. Es importante mencionar que esto agrega un paso en la provisión de los usuarios, ya que por cada usuario al que se active el servicio de mensajería de voz, se deberá crear también una cuenta en el mail server de la plataforma. El usuario es notificado mediante el portal de voz al sobrepasar la cuota de mensajes de voz, al igual que cuando los mensajes almacenados sobrepasan el límite de días establecidos.

43

Conferencia Más de Tres La solución de audio conferencias de Broadworks contempla la utilización de un equipo exclusivo llamado Conference Server (CS). El Conference Server corre sobre el sistema operativo Linux Redhat 9. La plataforma Broadsoft mediante su interfaz web (Web Servers) permite definir para cada Empresa y grupo un número de canales de Bridge. Además de definir el número de canales por Empresa o Grupo dentro de la Empresa, es posible definir los usuarios autorizados para manejar los Bridges de Conferencia. Las tareas que son posibles de realizar por el administrador de conferencias son las siguientes:

• Creación de Conferencias. Estas conferencias pueden ser únicas o recurrentes.

• Administración de una conferencia. Durante una conferencia es posible invitar a más participantes, los cuales son llamados por la plataforma, sacar a un participante, silenciar a un participante y grabar la conferencia.

• Administración de las grabaciones de las conferencias. • Producir reportes de las conferencias, con información de los participantes y

tiempos en la conferencia. 4.3 VIDEO CONFERENCIA El servicio de videoconferencia, principalmente permite a sus usuarios establecer comunicaciones de audio y video entre dos o más partes. Se requiere instalar una MCU (MultiConference Unit) de RadVision (INVISION 12), Además se cuenta con un Gatekeeper H.323 denominado ECS (Enhanced Communication Server) y un servidor ICM (Iview Communication Manager) que ejecuta el software Iview, con el cual se hace la administración de los usuarios y las conferencias. Radvision es un proveedor de productos y tecnologías para comunicaciones visuales sobre IP y redes 3G. Combina el poder del video, voz, datos y sistemas de video conferencia, provee soluciones para video móvil y plataformas de escritorio que habilitan funciones de video para redes IP y las redes de nueva generación.

44

Radvision introdujo un conjunto de dispositivos en red para video conferencia con el nombre de INVISION. Estos productos son dispositivos plug and play (conectar y usar) de fácil operación para cualquier empresa. INVISION es una solución completa para comunicaciones visuales, ofreciendo conferencias multipunto con procesamiento avanzado para video en redes H.323, SIP y RDSI. 4.3.1 Arquitectura Debido a que en Telefónica Chile no se dispone de una red conforme a IMS, se utilizará la funcionalidad de SIP Proxy de la plataforma de Broadsoft (Centrex IP). Por lo tanto la arquitectura queda de la siguiente manera:

FIGURA Nº 12 ARQUITECTURA DEL SERVICIO DE VIDEOCONFERENCIA

Fuente: Telefónica Chile (2006).

45

La MCU es el puente de videoconferencia, el ICM (Iview Communication Manager) es el servidor donde corre el software Iview, que es la herramienta de administración de usuarios y conferencias y el ECS (Enhanced Communication Server) es un gatekeeper H.323. Un gatekeeper H.323 es un switch de red, el cual traduce direcciones de red para hacer conexiones en una red conmutadora de paquetes, por medio del protocolo H.323. Los pedidos de comunicación pasarán a través del SIP Server de Broadsoft el cual se comunica con la MCU que a su vez se comunica con el ECS para validar los usuarios entre otras cosas. El ECS además provee administración central de los llamados, determina políticas, controla los recursos de la red, registra y valida a los usuarios que pueden generar o incorporarse a conferencias, genera CDR’s para tarifación, entre otras funciones. Por medio de una aplicación web (Iview), un usuario autenticado como administrador local, a través de un nombre de usuario y contraseña específicos, puede realizar una completa gestión sobre las características de una conferencia. Entre ellas se cuentan:

• Creación de una o más conferencias. • Definición de hora de comienzo y término de la(s) conferencia(s). • Condiciones para el término (cuando no detecte usuarios en línea, un

determinado tiempo después de que no se registren más usuarios, inmediatamente después que el último usuario se desconecte, u otras)

• Cantidad de usuarios participantes (previamente registrados) • Puertos reservados para nuevos usuarios no planificados que se integren

durante la conferencia. 4.3.2 Pruebas Para comprobar el funcionamiento del sistema, Telefónica Chile realizo seis pruebas internas, en las cuales se utilizaron cuatro terminales IP. Tres de los terminales fueron computadores provistos con el software eConf y el otro terminal fue un teléfono SIP Cisco.

46

eConf es un software para realizar conferencias multimedia. Soporta tanto el protocolo H.323 como SIP, incorpora distintos protocolos de video y de audio y permite compartir documentos. Los objetivos de las pruebas fueron los siguientes:

• Programar el inicio de las conferencias. • Programar las condiciones de término de las conferencias. • Verificar la calidad de video. • Verificar la incorporación de un usuario, ya comenzada la conferencia.

Prueba 1: Video conferencia no programada. Llamado de los usuarios al MCU. Por medio del ECS se creó una conferencia, a la cual los clientes pueden acceder mediante el llamado a un número telefónico previamente configurado en la plataforma Broadsoft. Prueba 2: Video conferencia no programada. Llamada del MCU a los usuarios. Es el mismo procedimiento que la prueba anterior, con la diferencia que ahora desde el ECS se llama a los usuarios que el administrador desea invitar. Prueba 3: Video conferencia programada. Sin término fijado. Se configuró una conferencia desde el MCU de tal forma que participen 4 usuarios. Se estableció que la conferencia comience después de cumplido un tiempo y se configuró para que termine después de transcurridos 2 minutos desde que se desconectan todos los usuarios. Prueba 4: Video conferencia programada. Con término fijado. Se programa una conferencia con término determinado, hayan o no usuarios conectados. Prueba 5: Video conferencia programada con llamada automática. La conferencia es con llamada automática a través del ECS (no se agenda previamente, el administrador invita a cada usuario en el momento), con una duración establecida. Prueba 6: Incorporación de nuevo usuario a la conferencia. Se configura una conferencia para tres usuarios. Un cuarto usuario se incorpora después de haber comenzado la conferencia llamando directamente al número de anexo de la conferencia.

47

Resultados: todas las pruebas realizadas tuvieron resultados satisfactorios. Las conferencias funcionaron tal como fueron programadas, cumpliéndose los tiempos de inicio y término (cuando se requería) y los usuarios no tenían problemas al integrarse a las conferencias, ya sea en su inicio o una vez comenzada. Telefónica Chile ya está en coordinación con su personal para desarrollar más pruebas para constatar el potencial, confiabilidad y accesibilidad de la plataforma, tanto para la creación y administración de las video conferencias. 4.4 CENTREX IP FIJO-MOVIL Telefónica Empresas está realizando estudios y pruebas en las cuales utiliza un sistema Centrex al cual le adiciona soporte para equipos móviles, a lo cual denomina Proyecto Centrex IP Fijo-Móvil. Este proyecto busca crear una alternativa para el servicio de llamadas entre la red fija y la red móvil para clientes Empresas. Para la realización de tal servicio se necesita la habilitación de una nueva ruta entre Movistar y Telefónica Chile, que cuente como mínimo con una trama de un enlace E1. A través del sistema Centrex se puede crear una “comunidad” de líneas fijas y móviles, por medio de la incorporación de celulares como anexos móviles a la solución de telefonía privada, pudiendo generar una comunidad con las siguientes características:

• Las llamadas entre terminales de la comunidad son ilimitadas, no teniendo cargo variable.

• Se debe utilizar siempre la marcación corta para acceder a los cargos propios de una llamada entre terminales de una misma comunidad (cada terminal fijo y móvil tiene un numero de anexo asociado).

48

4.4.1 Topología Genérica de la red

FIGURA Nº 13 CENTREX IP FIJO-MOVIL

Fuente: Telefónica Chile (2006). Para la integración de anexos fijos y móviles se cuenta con (al menos) dos alternativas:

• Utilizar una base de dato de usuarios Centrex con tablas en cada red, fija y móvil (Bases de datos Independientes).

• Utilizar una base de datos común para los usuarios Centrex y se consulta desde cada red a través de una interfaz SIP.

49

Es importante definir si existirá un administrador para cada grupo que posea un perfil de administración. Adicionalmente, se deben definir los procedimientos específicos entre ambas operadoras (fija y móvil) para atender reclamos y mantención de clientes (adición de anexos y modificación de éstos, entre otros servicios). 4.4.2 Bases de Datos a) Bases de Datos independientes – Dos plataformas Esta es la opción más simple de implementar y considera hacer las traducciones de anexos fijos a números completos en la plataforma del operador móvil, para llamadas desde celulares a anexos fijos. Para las llamadas desde anexos fijos a anexos celulares, se realizará en la plataforma Centrex la traducción de los anexos celulares para convertirlos en los números celulares de destino. La empresa de telefonía fija proporcionará el número (alta del servicio) de cada anexo fijo, incluyendo el número de cuatro cifras perteneciente al grupo Centrex. Paralelamente, se deben entregar los números móviles y sus anexos asociados a los grupos Centrex. Dado que deben crearse dos bases de datos independientes, el procedimiento comercial de venta-activación debe asegurar la coordinación estricta de provisión para ambas plataformas, con tal de asegurar la consistencia de ambas bases de datos. b) Base de Datos integrada. Plataforma con interfaz SIP entre el operador móvil y el fijo Considera una base de datos común que reúna a todos los anexos móviles y fijos correspondiente al servicio Centrex. Para ello, al menos una de las dos plataformas Centrex (en la operadora de red fija o móvil) deberán comunicarse con la base de datos común, la cual puede residir en una de las dos plataformas. Los usuarios fijos de un grupo Centrex IP y los usuarios Centrex móviles deben ser ingresados en la plataforma de aplicaciones de VoIP, donde llega la señalización SIP originada por cada usuario (anexo) para la discriminación y enrutamiento de las llamadas.

50

4.4.3 Plan de encaminamiento Las llamadas “ONNET” (dentro de la comunidad de líneas fijas y móviles) que tienen cómo destino un equipo móvil deben ser dirigidas hacia la ruta dedicada. El tráfico “OFFNET” (fuera de la comunidad de líneas fijas y móviles) desde fijo a móvil, se realiza por la ruta actual, es decir, a través de PSTN. La discriminación de las llamadas “ONNET” y “OFFNET” para los usuarios fijos la realiza la plataforma Centrex.

FIGURA Nº 14 ENCAMINAMIENTO PARA LA RED MOVIL

Fuente: Telefónica Chile (2006). Todas las llamadas originadas por abonados móviles Centrex son dirigidas hacia la plataforma Centrex Móvil. Se entiende por un abonado Centrex a una línea que comercialmente tiene aprovisionado el Servicio Centrex Móvil y por lo tanto en el perfil del HLR tiene el trigger de origen adecuado para enrutar todas sus llamadas a la plataforma Centrex Móvil.

51

Para realizar la integración de los usuarios móviles y fijos a los grupos Centrex, se pueden implementar rutas dedicadas para la interconexión con la red móvil. Estas rutas pueden basarse en enlaces E1 con señalización Nº 7 ISUP.

52

CAPITULO V APORTES Y PROPUESTAS

5.1 CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE IMS IMS representa una implementación conservadora de la arquitectura All-IP en 3G y promueve la convergencia de redes, proporcionando comunicaciones multimedia en tiempo real. También integra los servicios TCP/IP (voz sobre IP, videoconferencia, presencia, mensajería instantánea y diferida y web), permitiendo al operador proporcionar una atractiva oferta de servicios multimedia a sus abonados. El desarrollo rápido de servicios y la reducción en los costos de operación e infraestructura son posibles gracias a las tecnologías en que se basa IMS, como SIP para control de sesiones e IPv6 para el transporte. Cualidades semejantes a las de Internet. Los servicios multimedia que pueden desplegarse gracias a IMS, poseen las siguientes características:

• La comunicación está orientada a la sesión de un usuario a otro(s) usuario(s), o a la sesión de un usuario a un servicio.

• La comunicación puede realizarse tanto en tiempo real como diferido. • Las sesiones IP multimedia están compuestas por flujos y contenidos

diversos, integrando un adecuado nivel de Calidad de Servicio para vídeo, audio y sonido, imagen, texto y datos de aplicación.

• Al contar con URIs (Universal Resource Identifier) para la identificación de nodos, servicios y usuarios, los servicios son más amigables para los abonados. Los usuarios, al igual como en los servicios de Internet, manejarán nombres en vez de números telefónicos.

Pero, la naturaleza de su arquitectura, es probablemente su característica más notable. A través del subsistema IMS se puede ofrecer un amplio repertorio de servicios plenamente integrados, los cuales combinan sus propias características logrando una avanzada experiencia de usuario. Por ejemplo, los servicios IMS se pueden implementar en una aplicación única de usuario final, la cual puede hacer un uso coordinado y simultáneo de varias aplicaciones IP multimedia, como pueden ser la mensajería (instantánea y diferida), el servicio de presencia, servicios web,

53

videoconferencia y llamadas de voz sobre IP, difusión multimedia, descarga de contenidos, juegos en red y cualquier otro servicio de Internet basado en TCP/IP, al igual como lo hacen últimas versiones de los clientes de mensajería instantánea para PC e Internet, pero con la diferencia que pueden ofrecer una Calidad del Servicio garantizada y adaptada para cada flujo de datos, mientras que permiten al usuario contar con la movilidad y características propias de su dispositivo personal 3G IMS. IMS no define los servicios o aplicaciones que pueden ser ofrecidos al usuario final, sino la infraestructura y capacidades del servicio que los operadores pueden usar para construir aplicaciones propias y así producir su oferta. En este aspecto, IMS no impone límites, es la capacidad de la red de acceso y la tecnología de los terminales de usuario quienes fijan las restricciones. IMS sigue la filosofía típica de las redes IP que establece la separación funcional, donde el flujo de datos correspondiente a la señalización y los flujos de datos multimedia de usuario viajan de forma separada. El flujo de señalización es transferido vía IMS, al contrario de los datos de usuario que son transferidos directamente entre los terminales sin atravesar el subsistema IMS. Algunas de las principales cualidades que posee una red basada en IMS son: Las sesiones entre operadores. Los abonados a un operador IMS tienen la posibilidad de dirigir sesiones IP multimedia con abonados localizados en la red IMS de otro operador. La arquitectura de IMS, sus entidades funcionales y sus protocolos, fueron diseñados para permitir la interconexión con sistemas IMS de otros operadores. Roaming. Es la capacidad que tiene el sistema de admitir y dar servicio a los abonados de otros operadores, con los cuales se tiene acuerdos de negocio, que utilizan la misma tecnología. Durante el roaming, el subsistema IMS visitado encamina la señalización hasta el subsistema IMS nativo del abonado, donde se reencamina la sesión hacia su destino. Interconexión con redes y servicios heredados. Existen elementos dentro de la arquitectura IMS que permiten la conexión con las redes que emplean SS7 para sus servicios. Esto hace posible que las sesiones multimedia con componentes de audio interactúen con las redes PSTN, GSM o el dominio de conmutación de circuitos de la

54

misma red IMS. Así, los usuarios de la tecnología IMS podrán seguir comunicándose con los usuarios de los servicios tradicionales. Interconexión con redes IP externas e Internet. Se espera que a futuro Internet albergue servicios IP multimedia avanzados, sobre todo servicios que involucren comunicaciones en tiempo real o con requisitos exigentes de QoS. IMS incorpora componentes que le permite interactuar con redes IP externas, permitiendo que sus abonados mantengan comunicaciones con los usuarios de Internet. Seguridad integrada. IMS especifica sus propios mecanismos y arquitectura de seguridad. La aplicación lógica ISIM (IMS SIM) contiene los datos de la suscripción del abonado y es quien ejecuta las funciones de autenticación durante el registro en IMS. Provisión de servicios. Con IMS es posible un desarrollo rápido y simple de servicios ya que su arquitectura cuenta con interfaces hacia servidores de aplicaciones. Las aplicaciones pueden ser modificadas en el transcurso de una sesión multimedia de forma similar a cómo lo hacen las aplicaciones de red inteligente, con la ventaja de la simplicidad del desarrollo de las aplicaciones web. Además, IMS define componentes que interactúan con las plataformas del plano de servicios tradicional de la red 3G, como OSA y CAMEL. Así, las aplicaciones OSA y CAMEL también pueden actuar sobre las sesiones IP multimedia, permitiendo la provisión de servicios IMS desarrollados por terceras partes. Tarifación y facturación. El sistema de facturación de IMS registra los datos relacionados con la sesión IMS, tales como duración, usuarios implicados, componentes multimedia empleados y QoS autorizada, los cuales asocia a los correspondientes registros de tarifación que se originaron como consecuencia del transporte de los flujos multimedia y la señalización de IMS. De esta forma, es posible facturar los servicios según su duración, contenidos, volumen de datos, destino de la sesión o las diferentes combinaciones de los anteriores. Además, el sistema soporta tanto la tarifación online como offline, lo que permite la facturación pospago y prepago, fundamental para abarcar completamente al mercado.

55

5.2 CONSIDERACIONES ANTES DE IMPLEMENTAR IMS 5.2.1 Generalidades IMS pareciera ser la gran solución para la convergencia en las comunicaciones y cada vez adquiere mayor fama en el mundo de las telecomunicaciones. Por eso no extraña que en agosto de 2006, la consultora de telecomunicaciones Pyramid Research anunciara que aproximadamente 58 millones de hogares en todo el mundo contarían con plataforma IMS para el año 2010. Con la llegada de este estándar de arquitectura de red, se esperan novedosas fuentes de ingresos, nuevos servicios, nuevos equipos y también un cambio en la forma de hacer negocios debido a la naturaleza abierta del estándar SIP. Sin ir más lejos, es posible que los operadores no puedan retener a los clientes por medio de tecnologías propietarias y los proveedores de tecnologías tendrán que adaptarse a la posibilidad de que los operadores puedan mezclar y combinar distintas tecnologías y proveedores sin el miedo de producirse incompatibilidad. Pese a esto, está la posibilidad de modificar los protocolos lo necesario para conseguir la incompatibilidad de productos con los de la competencia, con el objetivo de generar ventajas competitivas. ¿Y quien será el primero en atreverse a dar el primer paso? Crear contenido para una plataforma de escasa implementación no es para nada atractivo para los inversionistas, como tampoco lo es invertir en una infraestructura revolucionaria que ofrece un contenido que aún no existe. Sin embargo, son los proveedores quienes están impulsando la transición a IMS, con la finalidad de aumentar sus ingresos. Con la idea de tentar a los operadores, los proveedores están trabajando junto a las firmas de desarrollo de contenido, asegurándose así de que existan productos basados en servicios y así, estos servicios estarán disponibles para ser ofrecidos por los operadores a sus clientes, si deciden implementar una solución basada en IMS. De tal forma, los proveedores pueden ofrecer a los operadores paquetes de soluciones IMS que incluyen contenido y nuevas aplicaciones. Es una buena

56

alternativa para desplegar IMS, pero no está exenta de algunos riesgos para los operadores. 5.2.2 Interoperabilidad La posibilidad de que se generen distintas versiones del protocolo SIP terminaría con la libertad del operador de poder combinar equipos y aplicaciones de distintos proveedores, terminando también con la tan anunciada y prometida reducción de costos a los operadores. Sólo las funciones más esenciales del protocolo SIP son inalterables y aún está siendo perfeccionado por propuestas de estándares complementarios que abarcan transporte en tiempo real, control de puertos de medios e interoperabilidad, por mencionar algunos. Esta situación va a contribuir a que se generen versiones propias del protocolo SIP por necesidad, en la medida que el mundo de los negocios avance más rápido que los organismos de estandarización. Sumado a esto, es común que los operadores intenten ganar ventajas sobre sus competidores a través de soluciones diferenciadas. Y naturalmente buscarán ser los primeros o únicos en ofrecer servicios exclusivos, por lo que las extensiones necesarias del protocolo SIP para operar servicios exclusivos llevará a una incompatibilidad, al menos parcial, con los productos y servicios de otras empresas. Hay iniciativas dentro de la industria de las telecomunicaciones para trabajar en pos de la interoperabilidad y así evitar los problemas de incompatibilidad entre productos y servicios de otras empresas, pero la pregunta que se pueden hacer los operadores es ¿por qué dejar que los clientes de otras compañías usen mi red? 5.2.3 Infraestructura La infraestructura con que cuentan los operadores es un factor clave al implementar una solución IMS, ya que como mínimo se requiere de puntos de presencia IP. Además, de acuerdo a los servicios a ofrecer, se requerirá de un ancho de banda superior al que ya poseen algunos operadores.

57

Por lo tanto, los operadores tendrán que hacer que su infraestructura de red soporte a IMS. Si esto es posible sin tener que realizar modificaciones sustanciales, implementar IMS podría resultar viable económicamente. Los operadores de cable o banda ancha tienen, por lo general, el ancho de banda suficiente y en algunos casos experiencia e infraestructura VoIP, lo que simplifica el despliegue de IMS. Sin embargo, para los operadores inalámbricos de Latinoamérica el panorama no es tan alentador. Al ser un mercado principalmente de prepago y de bajo ingreso promedio por usuario, las redes son diseñadas para efectuar operaciones de bajo costo. Por lo que esta escasez de redes inalámbricas de tercera generación, será una de las principales barreras para la implementación de IMS en Latinoamérica y, por supuesto, en Chile también. 5.2.4 Problemas de seguridad Si bien es cierto que las redes basadas en IMS serán más seguras que las actuales al utilizar IPv6, la piratería, los virus, el robo de servicios, suplantación de identidad y ataques de negación de servicios siguen siendo aspectos poco abordados en las implementaciones IMS y sobre todo en el protocolo SIP, componente fundamental de esta tecnología. Y la tarea de proteger la tecnología IMS se complica al necesitarse de dos protocolos como mínimo: SIP para señalización y algún otro protocolo para la transmisión que por lo general es RTP. Por lo tanto los sistemas de seguridad deben ser diseñados de tal forma que puedan proteger tanto el nivel de transporte como el de aplicaciones. 5.3 EL ASPECTO REGULATORIO Contar con una arquitectura definida y estándar para ofrecer servicios de nueva generación favorece la adopción de esta nueva tecnología por parte de los operadores, generando la necesidad de actualizar o renovar las regulaciones existentes. Hace un tiempo atrás, los proveedores de servicios ofrecían un número limitado de servicios, cada uno sobre una tecnología distinta. La regulación en tal contexto estaba mucho más ligada a la tecnología.

58

Con las redes de nueva generación basadas en IMS, nos encontramos con una tecnología que puede manejar cualquier servicio, desde voz a multimedia, abarcando a todo tipo de consumidores y empresas. Por lo tanto, la regulación tiene que adaptarse a este nuevo escenario y la tendencia que ha tomado más fuerza internacionalmente plantea regular el servicio en vez de la tecnología que permite proporcionarlo. Por ejemplo, para VoIP se establece que existen tres servicios perfectamente distinguibles: Emulación PSTN: En este caso los operadores actualizan su infraestructura de red con componentes IMS, con el objetivo de disminuir costos de mantenimiento. La tecnología VoIP reside en el nodo de acceso y en el sistema de conmutación, mientras que el usuario recibe en su casa el tradicional par analógico. Para este caso se aplican las regulaciones ya existentes para una red telefónica conmutada, ya que la percepción del servicio por parte del usuario no varía mayormente. Servicios de voz sobre banda ancha: En este caso el usuario cuenta con un acceso de banda ancha, por medio del cual recibe sus servicios de telefonía. El usuario cuenta con un número público del plan nacional de numeración y existe interconexión con la red PSTN. Al respecto hay varios puntos que han sido tratados:

• Es un servicio que por lo general es independiente de la posición geográfica, por lo cual no corresponde aplicar las tarifas de larga distancia.

• Cuando se trata de un reemplazo del servicio telefónico tradicional, se intenta mantener las mismas regulaciones, tal como lo están haciendo en algunos países de Europa.

• Si es tan sólo una alternativa al servicio PSTN, la tendencia es que no exista una profunda regulación, como se está haciendo en Australia.

Servicios de voz sobre Internet: Son los servicios de comunicación entre usuarios, empleando Internet y sin ofrecer conectividad con la red PSTN (de haber conectividad se consideran servicios de voz sobre banda ancha). En general la tendencia es no regular este tipo de servicios. Estos son escenarios que deben ser regulados de formas diferentes, porque son servicios diferentes, con características y propósitos distintos.

59

Actualmente, las características básicas de los contratos de interconexión garantizan la calidad de servicio según normas UIT, proveen un acceso igualitario, existe un compartimiento en los costos de factibilidades de interconexión y hay una liquidación por minuto del tráfico cursado. Se debe pasar de este escenario a uno donde las redes y servicios convergen. La convergencia de redes acarrea un nuevo paradigma y trae consigo muchos cambios a la industria de las telecomunicaciones. De servicios focalizados se pasa a un ambiente de multiservicios o de un sistema con una inteligencia central, el esquema cambia a un sistema de inteligencia distribuida. El nuevo marco regulatório tiene que abarcar temas tales como la interconexión, el acceso universal, privacidad, seguridad, números de emergencia y calidad de servicio. Además, existe la urgencia de un roaming global ante la creciente movilidad social, la exigencia de un mayor ancho de banda para la provisión de nuevos y mejores servicios y un mayor nivel de competencia del espectro radioeléctrico. La tendencia internacional para la interconexión de las redes de nueva generación propone la eliminación de la medición en minuto del tráfico para pasar a una medición por capacidad de las redes, la necesidad de asignar espectro para redes NGN con el propósito de mejorar la eficiencia en la provisión de los servicios y la interoperabilidad de las redes y servicios. En lo que respecta a Chile, se espera que los operadores fijos y móviles evolucionen hacia redes convergentes, por lo cual SUBTEL proyecta planes de regulación hacia la convergencia, indicando que actualmente la regulación vigente en Chile no se ajusta a esta nueva realidad. El desafío es llegar al año 2010 como un país que se inserta en la sociedad de la información y en que la conectividad se convierte en un derecho para todos. Para cumplir lo anterior, SUBTEL piensa trabajar por medio de procesos participativos abiertos, consultas públicas, seminarios y mesas de trabajo, teniendo como principio básico el lograr una regulación para la competencia con mínima intervención y mejorando la protección a las personas.

60

El objetivo es claro, se debe profundizar un marco regulatório, el cual esté enfocado a los servicios y fundamentado en la utilización de redes de nueva generación basadas en IMS. 5.4 IMPLEMENTACION DE IMS La implementación de IMS puede ser realizada de forma gradual. Si bien los proveedores promocionan soluciones basadas en paquetes totales, ya que son más convenientes para ellos, es la implementación gradual es la que parece ser más conveniente para los operadores. Implementar IMS gradualmente permite innovar e improvisar en el mercado, lo que es fundamental considerando que prácticamente no existen casos concretos de desarrollo de los cuales se pueda sacar alguna experiencia. También permite ir invirtiendo progresivamente, a medida que se cuenten con más recursos producto del aumento de la demanda de parte de los usuarios. Lo cual es muy conveniente considerando la particular capacidad de IMS de desarrollar y desplegar aplicaciones con rapidez. Además, la implementación gradual permite tomar las decisiones de inversión a futuro tomando en cuenta la rentabilidad de las tecnologías que se están desplegando, obteniendo así datos en los que basarse antes de cada despliegue adicional de tecnologías IMS. También les permite a los operadores implementar cada año la mejor tecnología en vez de tener que adquirir sólo las mejores soluciones disponibles al minuto del despliegue inicial, que es el caso de adquirir una oferta de paquetes completos. Desde el punto de vista del marco regulatório también es favorable, ya que ofrece la posibilidad de desplegar solo los servicios y aplicaciones que están autorizadas en los marcos regulatórios de sus respectivos países. Esto les da tiempo a los operadores de presionar por modificaciones en las actuales normativas y no verse obligados a dejar en espera los servicios modernos por los que ya han pagado. También es adecuado identificar el momento adecuado para comenzar la migración a IMS. A medida que aparezcan nuevos terminales que permitan la integración de

61

múltiples medios y sumado a una portabilidad del servicio (número único para cualquier lugar y medio), los abonados a la Red Telefónica irán abandonando su conexión. Y cuando el número de abonados de una central o nodo de acceso específico sea suficientemente pequeño, está central será eliminada pasando los restantes abonados a una línea de banda ancha con adaptador telefónico o serán acoplados a un MediaGateway. Los operadores consideran injustificable reemplazar centrales por soluciones de acceso multiservicio, excepto en el caso en que se requiera una nueva planta, porque el ahorro en los gastos de operación no justifica la reconexión masiva de abonados ni la consecuente reconstrucción de toda la red telefónica. Pero la situación es distinta si la transformación de la planta es asociada al despliegue de un nuevo servicio de un área determinada. Como puede ser el caso del despliegue de la televisión IP. Para servicios que requieren banda ancha de enorme capacidad para ser desplegados, es indispensable contar con una nueva planta que ofrezca por cada domicilio entre 20 y 100 Mbits/s sostenibles y sin bloqueos. Muchos operadores pueden aprovechar este momento para acelerar la convergencia, reemplazando la red telefónica existente. También, el operador que expande por necesidad su red telefónica puede ir añadiendo líneas de banda ancha. Para varios miles de abonados, el costo de un Softswitch para el control no es mayor al de una central telefónica y el ahorro de operación obtenido de la red convergente es notorio, incluso para una baja penetración de servicios. Hay casos de operadores que ya han desplegado redes de próxima generación para el servicio telefónico básico. Se pueden destacar países como China, Emiratos Arabes Unidos y Eslovaquia. 5.5 SOLUCIONES DE CONVERGENCIA PARA LA RED DE ACCESO Para que se produzca la convergencia, los operadores tienen que realizar algunos cambios en la red de acceso y así los usuarios puedan acceder a la red IP y a los

62

servicios que esta proporciona, por medio de diferentes terminales y tecnologías, para lo cual se cuenta con diferentes alternativas. 5.5.1 Plataformas de acceso IP Son nodos de acceso que permiten combinar líneas de voz, datos y video. Pueden interactuar con los servidores de voz (protocolos de señalización SIP o H.248), video y acceso a Internet entre otros. Permite además:

• Desplegar interfaces de servicios basados en IP sobre el par analógico (xDSL), fibra (Ethernet punto a punto), o medios inalámbricos (WiMax).

• Actúa como MediaGategay incorporando a las interfaces tradicionales de la Red Telefónica (teléfono, RDSI) al trasformar los medios a VoIP.

• Puede controlar la prioridad de servicios en tiempo real, asegurar un retardo mínimo para servicios de voz y video, asegurar calidad de servicio extremo a extremo y mezclar diferentes tipos de servicios.

Es una buena solución para transformar rápidamente la red y desplegar servicios IP de alta velocidad y sin la necesidad de realizar cambios en la casa del abonado. Se consigue una convergencia completa. 5.5.2 Multiplexores multiservicio Conocidos también como MSAN (multiservice access node). Combinan conmutadores TDM, ATM y Ethernet con inteligencias separadas e incorporan calidad de servicio y MediaGateways. Además permiten:

• Desarrollar servicios sobre ATM, TDM y Ethernet, ya sea para plantas nuevas o heredadas.

• Soportan completamente los servicios heredados junto a los nuevos servicios que utilizan una interfaz de banda ancha.

• Pueden controlar, tanto de forma alternativa como simultánea, el servicio telefónico desde una Central Telefónica o un Softswitch.

Con esta solución, la red queda preparada para migrar a una red completamente basada en IP en el momento que la infraestructura lo permita.

63

5.5.3 Adaptador para teléfono análogo (ATA) Conectan los teléfonos tradicionales a una red de acceso banda ancha. Se sitúan comúnmente en el hogar del abonado y tienen funciones de MediaGateways y son controlados por un Softswitch. Concentra la inversión en la red de acceso de banda ancha y se puede superponer a la red telefónica existente mientras llega a su obsolescencia. Requiere de operaciones en el hogar para activar servicios y solucionar problemas. Puede resultar ser una solución cara para una convergencia masiva a la red IP. 5.5.4 Gateways de acceso Adaptan los protocolos y circuitos TDM a VoIP. Se puede utilizar en Redes Telefónicas digitales de reciente despliegue y así evitar reemplazarlas. Pero tiene el inconveniente de que el despliegue de nuevos servicios requiere una red de acceso de banda ancha, por lo que sólo alarga la coexistencia de dos redes superpuestas. No consigue la convergencia. 5.6 OTRAS RECOMENDACIONES 5.6.1 Creación de un entorno de pruebas de aplicaciones 3G sobre IMS basado en código abierto IMS potencia la creación de nuevas aplicaciones, las cuales están basadas en los servicios que proporciona la red (inicio de sesiones, mensajería, presencia, entre otras). Un entorno de pruebas donde desplegar tales aplicaciones antes de su comercialización, permite verificar si las aplicaciones responden bien ante los requerimientos de seguridad o QoS, por ejemplo. 5.6.2 Estudio de mecanismos de calidad de servicio (QoS) entre dominios, aplicables a redes 3G con IMS El establecimiento de una comunicación extremo a extremo en redes IP garantizando los parámetros de calidad de la conexión (retardo, velocidad, etc.) se ve dificultado si hay varios dominios o proveedores de red involucrados, cada uno con sus políticas administrativas, niveles de calidad de servicio y protocolos de señalización de QoS.

64

Se debe estudiar el estado actual del problema de ofrecimiento de QoS extremo a extremo y presentar soluciones de aplicación a redes 3G basadas en el Subsistema IP Multimedia. 5.6.3 Implementación de un laboratorio de medida de Calidad de Servicio Es necesario disponer de un laboratorio para el estudio de la calidad de los servicios de telecomunicaciones, con especial énfasis en la calidad percibida por los usuarios. Para ello, se deben estudiar las herramientas que permitan realizar medidas de red y aplicación, simulación y emulación de redes, análisis de tráfico y captación de la opinión de los usuarios, realizar un estudio comparativo y definir una propuesta para el diseño del laboratorio basado en dichas herramientas y definiendo los recursos necesarios para su implantación. 5.6.4 Evolucionar desde las redes de la siguiente generación hasta introducir completamente IMS Las redes de la siguiente generación que se están implementando en Telefónica Chile permiten el desarrollo de servicios como casillas de voz, Centrex IP, VoIP residencial y corporativa, entre otras. Están capacitadas para el transporte IP y para la señalización SIP. Pero existen servicios que impulsan la evolución hacia una arquitectura basada en IMS (agregando las funcionalidades del CSCF y los mecanismos de seguridad) tales como mensajería unificada, telefonía de Banda Ancha, video telefonía, Push to Talk, entre otras. Esta evolución permite introducir servicios convergentes en forma gradual y haciendo posible la oferta innovadora de servicios convergente sobre diferentes tecnologías de acceso. Se necesita una arquitectura de red que desacople a los servicios de las tecnologías a través de interfaces estandarizadas.

65

FIGURA Nº 15 DESACOPLE SERVICIOS – TECNOLOGIAS

Fuente: Propia (2006). Los servicios tienen que estar basados en componentes comunes, lo cual permite la existencia de un Entorno de Creación de Servicios, en el cual los distintos protocolos permiten ejecutar las funciones que son necesarias para la aplicación de los diferentes servicios que pueden ser creados. El Entorno de Creación de Servicios debe poseer ciertas capacidades de seguridad como autorización y autenticación mientras que las capacidades de la red deben incluir control de llamadas y sesiones, tarifación en tiempo real y no real, localización del usuario y presencia.

66

FIGURA Nº 16 APLICACIONES Y CAPACIDADES DE RED

Fuente: Sonus Networks (2006). Un Entorno de Creación de Servicios (SCE) es una herramienta constituida por un conjunto de interfaces de software que permiten la creación rápida y portátil de servicios de telecomunicaciones. Permite la simulación y prueba de los servicios offline. A través de esta evolución hacia una red conforme a IMS se puede cumplir con el deseo de los usuarios de disponer de todos los servicios en el lugar, momento y terminal más conveniente, en definitiva, poder contar con servicios convergentes.

67

CAPITULO VI MIGRACION HACIA UNA NGN

Para llegar a la meta de ser una red convergente capaz de desplegar servicios de nueva generación, los operadores deben realizar acciones de investigación que les permita maximizar tanto la utilidad como la rentabilidad en el despliegue de estas nuevas redes y sus servicios asociados. Para lo cual se puede analizar esta migración bajo diversos aspectos, los cuales pueden incluir las necesidades tanto de usuarios como de operadores y el desarrollo de una arquitectura básica de integración entre redes fijas y móviles. Si bien hay muchas aristas en el desarrollo y evolución hacia una red de nueva generación (NGN), estos aspectos son básicos a la hora de estudiar la factibilidad de desarrollar un proyecto de esta magnitud, el cual si es bien manejado, promete traer inmensos beneficios a los operadores y al desarrollo en general de toda la industria de la telecomunicaciones. 6.1 Necesidades del usuario Este tipo de análisis le permite al operador percibir que tan asimilados están los nuevos servicios por parte de los usuarios, de tal forma poder maximizar el potencial de negocio. Además, obviamente representa el punto de partida para comenzar a desarrollar negocios basados en los nuevos servicios y tendencias que presentan mayor demanda. La “Encuesta de Satisfacción de Usuarios de Servicios de Telecomunicaciones y Ranking de Reclamos” que presenta Subtel, arroja algunos datos relevantes que evidencian los cambios en las tendencias de telecomunicaciones que se han ido produciendo en los últimos años.

68

FIGURA N° 17 PRESENCIA DE SERVICIOS EN LA MUESTRA

Fuente: Subtel (2007).

Al analizar la figura, lo primero que llama enormemente la atención es que la telefonía móvil supera ampliamente a la telefonía fija (por casi 20 puntos) y la baja penetración que tienen los servicios de larga distancia. Ya sea por su versatilidad, medios de pagos o por las nuevas tendencias de los usuarios, la penetración de la telefonía móvil ha aumentado en los últimos años, consolidándola dentro del medio nacional por sobre la tradicional telefonía fija.

69

FIGURA N° 18 COMBINACION DE SERVICIOS EN LOS HOGARES

Fuente: Subtel (2007).

Es importante también detenerse en el porcentaje de encuestados que sólo poseen el servicio de telefonía móvil, lo cual no sólo viene a ratificar la consolidación del servicio móvil, sino que devela la tendencia de que los usuarios están optando por reemplazar la telefonía fija con los servicios celulares. Y las conclusiones que arroja la encuesta respecto a la satisfacción del usuario por servicio, indica que el sector de las telecomunicaciones debe fortalecer la calidad de sus servicios, las plataformas de atención al cliente y mejorar la eficacia en las soluciones a problemas. Además el servicio de telefonía fija es el que presenta más problemas resolviendo tan sólo un tercio de los casos. Por otra parte, respecto de los atributos técnicos, es el servicio de telefonía móvil el que genera menos satisfacción. Sin duda que los usuarios son cada vez más exigentes, pero de forma implícita se puede apreciar claramente la fuerte tendencia de abandonar el servicio de telefonía fija y reemplazarlo por la telefonía móvil. Los motivos pueden ser muchos, desde tarifas y planes para todos los gustos, hasta un cambio social en el cual se requiere estar siempre disponible y de forma personalizada, ya que por lo general el número de un celular está asociado directamente con una persona, mientras que el número fijo se asocia a una familia entera.

70

Además, las necesidades del usuario tienden no sólo a la movilidad y al estar siempre conectado, sino que además a tener variedad de servicios en un dispositivo único y con la seguridad de una disponibilidad total del servicio. 6.2 Necesidades del operador Las nuevas redes deben ser desplegadas teniendo en cuenta los requisitos específicos de los operadores, para no cometer el error de desplegar una red sobredimensionada que podría generar grandes pérdidas por un periodo de tiempo no menor. Por otra parte, el detrimento del ARPU (retorno medio por usuario) y los altos índices de deserción, ejercen una enorme presión en operadores móviles y fijos, los cuales compiten cada vez más por el mismo retorno de suscriptores. A esto se agrega la consolidación de otras tendencias tales como:

• El éxito de mercado del servicio VoIP, que traslada el tráfico de voz desde las redes TDM hacia las redes IP.

• La continua disminución de los precios de las llamadas de voz, especialmente para las llamadas de larga distancia e internacionales.

• La aparente saturación del mercado de llamadas telefónicas en países desarrollados.

Una solución de Convergencia Fijo Móvil (FCM) ofrece nuevas oportunidades para los operadores fijos y móviles por medio de servicios convergentes. Esta solución apunta a todos los segmentos de los proveedores de servicios. a) Tradicionales operadores de voz

• Enfocado en los servicios de voz • Orientado, en un principio, a mantener la base de clientes ya establecida en

redes fijas • Propia infraestructura de acceso del cliente • Plan de negocios conservador

71

b) Fijos recién llegados (TV cable, ISPs)

• Enfoque en los servicios de datos. • Ingresos principalmente por medio de servicios de datos. • Nuevos ingresos por VoIP. • Plan de negocios agresivo.

c) Móviles

• Foco sobre la voz móvil. • Orientado a ampliar o mantener la base de suscriptores móviles. • Incorporar la atractiva base de suscriptores fijos. • Plan de negocios agresivo.

d) Híbridos

• Se establece una base de suscriptores fijos y móviles. • Unifica la organización de marketing y ventas. • Plan de negocios conservador o agresivo.

Si nuevos suscriptores necesitan ser captados o los antiguos mantenidos, FMC ayuda al operador a través de una oferta similar de servicios y aplicaciones convergentes para usuarios fijos y móviles, mientras reduce los gastos operacionales del operador. Incrementando la oferta del conjunto de servicios a los suscriptores, la lealtad del cliente aumenta y el éxodo disminuye. Además, al utilizar una arquitectura común IMS los nuevos servicios pueden desarrollarse rápidamente y los costos totales son compartidos entre muchas aplicaciones. También cabe destacar las posibles motivaciones, ya más generales, que pueden tener los operadores para evolucionar desde su actual arquitectura. Entre estas se pueden contar:

• El aumento de servicios que pueden ser ofrecidos. • Reducciones de los costos de operación. • Simplificación de operación y mantenimiento.

72

• Diversidad en la densidad de clientes. Abrir nuevos nichos de mercado. • El desarrollo tecnológico que se ha alcanzado en los actuales terminales de

usuario y en el acceso a la red. • El nivel de obsolescencia de los equipos instalados. • La competencia entre los servicios fijos y móviles.

También hay factores que deben ser considerados a la hora de implementar esta evolución hacia las redes NGN basadas en IMS.

• Asegurar la continuidad de servicios para los clientes existentes. • Introducción de nuevos servicios basándose en las necesidades del usuario y,

por ende, en la rentabilidad. • Interconexión con las redes existentes y con la de los otros operadores IMS. • Garantizar QoS para ciertos servicios y para los clientes críticos de negocio. • Políticas tarifarias de acuerdo a la demanda del mercado. • Incluir el concepto de Servicio Universal para los servicios básicos en Internet. • La regulación actual en el respectivo país.

Además, se debe desarrollar un plan de negocios que permita utilizarlo como una herramienta cuantitativa para valorar el modelo de negocio. Este plan de negocios debe considerar diferentes alternativas y determinar indicadores que sean relevantes y permitan predecir el riesgo de los proyectos. 6.3 Propuesta de una arquitectura básica de integración La propuesta para una solución de FMC, debe contemplar una arquitectura basada en el IP Multimedia Subsystem (IMS), tal como es descrito por 3GPP y ETSI TISPAN. De forma que se pueda potenciar las capacidades de la tecnología VoIP, mediando entre varias tecnologías de acceso y terminales de usuario. Una solución adecuada de convergencia fijo móvil se basa en una arquitectura de red que pueda ser percibida por el usuario como un servicio común, proporcionando aplicaciones tanto para usuarios fijos y móviles, unificando el concepto de comunicaciones y superando las barreras de red y tecnológicas existentes.

73

Además, la arquitectura y las tecnologías basadas en IMS facilitan el desarrollo de aplicaciones de valor agregado, con un impacto mínimo sobre la red, el acceso o el usuario. Al desarrollar una arquitectura de red basándose en los estándares de 3GPP y ETSI TISPAN, se da el espacio al desarrollo de operadores mixtos con otras aplicaciones, permitiendo un total soporte para CAMEL y Parlay OSA y dejando el espacio para una estrategia de evolución futura. La arquitectura debe desarrollarse bajo el concepto de capas de control y aplicación separadas. Por lo tanto, se puede proporcionar servicios y aplicaciones multimedia convergentes para usuarios SIP, tanto fijos como móviles, y también para los usuarios de las redes conmutadoras de circuitos ya existentes. Es importante dejar siempre el espacio para desplegar una mejor solución a futuro buscando otras alternativas en foros y entidades reguladoras, y no ver esta arquitectura como la respuesta definitiva. 6.3.1 Propuesta de una Arquitectura FMC Según lo indicado antes, la solución FMC debe seguir la arquitectura de ETSI TISPAN. La arquitectura de red ETSI TISPAN (Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking) Se basa principalmente en la reutilización del 3GPP IMS como la base para el control y la entrega de servicios en tiempo real (Basando el control en SIP). La arquitectura IMS 3GPP se extiende en ETSI TISPAN para incluir redes de acceso fijo adicionales, como xDSL. Se consideran los siguientes puntos:

• Tecnología de acceso independiente de las capas de control de sesión y de transporte.

• Capa de aplicación desacoplada de la capa de control y de transporte. • Uso del HSS como la base de datos centralizada que contiene los perfiles de

usuario para todos los subsistemas. • Interoperabilidad e interacción con las redes TDM heredadas (PSTN/ISDN). • Control de acceso a los servicios (autenticación y autorización, asignación de

aplicaciones). • Métodos de autenticación para las redes fijas sin el soporte a la tarjeta SIM.

74

En la figura a continuación se ven las entidades funcionales que componen la arquitectura FMC propuesta.

FIGURA N° 19 PROPUESTA DE ARQUITECTURA FMC

Fuente: Siemmens (2007)

6.3.2 Entidades funcionales de la arquitectura FMC Servidor de Aplicaciones de Voz (SAV) Luego de detectar la llamada de voz, el CSCF dirige la llamada al Servidor de Aplicaciones de Voz usando la interfaz ISC. Esta entidad debe proporcionar un conjunto de características de voz para usuarios residenciales y para las comunicaciones de negocio. Deben ser considerados los datos temporales como los datos de administración, encaminamiento, datos relacionados con la facturación y directorio de suscriptores. Su comportamiento es también el de un agente SIP de llamada que soporta el RFC 3261 y otros RFC SIP que sean importantes, y debe tener la capacidad de generar y almacenar CDRs para aplicar tarifas a los servicios de voz y manipular dígitos de traducción y encaminamiento.

75

En cuanto a los dos modos que contempla (residencial y de negocio) hay que considerar lo siguiente:

• Consumidores de servicios de VoIP y video telefonía. Proporcionar servicios suplementarios de voz, mientras que otros servidores de aplicaciones incorporan funcionalidades sin voz. Esta arquitectura permite efectivamente una arquitectura FMC, donde se incorporan funciones proveedoras de aplicaciones para todos los servicios, además de la voz, como la mensajería o Push to Talk. La posibilidad de que por medio de una interfaz basada en web el usuario pueda administrar sus propias configuraciones de suscripción, debe ser considerada.

• Aplicaciones de oficina (IP Centrex). Características avanzadas de voz como clik-to-dial, registro de la llamada, agenda de direcciones personal y de negocios y gestión de la llamada basado en web tienen que estar incluidas. Además incluir administración de suscripción y de grupos de negocios basado en web, así como también una interfaz de usuario final para una mayor confianza del suscriptor.

Esta entidad tiene que tener la capacidad de manejar panoramas de fallo del hardware o software (HW/SW) sin pérdida en la estabilidad de la llamada y en los datos de facturación, además de operar sobre hardware comercial. Controlador de pasarelas de medios y pasarelas de señalización (MGCF) Controlador que actúa como un Softswitch. Las funciones centrales son:

• Control de MGW por medio de H.248 • Provisión de características para la interconexión con la PSTN. • Generación de CDRs entre dominios administrativos. • Comunicación con el CSCF por medio de SIP. • Selección del CSCF según el número de encaminamiento entrante desde la

PSTN. • Señalización para las redes TDM heredadas usando ISUP. • Determinación de pasarelas (Gateway) de salida para las llamadas SIP

destinadas a la PSTN. • Interacción entre SIP e ISUP.

76

Debe permitir, además de las funciones MGCF ya descritas, completas funcionalidades para incluir a los suscriptores de banda estrecha conectados por medio de NGN o cualquier otro gateway de acceso controlado por medio de H.248 Pasarelas de medios (MGW) El MGW conecta la arquitectura FMC propuesta con las redes TDM heredadas y con otros operadores licenciados. Es controlado por medio de H.248 por el MGCF. Las características y funciones principales son:

• Mediación del tráfico de voz, fax y MODEM hacia IP. • Poseer un amplio rango de codecs de voz. • Detección de actividad de voz, supresión de silencio y generación de ruido. • Cancelación de eco. • Bajo consumo energético. • Detección y generación de tono. • QoS actualizado a DiffServ.

Controlador de sesiones multimedia (CSCF) Es el controlador de las sesiones multimedia y representa un elemento clave en la red IMS ya que provee soporte para el registro, configuración de la sesión y conexión a los servidores de aplicaciones, entre otras funciones. Soporta completamente los 3 roles del CSCF definidos por el 3GPP y ETSI TISPAN, ya sea en una misma entidad funcional o en forma separada. Sus funcionalidades incluyen:

• Control de sesión SIP, incluyendo registro, descarga del perfil de suscriptor y encaminamiento SIP.

• Autenticación de usuario (mecanismos token, http digest y IMS AKA), autorización y seguridad en la sesión.

• Comunicación con el Servidor de Aplicaciones, por medio de una interfaz estándar basada en SIP (Interfaz ISC), basado sobre el perfil del suscriptor (descargado desde el HSS), y habilitador de servicios.

• Facturación. • Soporte para la compresión de cabeceras SIP. • Estadísticas de rendimiento. • Manipulación de sobrecarga.

77

Además, el BGCF también tiene que ser parte del CSCF, ubicado junto al S-CSCF. BGCF es responsable de seleccionar el MGCF para la interconexión de IMS con el dominio de conmutación de circuitos (PSTN-PLMN). El CSCF se compone de hardware, Sistema operativo e Integración con el software de terceros. Base de datos (HSS) Es un HSS tal como lo especifica el 3GPP. El HSS almacena los perfiles de usuario IMS y realiza la autenticación y los servicios de autorización. El HSS incorpora la funcionalidad de Servidor de Movilidad de Usuario (UMS). Sus funciones principales son:

• Gestión de la suscripción IMS y almacenamiento de los datos de perfiles (datos relevantes de suscriptores IMS permanentes).

• Almacena los datos de aplicaciones de los suscriptores (usado por los servidores de aplicaciones IMS).

• Soporte de Registro y Autenticación IMS (IMS AKA) y autorización junto con el CSCF.

• Estadísticas de rendimiento. • Manejo de sobrecarga y carga compartida.

Servidor de Medios y Recursos (MRS) Habilita servicios innovadores y realza aplicaciones sobre una plataforma simple. Hospedando capacidades de procesamiento de audio, como por ejemplo Respuesta de Voz Interactiva (IVR), anuncios, conferencia de voz, grabación y reconocimiento de voz, el MRS provee aplicaciones y servicios múltiples sobre una sola plataforma. Otorga a los proveedores de servicios la ventaja de controlar y gestionar un sólo sistema que permite desplegar servicios múltiples y aplicaciones realzadas. Controlador para Sesiones en la Frontera (SBC) El SBC es usado para la interconexión de redes IP, como lo son las redes de empresas o las redes de acceso y dominios de carriers IP. El poder identificar otros dominios de carriers IP es otra de sus funciones. Sus características son:

78

• Traducción de direcciones NAT. • Seguridad de medios a través de firewall. • Ocultamiento de topología, control de acceso. • Cifrado de señalización. • Control de QoS y reporte de SLA. • Encaminamiento de llamada. • Control de admisión. • Monitoreo de uso del ancho de banda.

Servidor de Aplicaciones para la Gestión de la Movilidad (MM-AS) MM-AS trabaja con un teléfono de modo dual, que proporciona igualmente movilidad y funcionalidades de traspaso de llamadas entre dos dominios de red, por medio de un acceso IMS a través de WLAN (en casa) o por medio de una red celular pública GSM. El MM-AS provee la interconexión entre ambas redes. Se conectada al CSCF IMS como un servidor de aplicaciones IMS por medio de una interfaz ISC y provee una interfaz MAP para la conexión con el HLR GSM. Necesita una suscripción en IMS y en la red de conmutación de circuitos y el usuario puede ser alcanzado bajo un número único, el cual también es usado para hacer llamadas. Las llamadas activas pueden ser igualmente manipuladas entre ambas tecnologías de redes de acceso sin interrupción, por ejemplo dejando la casa. Servidor de Aplicaciones SIP (AS SIP) El Servidor de Aplicaciones SIP genérico es usado para el desarrollo de nuevos servicios. Hospeda un Entorno de Ejecución de Servicios que habilita al operador a crear estos nuevos servicios en forma rápida. 6.3.3 Solución de red totalmente basada en SIP Paso 1 para el dominio Fijo:

• Hospedar servicios de oficina basados en SIP, como Centrex IP para clientes de negocios.

• Desarrollar VoIP basado en SIP, incluyendo servicios complementarios de voz y aplicaciones de valor agregado como la mensajería instantánea y mensajería unificada para los clientes residenciales.

79

El paso 1 permite al operador de red fijo o híbrido, comenzar el rodaje comercial SIP para suscriptores alambrados. El operador estará preparado para proveer los siguientes servicios:

• VoIP Básico. • Centrex IP SIP. • Presentación y Restricción de línea de llamado. • Servicios de re encaminamiento (en caso de ocupado, sin respuesta, sin

servicio). • Servicio de bloqueo para llamadas salientes (números en particular, móviles,

internacional). • Presencia. • Agenda y disponibilidad habilitada por presencia. • Mensajería instantánea.

Paso 1 para el dominio móvil:

• Desarrollar nuevos servicios basados en SIP para usuarios móviles. Este paso permite a los operadores de redes móviles o híbridas comenzar el rodaje comercial de SIP para suscriptores móviles y además le permite proveer los siguientes servicios basados en IMS:

• Presencia. • Grupos y listas de servicios. • Mensajería instantánea. • Video telefonía dentro del dominio IMS.

El operador puede implementar estos pasos de desarrollo para las redes fijas y móviles de forma independiente o a través de un desarrollo en paralelo, dependiendo del plan de negocios actual y de sus necesidades. En cualquier caso, el equipamiento instalado puede después ser reutilizado para desarrollar una completa solución FMC.

80

Paso 2: Red NGN, convergencia fijo móvil El siguiente paso es implementar completamente la red NGN por medio de la solución FMC propuesta. 6.4 Aplicaciones y servicios que pueden ser ofrecidos por la arquitectura FMC 6.4.1 Servicios complementarios de llamada Se divide en dos conjuntos de servicios: Servicios básicos y servicios IP Centrex. Los servicios básicos están enfocados a los usuarios residenciales, mientras que IP Centrex a usuarios de negocio. Los servicios básicos que son soportados son: Transferencia de llamada cruzada, transferencia de llamada variable, transferencia de llamada por línea ocupada, transferencia de llamada por no respuesta, transferencia de llamada a una hora específica, rechazo de llamadas anónimas, selección de llamadas rechazadas, aceptación selectiva de llamadas y llamada en espera. Los servicios IP Centrex son: Servicio de plan de marcado local, llamada múltiple, línea rotativa (sistema multilínea con número único para atender a las otras líneas), Find-me/Follow-me (función inteligente de búsqueda y seguimiento), servicios click-to-dial (llamadas con un solo click del mause), además de los servicios básicos. 6.4.2 VoIP Es una gran oportunidad de negocio especialmente para los operadores fijos. Permite ofrecer nuevos servicios de voz que retienen y atraen nuevos clientes residenciales conectados por medio de cualquiera de las tecnologías de banda ancha existentes. 6.4.3 Conexiones de negocio Ofrece un conjunto de servicios telefónicos de negocio que incluye las características del tipo PBX y Centrex IP. Se puede añadir un conjunto de interfaces de portal web para los usuarios y administradores, un avanzado conjunto de servicios telefónicos y herramientas administrativas.

81

Esto le permite al usuario final personalizar el tratamiento a la llamada, otorgando un mayor control de la llamada entrante. 6.4.4 Continuidad en la llamada de voz Con la llegada de la tecnología IP, ha habido un enorme incremento de servicios ofrecidos a los usuarios finales. Varias aplicaciones como mensajería instantánea, chat y presencia, se han vuelto ampliamente utilizados, que son considerados servicios básicos, sin valor agregado. Los operadores tienen que enfrentar el desafío de incrementar el valor de sus servicios, por medio de aplicaciones que mejoren la experiencia del usuario. La continuidad en la llamada de voz es diseñada para permitirle al usuario una extensión del concepto de movilidad. Estando conectado a la red IP puede acceder a una amplia gama de servicios y, por otro lado, mientras está conectado al dominio GSM, el usuario puede mantener su movilidad. Para acoplar ambos dominios y proveer los traspasos cuando sean necesarios, el Servidor de Aplicaciones para la Gestión de la Movilidad (MM-AS), juega un rol fundamental. La combinación de servicios GSM y VoIP ofrece nuevos modelos de mercado a los operadores de red, tales como una diferenciación en el cobro de la llamada dependiendo de la red usada. 6.4.5 Video telefonía El servicio de video telefonía emplea una sesión SIP con dos componentes: video y voz. La señalización de sesión usada para establecer y controlar una sesión de video y voz es casi idéntica a la señalización usada solamente para la sesión de voz. Este servicio puede ser proporcionado a los suscriptores que poseen una conexión de banda ancha. El codec soportado depende del cliente de video telefonía que se va a utilizar.

82

6.4.6 Mensaje Unificado Provee una casilla de correo de voz en la cual un usuario puede recibir y administrar su correo de voz y puede tener acceso a sus mensajes usando un teléfono, explorador web o un cliente de correo electrónico. 6.5 Aspectos de Regulatorios 6.5.1 Llamada de voz de emergencia Un suscriptor fijo con un dispositivo VoIP (a través de un software cliente en un PC o teléfono SIP) podrá hacer una llamada de emergencia. Esto significa que, cuando un número de emergencia como 133 es marcado, la llamada de voz es establecida con un centro de emergencia. Todo el resto de los programas tienen que ser ignorados. El SAV y el MGCF serán proveídos con números únicos los cuales pueden ser usados por el respectivo traductor de dígitos para especificar o determinar una ruta hacia el servicio de emergencia solicitado. El traductor de dígitos del SAV, desde que el suscriptor marca el número de emergencia, sustituirá el número marcado por el número de ruta específico. El SAV envía el número de emergencia extendido con algunos dígitos adicionales, los cuales representan algún tipo de información de origen. 6.5.2 Interceptación legal Evitando involucrar elementos de control de la sesión, la interceptación legal debe ser considerada y desarrollada en los accesos, tanto para acceso móvil como fijo. Elementos como el SBC entregan el contenido de la llamada e interceptan la información relacionada. 6.6 Seguridad de la red La red FMC está protegida por los siguientes mecanismos

• Autenticación de usuario IMS aplicado durante el registro IMS. El usuario IMS debe autenticarse antes de accedes a los servicios IMS que le son concedidos. Basado en el perfil de usuario, IMS está habilitado para restringir

83

el acceso a los servicios IMS. El servidor de aplicaciones es invocado por el CSCF solamente después que el usuario ha sido autenticado correctamente.

• El BGCF actúa como un cortafuego SIP y protege el núcleo de la red contra ataques desde la red de acceso. Adicionalmente, un cortafuego estándar puede ser usado para una protección total del núcleo de red, cuando el usuario es conectado por medio de Internet.

• El acceso a IMS desde las redes fijas y WLAN es protegido y controlado por una gateway cortafuego a nivel de aplicaciones basado en SIP, desplegado en la entrada de IMS. Las funcionalidades de cortafuego SIP las provee el SBC.

• Un cortafuego SIP transparente puede ser usado para proteger y controlar el acceso IMS de otras redes de operadores IMS (interconexión IMS). Pasarelas IPSec entre las redes de operadores pueden ser usadas para tal efecto y así permitir un enlace seguro entre dos redes de operadores (aplicando protección de integridad y confidencialidad).

• Pasarelas IPSec opcionalmente también pueden ser usadas para un enlace seguro entre la red de acceso fijo y la red IMS. Es útil cuando el acceso fijo es, por ejemplo, proporcionado por un ISP y es usado Internet para la interconexión a la red IMS.

• El acceso IMS desde la red GPRS/UMTS no está protegido por un cortafuego SIP en la entrada a IMS. Esto es por el tráfico de señalización SIP entre el Terminal IMS. Además el tráfico de señalización entre el Terminal IMS y el P-CSCF opera sobre IPSec cuando la autenticación de usuario AKA IMS es usada. En tal caso, el tráfico de señalización es protegido íntegramente entre el UE y el P-CSCF.

• Filtros de paquetes IP pueden ser usados para limitar el acceso desde GPRS/UMTS hacia un conjunto limitado de elementos de red de IMS (como el P-CSCF, necesitado en señalización) que pueden ser contactados. Esto protege elementos de la red tales como el HSS, el S-CSCF y el MGCF. Así estos elementos de red no pueden ser contactados directamente por usuarios con acceso GPRS/UMTS.

84

CAPITULO VII CONCLUSIONES

En base al trabajo desarrollado se puede concluir que se cumplió con el objetivo de elaborar un documento que contribuya a la implementación en Chile de redes que apunten a desarrollar servicios convergentes, especialmente basándose en IMS. También se realizó una investigación de cómo se está llevando a cabo la implementación de redes basadas en IMS en otros países, lo cual permite observar lo siguiente:

• Una progresiva migración hacia la convergencia: Es un hecho muy claro. El actual desafío en las comunicaciones apunta a satisfacer la demanda de servicios convergentes y las grandes empresas proveedoras de servicios de telecomunicaciones ya han asumido está misión y están adecuando sus redes para poder incorporar IMS.

• Alianzas estratégicas: Nadie pretende trabajar sólo. Es evidente que son los operadores los que poseen toda la infraestructura física y la experiencia en el manejo y distribución de los componentes de red, pero no son estos los que se destacan en la creación de nuevos servicios. Hay empresas que llevan mucho tiempo desarrollando aplicaciones multimedia de nueva generación y ahora han incorporado IMS a sus portafolios de soluciones. Por lo tanto, estas alianzas permiten acelerar el desarrollo de nuevas aplicaciones y minimizar el riesgo y los costos asociados al incorporar nuevas tecnologías.

• Estandarización: Por razones obvias de confidencialidad, las empresas que están incluyendo a IMS en sus portafolios de soluciones no entregan mayores detalles sobre que entidades funcionales incluyen ni como se distribuyen, pero todos anuncian que están basados en la arquitectura propuesta por el 3GPP. Esta estandarización del núcleo de red permite la interacción entre redes, aplicaciones y servicios, haciendo posible la convergencia en sus muchas formas.

• Diferenciación por medio de aplicaciones: Para llegar al consumidor, es necesario desarrollar aplicaciones que les sean atractivas. En esta primera etapa de implementación de IMS, es importante poder diferenciarse a través de novedosas aplicaciones, con tal de conseguir la mayor cantidad de suscriptores.

85

En cuanto al desarrollo de servicios convergentes con mínima inversión que pueden ser proporcionados en una fase inicial de implementación de una red conforme a IMS, tenemos los siguientes:

• VoIP con tarifa plana. Al estar basado completamente en el protocolo IP para la transmisión de paquetes de información, es natural el transmitir voz sobre IP y como toda red conmutadora de paquetes, los recursos para comunicar tanto a equipos móviles cómo a fijos debieran ser similares, lo que permite una tarifa plana.

• Descarga de contenido multimedia. No requiere de grandes exigencias en cuanto a QoS y representa una alternativa atractiva para usuarios de dispositivos móviles.

• Compartir contenido Multimedia. De gran aceptación por parte de los usuarios en los países que ya lo están proporcionando.

• Servicio de mensajería y correo electrónico. Tanto para nivel empresas como usuario, el correo electrónico se ha convertido en una herramienta indispensable.

Estos servicios, excepto el de VoIP, no son exigentes en cuanto a QoS por lo tanto no comprometen muchos recursos de disponibilidad de la red y pueden ser atractivos para los usuarios, por lo cual son ideales para una primera etapa de implementación de una red basada en IMS. Por otra parte, el aporte concreto para Telefónica Chile fue el estudio de IMS y la manera de como se está aplicando esta tecnología en otros países. De este estudio se puede observar que la pérdida de rentabilidad en la PSTN, el costo de mantenimiento producto de la antigüedad de la red, la alta penetración de Internet y la percepción, por parte del usuario, de que el valor está en el servicio y no en la conexión, son las principales motivaciones para desplegar IMS. Pero, ni los analistas ni los proveedores han entregado casos de negocios concretos para adoptar IMS en el mercado Latinoamericano. Abundan las promesas de bajos costos de operación, aplicaciones novedosas que generarán ingresos y disminuirán el índice de deserción, pero siempre abordando el tema de una forma un tanto vaga y general.

86

También, es frecuente escuchar las amenazas que implican no implementar la tecnología IMS, como permitirle a un competidor ser el primero en comercializar con la plataforma o no estar a la vanguardia tecnológica. Pero siempre asumiendo que, desde el punto de vista financiero, IMS será ventajoso para los operadores y dentro de un plazo razonable, algo que no se puede dar por seguro. Que IMS tiene más sentido en aquellos países donde existe una competencia fuerte en el sector de telecomunicaciones, que los operadores híbridos son quienes cuentan con las mejores opciones de implementar IMS y que en muchos mercados se perciben altas pérdidas de ingresos producto de VoIP, son afirmaciones bien generales e insuficientes para tomar la determinación de implementar está tecnología. Es indudable que IMS será la red multiservicio del futuro, pero para que eso ocurra la industria tiene que abordar temas como los precios de los terminales y dispositivos de usuario, la creación de servicios atractivos y útiles para los clientes y la interoperabilidad entre operadores. Sin olvidar la infraestructura actual de los operadores, que tanto económicamente como tecnológicamente, es un aspecto fundamental en cuanto a la factibilidad de implementar IMS. Y esta tecnología tiene el potencial para ser mucho más que un método para aumentar la rentabilidad por medio de la disminución de costos. Es una tecnología capaz de ofrecer nuevos servicios a los clientes, generando novedosas fuentes de ingresos que no son posibles económicamente con la tecnología actual. Hoy en día es el sector corporativo el primer adherente de las soluciones IMS, por lo que no debiera sorprender que los servicios y aplicaciones que están desarrollándose se dirijan fuertemente a tal segmento. Sin ir más lejos, las aplicaciones que combinan voz, transmisión de datos en tiempo real y movilidad son atractivas para las grandes empresas e IMS ofrece tales servicios sin atar a los usuarios a terminales y equipos de redes propietarias, lo cual es una propuesta bastante atractiva. Algunos proveedores creen que los paquetes de soluciones basados en IMS reducirán los niveles de deserción experimentado por algunos operadores, por medio de la oferta de aplicaciones exclusivas. Sin embargo, la simpleza en el desarrollo de aplicaciones IMS y los estándares abiertos que lo componen, harán difícil que un

87

determinado operador logre mantener una ventaja así por mucho tiempo, ya que los servicios más populares de seguro serán rápidamente copiados por los competidores. Además, sobre IMS se puede mencionar que propone un modelo de arquitectura de red estandarizada, modelo que divide a la red en tres capas; Aplicación, Control y Usuario (acceso). La estandarización permite la integración de servicios, aplicaciones y de terminales de usuarios de distintos proveedores. El esquema de red de tres capas potencia el desarrollo de la industria, al permitir que terceros proveedores de servicios se incorporen sin la necesidad de desarrollar una arquitectura de red completa para proveer su servicio, enfatizando la capa de aplicación. Todo esto se traduce en beneficios para el usuario final o cliente de tales servicios, ya que las empresas competidoras en el negocio de las comunicaciones mejorarán la calidad de los servicios y sin la necesidad de incurrir en costos demasiado elevados, lo que posibilita entregar productos de calidad a precios accesibles al usuario. El incorporar IMS en la arquitectura de red, permite satisfacer los requerimientos de Calidad de Servicio y Ancho de Banda para los servicios multimedia de nueva generación y permite reutilizar la misma infraestructura para una variada gama de aplicaciones, ya que IMS proporciona las funciones requeridas para dar soporte a tales exigencias. Además, se reduce el tiempo y el esfuerzo en la implementación de nuevas aplicaciones y se consigue la interacción entre las redes fijas y móviles bajo un mismo estándar de comunicación, a través de paquetes IP. La decisión para definir la infraestructura de red correcta es crucial para el futuro despliegue de nuevas aplicaciones y para tomar tal decisión, se debe tener en cuenta las actuales tendencias de la industria mundial de las telecomunicaciones, las cuales apuntan a:

1) Menores ciclos de vida y respuestas flexibles a las necesidades de los consumidores. La competencia se manifiesta a través de una diversidad de productos y servicios. Lo que ha originado nuevos ciclos de vida, que obligan a sacar al mercado las tecnologías tan pronto como sea posible.

88

2) Velocidad de innovación. En los últimos años se puede apreciar una enorme velocidad en la innovación, impulsado por los avances tecnológicos y por la rivalidad entre las empresas debido a la intensa competencia por los mercados mundiales.

3) Aplicabilidad de las nuevas tecnologías. El desarrollo en el campo de la electrónica y en las tecnologías de acceso, ha abierto nuevas posibilidades para la creación de servicios y aplicaciones cada vez más innovadoras, sustentado por la gran capacidad de procesamiento de datos de los nuevos equipos de usuario.

4) Tecnologías intensivas en conocimientos. Las ventajas competitivas se están trasladando hacia el servicio técnico, la calidad y la capacidad de desarrollo de productos y servicios capaces de satisfacer las necesidades del mercado.

Para poder enfrentar tales tendencias, se requiere de la capacidad para determinar las tecnologías adecuadas, de acuerdo al costo que implica adquirirlas, el tiempo de asimilación y sus potenciales ventajas, capacidad de adaptar, mejorar y crear tecnología, para hacer frente a la continua necesidad de nuevos productos y también se requiere redes de información, para seleccionar efectivamente a los terceros proveedores de servicios. Comenzar implementando lentamente IMS evita un completo cambio de infraestructura en un futuro. La tendencia es clara y los servicios basados en IP regirán las comunicaciones en algunos años, por lo que la evolución hacia una arquitectura basada completamente en IP es inevitable y los operadores tendrán que decidir si implementan los cambios paulatinamente o si reestructuran completamente su red. Y en esta migración hacia una nueva arquitectura de red, los operadores necesitarán buscar el método más conveniente. La convergencia es más económica si la traducción a IP es realizada en el nodo de acceso, en vez de cualquier otro punto de la red y tal vez la única alternativa económicamente viable es aprovechar cualquier despliegue de red por necesidad de un servicio, para desplegar equipos de acceso que permitan soportar los demás servicios. Desde la perspectiva a futuro se plantea la necesidad de desarrollar una investigación más profunda al respecto. Dada la amplitud del tema, sólo se abordó

89

los puntos más generales y aún se puede profundizar cada uno de los aspectos revisados en este proyecto. Dentro de los temas que debieran ser profundizados están: mecanismos de Calidad de Servicio (QoS) y seguridad para las redes IP, manipulación y control de las sesiones IMS e interacción con las redes conmutadoras de circuitos. Además, se puede concluir que hay algunos temas que pueden ser interesantes para incorporarlos en estudios posteriores, los cuales menciono a continuación:

• Se requiere una investigación sobre como se puede implementar IMS en nuestro país, que involucre el estado actual del núcleo de red y qué cambios deben realizarse para incorporar IMS y sus bloques funcionales.

• Un estudio sobre los aspectos legales en nuestro país, el cual involucre las exigencias para las empresas proveedoras para los diferentes servicios que pueden ser proporcionados y qué regulaciones existen en cuanto a los cargos y cobros por servicio que pueden aplicar las empresas proveedoras.

• Un estudio que permita analizar los niveles reales de seguridad que pueden ser proporcionados por IMS, que permita constatar que tan confiable es el sistema y cuales son los puntos vulnerables sobre los cuales hay que trabajar.

• Nuevos terminales de usuario. Los terminales de usuario son fundamentales y la evolución de la tecnología permite que los operadores ofrezcan nuevos servicios.

En definitiva se puede concluir que mientras los usuarios desean y demandan servicios convergentes, los operadores están interesados en aumentar el ARPU y son los servicios convergentes los que satisfacen ambas necesidades. Utilizando una arquitectura basada en IMS pueden introducirse servicios convergentes de forma gradual, posibilitando una evolución por etapas, maximizando el retorno sobre activos. La arquitectura de red de IMS posibilita la oferta innovadora de servicios convergentes sobre diferentes tecnologías de acceso, cumpliendo con los deseos de los operadores y de los usuarios. Sin embargo, prácticamente no se han hecho estudios o proyecciones sobre la implementación de IMS en Latinoamérica. De hecho los pronósticos de los expertos rara vez van más allá que anticipar el año en que comenzará el despliegue de IMS en Latinoamérica.

90

Esto no puede ser una sorpresa, debido al incipiente estado de IMS y los escasos despliegues que se han efectuado en los países desarrollados. La consecuente falta de datos no permite hacer cálculos significativos y no hace más que fomentar en los operadores una actitud conservadora en esta área. La ausencia de proyecciones concretas atenta contra las potenciales decisiones de los operadores de implementar la tecnología IMS, lo cual bien podría frenar su adopción en la región.

91

BIBLIOGRAFIA 3rd Generation Partnership Project – 3GPP (2006). http://www.3gpp.org 3rd Generation Partnership Project (2005). “End-to-end Quality of Service (QoS) concept and architecture”. Technical Specification Group Services and System Aspects. 3GPP [TS 23.207]. 53 pp. 3rd Generation Partnership Project (2006). “Access security for IP-based services”. Technical Specification Group Services and System Aspects. 3GPP [TS 33.203]. 65 pp. 3rd Generation Partnership Project (2006). “Charging data description for the IP Multimedia Subsystem (IMS)”. Technical Specification Group Service and System Aspects. 3GPP [TS 32.225]. 63 pp. 3rd Generation Partnership Project (2006). “IP Multimedia Subsystem (IMS)”. Technical Specification Group Services and System Aspects. 3GPP [TS 23.228]. 197 pp. 3rd Generation Partnership Project (2006). “Network architecture”. Technical Specification Group Services and Systems Aspects. 3GPP [TS 23.002]. 61 pp. 3rd Generation Partnership Project (2006). “Security aspects of early IP Multimedia Subsystem (IMS)”. Technical Specification Group Services and System Aspects. 3GPP [TS 33.978]. 26 pp. ALCATEL (2004). “QoS and Service-based Local Policy Control for UMTS Multimedia”. P. Dauchy, A. Van Ewijk, S. Chischportich, J de Vriendt y D. Goderis. White Paper. 9 pp. Bannister, Jeffrey; Coope, Sebastian; Mather, Paul (2004). “Convergence Technologies for 3G Networks”. John Wiley & Sons, Ltd. West Sussex. Inglaterra. 43-505 pp.

92

Casas, Pedro; Guerra, Diego; Irigaray, Ignacio (2005). “Calidad de Servicio Percibida en Servicios de Voz y Video sobre IP”. Facultad de Ingeniería. Universidad de la República. Uruguay. 203 pp. Cisco Systems (2005). “Cisco Service Exchange Solution for IP Multimedia Subsystem (IMS)”. White Paper. 9 pp. Cisco Systems (2005). “Convergencia redes IP, Fijas y Móviles”. Omar Santarelli. 43 pp. Colegio de Ingenieros de Chile (2007). http://www.ingenieros.cl Cuevas, Antonio; Gracía, Carlos; Moreno, José y Soto, Ignacio (2005). “Los pilares de las redes 4G: QoS, AAA y Movilidad”. Departamento de Ingeniería Telemática. Universidad Carlos III de Madrid. Madrid. España. 6 pp. ERICSSON (2004). “IMS – IP Multimedia Subsystem: The value of using the IMS architecture”. White Paper. 27 pp. ERICSSON (2005). “Evolution towards All-IP: the Service Layer”. White Paper. 18 pp. ERICSSON (2006). “GSM & WCDMA Seamless Network”. White Paper. 24 pp. Freen, Russ (2006). “Secrets to Success When Implementing IMS in a Voice Network”. IMS Magazine. Estados Unidos. Febrero. Volumen 1. 38-39 pp. Lenahan, Grant (2006). “The Evolution of IMS: Beyond SIP and VoIP”. IMS Magazine. Estados Unidos. Abril. Volumen 1. 18-20 pp. Maureira, Juan Carlos y Doll, Mark (2003). “Evaluation of a Burst Friendly Treatment to Quick Forwarding PHB”. Institut of Telematics. University of Karlsruhe. Karlsruhe. Alemania. Junio. 72 pp. McHugh, Mike (2006). “IMS and the Future of Telecommunications”. IMS Magazine. Estados Unidos. Febrero. Volumen 1. 32-33 pp.

93

McHugh, Mike (2006). “IMS Service Creation: The Value of a Converged Approach”. IMS Magazine. Estados Unidos. Abril. Volumen 1. 24-25 pp. Motorola (2005). “Motorola IP Multimedia Subsystem”. White Paper. 10 pp. Motorola (2006). http://www.motorola.com NOKIA (2004). “IP Multimedia – a new era in communications”. White Paper. 12 pp. NOKIA (2006). http://www.nokia.com Nortel (2006). http://www.nortel.com Nortel (2006). “Why Nortel for Fixed Mobile Convergence?”. White Paper. 4 pp. Siemens (2007). “Fixed Mobile Convergence (FMC).” White Paper. 72 pp. Sonus Networks (2006). http://www.sonusnet.com SUBTEL (2007). http://www.subtel.cl Telefónica Chile (2006). “Definición técnica del servicio Centrex IP Fijo-Móvil”. Contreras, Rene. Santiago. Chile. 12 pp. Telefónica Chile (2006). “Manual Técnico Centrex IP”. Daroch, Arnaldo; Sazo, Oscar y Soto, David. Santiago. Chile. 57 pp. Telefónica Chile (2006). “Proyecto Centrex IP”. Sazo, Oscar; Santibáñez, Rafael. Santiago. Chile. 13 pp. The Internet Engineering Task Force – IETF. Request for Comments (2006). http://www.ietf.org/rfc.html Torres, Arturo y Soriano, Leonel (2003). “Análisis y Propuesta de un Esquema de Calidad de Servicio (QoS) para la red de la Universidad de Colima”. Maestro en Computación. Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Universidad de Colima. Colima. Colombia. Septiembre. 89 pp.

94

ANEXOS

95

ANEXO 1 GLOSARIO

2G (Segunda Generación): Generación de la telefonía móvil que introdujo la digitalización total de la red y los terminales. 3G (Tercera Generación): Generación de la telefonía móvil en proceso de llegada. Supondrá definitivamente la apertura a nuevas posibilidades de servicios y aplicaciones, basados en las capacidades nativas de las nuevas tecnologías (principalmente UMTS y CDMA2000). 3GPP (3rd Generation Partnership Project): Es un acuerdo de colaboración entre entidades de estándares de distintas partes del mundo que se han unido para realizar un acuerdo de especificaciones técnicas aplicables globalmente. AAA (Authentication, Authorization and Accounting): Proporciona al HSS de la arquitectura IMS la información de autenticación, autorización y contabilidad para redes de conmutación de paquetes. AKA (Authentication and key Agreement): La autenticación y los acuerdos de las claves en IMS son llamados IMS AKA, que consigue una autenticación mutua entre el ISIM y la red local. API (Application Programming Interface): Es la interfaz que un sistema informático, una librería o una aplicación proporciona para permitir que los pedidos de servicios y/o datos que les son hechos por otros programas informáticos sean intercambiados. ARPU (Average Revenue Per User): Es la media de ingresos por usuario que obtiene en un mes una compañía de servicios con amplia base de usuarios residenciales. Se calcula dividiendo el total de ingresos obtenidos en un mes por el total de usuarios activos de la empresa. AS (Application Server): Se encuentra en el tope de la infraestructura IMS y permite agregar valor a los servicios multimedia basados en IP, servicios a los cuales hospeda y ejecuta.

96

ATM (Asynchronous Transfer Mode): Modo de transferencia asíncrono. Tecnología de transferencia de datos a alta velocidad, basada en el empleo de paquetes (células) de tamaño fijo y pequeño, lo que supuestamente lo hace muy adecuado para manejar tipos de tráfico muy heterogéneo (voz, vídeo, datos genéricos, entre otros). BGCF (Breakout Gateway Control Function): Es un servidor SIP que incluye funcionalidades de direccionamiento. Es usado solamente cuando se llama desde un teléfono IMS a un teléfono de una red conmutadora de circuitos. BroadSoft: Empresa que crea software de aplicación VoIP, los cuales permiten a los proveedores de servicios ofrecer la funcionalidad telefónica más avanzada a sus clientes de negocios y residenciales. BSC (Base Station Controller): Se encarga de todas las funciones centrales y de control del subsistema de estación base en una red GSM. BTS (Base Transceiver Station): Se encarga de proporcionar, vía radio, la conectividad entre la red y las estaciones móviles. CAC (Control de Admisión de Llamadas): Ayuda a garantizar que QoS de voz se mantenga a través de los enlaces saturados. Vigila la red y rechaza una llamada nueva cuando el tráfico esta a capacidad maxima. CAMEL (Customized Applications for Mobile networks Enhanced Logic): Es un conjunto de estándares diseñados para trabajar con el núcleo de red GSM o con la red UMTS. Permite a los operadores definir servicios sobre los estándares de servicios GSM/UMTS. CHAP (Challenge Handshake Authenticacition Protocol): Protocolo de Autenticación por desafío Mutuo. Es un método de autenticación remota o inalámbrica. CIR (Commited Information Rate): indica qué anchura de banda garantizamos como mínimo para una bajada de datos. Esto no quiere decir que la velocidad de bajada sea siempre igual al CIR, si no que se ajustará a las calidades y accesos de la línea y servidor, reservando una mínima velocidad (el CIR) para nuestras comunicaciones, sea cual sea la situación de las mismas. Si indicamos un CIR de 400 Kbps al 95%,

97

indicará que nuestra velocidad sería de 400 Kbps pudiendo bajar hasta los 380 Kbps (en caso de un CIR 100%, la velocidad sería constante de 400 Kbps). Decir que el ADSL alcanza los 256 Kbps no es decir toda la verdad: el CIR garantizado es de 25 Kbps – y esto lo saben muy bien los señores de Telefónica – de manera que el CIR se indicaría como 256 Kbps al 10%. COPS (Common Open Policy Service): Este protocolo (descrito en el RFC 2748) define un modelo cliente/servidor sencillo para proporcionar control de políticas a protocolos de señalización de calidad de servicio. El protocolo COPS se basa en sencillos mensajes de petición y respuesta utilizados para intercambiar información acerca de políticas de tráfico. Utiliza TCP como protocolo de transporte, es extensible en semántica y guarda el estado de todas las políticas. Delay: Tiempo que tarda un paquete de red en llegar a su destino. Es el tiempo de espera entre dos eventos, como el tiempo transcurrido entre el envío de una señal y la recepción de la misma. Diameter: Es un protocolo de red para la autentificación, autorización y control (AAA) para aplicaciones tales como acceso de red o movilidad IP. El concepto básico es proporcionar un protocolo base que pueda ser extendido para proporcionar servicios AAA a nuevas tecnologías de acceso. DSCP (Differentiated Services Code Point): El punto de código de servicios diferenciados (DSCP) es un campo de un paquete IP que permite la asignación de distintos niveles de servicio al tráfico de red. Para ello, cada paquete de la red se marca con un código DSCP y se le asocia el nivel de servicio correspondiente. DSL (Digital Subscriber Line): Es un término utilizado para referirse de forma global a todas las tecnologías que proveen una conexión digital sobre la línea de abonado de la red telefónica local. DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency): Marcación por tonos. Cuando el usuario pulsa en el teclado de su teléfono la tecla correspondiente al dígito que quiere marcar, se envían dos tonos, de distinta frecuencia, que la central decodifica a través de filtros especiales, detectando instantáneamente que dígito se marcó. La Marcación por tonos fue posible gracias al desarrollo de circuitos integrados que generan estos

98

tonos desde el equipo terminal, consumiendo poca corriente de la red y sustituyendo el sistema mecánico de interrupción-conexión (el anticuado disco de marcar). E1: Es un formato europeo de transmisión digital ideado por el ITU-TS. El formato de la señal E1 lleva datos en una tasa de 2,048 millones de bits por segundo y puede llevar 32 canales de 64 Kbps cada uno, de los cuales treinta y uno son canales activos simultáneos para voz o datos en SS7 (Sistema de Señalización Número 7). Los circuitos E1 son bastante comunes en la mayoría de las centrales telefónicas y se usan para conectar grandes y medianas empresas con centrales remotas, o para conexión entre centrales. EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution): Es una tecnología de la telefonía móvil celular. Aunque EDGE funciona con cualquier GSM que tenga implementado GPRS, no todos los teléfonos móviles soportan esta tecnología. EDGE puede ser usado en cualquier transferencia de datos basada en conmutación por paquetes. Ethernet: Tecnología de red de nivel 2 originaria del mundo de la LAN que actualmente se está extendiendo a otros entornos de red como MAN y WAN. ETSI: European Telecommunications Standards Institute Fixed-Filter (FF): Estilo de reservas de los filtros de RSVP. Este modo indica que mientras dure la conexión el receptor sólo recibirá paquetes de las fuentes indicadas en la petición de reserva original. Flowspec: Especificación de flujo. En RSVP, describe tanto la corriente de tráfico enviada por la fuente como los requerimientos del servicio de la aplicación. Especifica la QoS deseada y establece los parámetros en el programador de paquetes del nodo. GGSN (Gateway GPRS Support Node): En la arquitectura IMS, es uno de los encargados de hacer posible la convergencia entre las redes y servicios inalámbricos con las redes y servicios basados en IP. GPRS (General Packet Radio System): Tecnología digital de telefonía móvil. Proporciona altas velocidades de transferencia de datos (especialmente útil para conectar a Internet) y se utiliza en las redes GSM.

99

GSM (Global System for Mobile communications): Sistema global de comunicaciones móviles. Las siglas inicialmente se referían al grupo encargado de su definición y estandarización (Groupe Spéciale Mobile, en francés). H.248: Es un complemento a los protocolos H.323 y SIP. Define el mecanismo necesario de llamada para permitir a un controlador Media Gateway el control de puertas de enlace para el soporte de llamadas de voz/fax entre redes IP-IP o IP-PSTN. H.323: Estándar desarrollado por la ITU que especifica los componentes, protocolos y procedimientos para conseguir servicios de comunicaciones multimedia sobre redes de paquetes del mismo tipo que las redes IP. HLR (Home Location Register): Proporciona al HSS, dentro de la arquitectura IMS, la información requerida en las redes móviles. HSS (Home Subscriber Server): Es la principal base de datos de usuario que soporta a las entidades de la red IMS que estén manipulando las llamadas/sesiones IAD (Integrated Access Device): Dispositivo que le permite al usuario el acceso a redes de área amplia e Internet. I-CSCF (Interrogating Call Session Control Function): Es el punto de contacto dentro de la red IMS de un operador, para todas las conexiones destinadas a un usuario de esa red, o para un usuario en modo roaming situado actualmente dentro del área de servicio de ese operador. IETF (Internet Engineering Task Force): Foro de definición de los protocolos de Internet. IM-SSF (IP Multimedia Service Switching Function): Interfaz con los servidores de aplicaciones CAMEL. IN (Intelligent Network): Arquitectura de red para redes de telecomunicaciones tanto móviles como fijas que permite proveer servicios con valor agregado además de los servicios de telecomunicaciones estándares.

100

IP: Internet Protocol. Uno de los protocolos del conjunto TCP/IP para comunicaciones de datos. IPv4: IP versión 4. Versión actualmente desplegada del protocolo IP en la gran mayoría de las redes del mundo. IPv6: IP versión 6. Es la evolución del protocolo IPv4. El objetivo de la evolución es permitir el crecimiento de las redes IP, tanto en volumen de tráfico como en número de nodos conectados. ISC (Interface Service Control): Interfaz que comunica al S-CSCF y las plataformas de servicios dentro de la arquitectura IMS. ISUP: Es un protocolo de circuitos conmutados, usado para configurar, manejar y gestionar llamadas de voz y datos sobre PSTN. Es parte de la señalización ANSI SS7, la cual soporta la transmisión de datos o circuitos digitales. IVR: (Interactive Voice Response): Consiste en un sistema telefónico que es capaz de recibir una llamada e interactuar con el humano a través de grabaciones de voz. Es un sistema de respuesta interactiva, orientado a entregar y/o capturar información automatizada a través del teléfono permitiendo el acceso a los servicios de información y operaciones autorizadas, las 24 horas del día. Jitter: Es la variación aleatoria de la latencia, cuyo origen puede estar en el mismo equipo terminal, en el tráfico que temporalmente reduce las capacidades de la red a lo largo de toda la ruta, o con cambios en el camino que siguen los paquetes (saltando de un router a otro). Estos cambios aleatorios son los que provocan que los paquetes lleguen en un orden distinto al que fueron emitidos. MGCF (Media Gateway Control Function): Provee la función de señalización entre los elementos de la red IMS y la red pública conmutada. MGW (Media Gateway): Genera una interfaz entre los medios de la red conmutadora de circuitos y una red conmutadora de paquetes. MPLS (Multiprotocol Label Switching): Es un mecanismo de transporte de datos estándar creado por la IETF y definido en el RFC 3031. Opera entre la capa de

101

enlace de datos y la capa de red del modelo OSI. Fue diseñado para unificar el servicio de transporte de datos para las redes basadas en circuitos y las basadas en paquetes. Puede ser utilizado para transportar diferentes tipos de tráfico, incluyendo tráfico de voz y de paquetes IP. MRF (Multimedia Resource Function): Dentro de la arquitectura IMS, el MRF proporciona una fuente de medios en la red local. MSN (Microsoft Network): Es un proveedor de servicios a Internet (ISP) desarrollado por la empresa Microsoft, que distribuye servicios como cuentas de correo electrónico, mensajería instantánea, motor de búsqueda y servicios para la creación de Blogs. MTP (Message Transfer Part): Parte de los protocolos SS7. Es responsable del correcto transporte de datos extremo a extremo de mensajes SS7. Multicast: La tecnología multicast representa un servicio de red en el cual un único flujo de datos, proveniente de una determinada fuente, se puede enviar simultáneamente a diversos receptores interesados. El método multicast sólo se puede usar en ambientes corporativos, a pesar de algunos esfuerzos aislados para introducirlo en Internet, y aplica únicamente para transmisiones en vivo. NGN (Next Generation Network): Redes de nueva generación. Node B: Se encarga de proporcionar la conectividad entre la red y las estaciones móviles, utilizando WCDMA como tecnología de transporte. OSA (Open Services Architecture): Es parte de las redes de telecomunicaciones móviles de tercera generación. Describe cómo los servicios son implementados en una red UMTS. Los estándares para OSA son publicados por el ETSI y el 3GPP. P2P (peer to peer): Se refiere a una red que no tiene clientes y servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan simultáneamente como clientes y como servidores de los demás nodos de la red. Parlay: Es un API abierto para redes telefónicas (fijas y móviles).

102

PBX: Una PBX es un sistema electrónico de conmutación para establecer comunicaciones. El uso de una PBX permite conectar a todos los teléfonos de una empresa, separándolos de la red de telefonía local pública (PSTN), evitando tener una línea propia con cargos mensuales y evitando salidas de llamadas hacia la central telefónica que regresan nuevamente para comunicarse internamente. PCM (Pulse-code modulation): Representación digital de una señal análoga, donde la amplitud de la señal es muestreada regularmente a intervalos uniformes, para ser cuantificada en formando un código digital. P-CSCF (Proxy Call Session Control Function): Es el primer punto de comunicación hacia y desde un usuario final con el núcleo de red IMS y además actúa como un servidor Proxy, aceptando peticiones entrantes y salientes. PDF (Policy Decision Function): Actúa con el P-CSCF dentro de la arquitectura IMS. Autoriza los recursos para los medios, como puede ser la asignación de QoS. PDP (Policy Decision Point): Es el punto de decisión de las políticas a aplicar. Al recibir una petición que requiera la implicación de una política, el PDP teniendo en cuenta el origen de la petición, obtiene las políticas que tiene aplicadas el origen de esta petición, las revisa teniendo en cuenta todas la variables y soluciona, si fuese el caso, la contradicción entre una política y otra. Una vez decididas las políticas este le pasa la información al PEP. PEP (Policy Enforcement Point): Es siempre un componente del nodo de red. Es el punto donde se decide dónde y cómo actuará la política. Cuando ocurre un evento en la red, el cual requiere la implicación de una política, el PEP envía la petición de este evento al PDP donde se procesa y se obtiene una respuesta que será enviada al PEP que es el que actuará. PHB (Per Hop Behavior): En una red DiffServ, los nodos internos pueden manejar los paquetes en forma diferente. De los 8 bits de este campo, solamente se utilizan los primeros 6 bits. Los dos bits restantes se encuentran reservados para aplicaciones futuras. Estos seis bits forman el campo DiffServ (DS) del encabezado del paquete de IP. Cada una de las 64 posibles combinaciones puede significar una forma diferente de tratar los paquetes por parte de los Router. A cada una de estas posibles formas de tratar al paquete se le llama “Per Hop Behavior”.

103

PLMN (public land mobile network): Es una red que es establecida y operada para proveer de servicios de telecomunicaciones móviles al público. POTS (Plain Old Telephone Service): Es el tradicional servicio telefónico análogo, donde la señal es transportada por medio de hilos de cobre. PSTN (Public Switched Telephone Network): Es una red con conmutación de circuitos optimizada para comunicaciones de voz en tiempo real. Cuando se llama a alguien, se cierra un conmutador y establece así un circuito con el receptor de la llamada. PSTN garantiza la calidad del servicio (QoS) al dedicar el circuito a la llamada hasta que se cuelga el teléfono. RDSI (Integrated Services Digital Network): Red de comunicaciones normalizada por ITU-T, que tiene como objetivo la comunicación digital de voz, datos e imágenes a través de una sola conexión física. RFC (Request For Comments): Conjunto de notas técnicas y organizativas donde se describen los estándares o recomendaciones de los protocolos utilizados por IETF. RNC (Radio Network Controller): Nodo de la red de acceso UMTS encargado de controlar los Nodos B. Administra los recursos de trasporte por radio, administra funciones de movilidad y es donde se realiza la codificación de los datos que son enviados desde un equipo móvil. RTP (Real-time Transport Protocol): Es un protocolo de nivel de aplicación, utilizado para la transmisión de información en tiempo real, como por ejemplo audio y video en una video conferencia. Está desarrollado por el grupo de trabajo de transporte de Audio y Video del IETF, publicado por primera vez como estándar en 1996 y actualizado posteriormente en 2003. SCIM (Service Capability Interaction Manager): En la arquitectura IMS, provee la administración dinámica de recursos entre todas las aplicaciones y se asegura de que haya suficientes recursos asignados a las aplicaciones cuando éstas son solicitadas o usadas por los usuarios finales.

104

S-CSCF (Serving Call Session Control Function): Dentro de una red IMS el S-CSCF realiza los servicios del control de la sesión para poder proporcionar el servicio al usuario y mantiene el estado de la sesión según las necesidades del operador SDP (Session Description Protocol): Protocolo definido por el IETF. Destinado a la gestión de sesiones (anuncio, invitación e iniciación). SGSN (Serving GPRS Support Node): Es uno de los encargados de hacer posible la convergencia entre las redes y servicios inalámbricos con las redes y servicios basados en IP dentro de la arquitectura IMS. Shared-Explicit (SE): Estilo de reservas de los filtros de RSVP. Crea una reserva única compartida por varios transmisores especificados. SIM (Subscriber Identity Module): Módulo de identificación de usuario. Elemento que permite al usuario mantener su información de suscripción y perfil de usuario independientemente del terminal que use. Generalmente adopta la forma de una tarjeta inteligente. SIP (Session Initiation Protocol): Protocolo de iniciación de sesión, definido por el IETF. Skype: Es una red de telefonía entre pares (peer to peer) por Internet. Los usuarios de Skype pueden mantener hablar entre ellos de forma gratuita y les es posible llamar a teléfonos convencionales, cobrándoles diversas tarifas dependiendo del país de destino. SLS (Service Level Specifications): Especificaciones del Nivel de Servicio. El SLS lleva a cabo el estudio del rendimiento de la red, la latencia, la espera en las entradas y/o salidas de los puntos donde se proporciona el servicio y de la disposición del tráfico. SMS (Short Messages Services): Servicio disponible en los teléfonos móviles que permite el envío de mensajes cortos (mensajes de texto) entre teléfonos móviles, teléfonos fijos y otros dispositivos de mano.

105

SS7 (Sistema de señalización por canal común nº 7): Sistema de señalización fuera de línea, usando un canal de señalización separado. Esto evita los problemas de seguridad que tenían los sistemas anteriormente y los usuarios finales no tienen acceso a estos canales. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Conjunto de protocolos para la transmisión de datos en modo paquete en el mundo Internet. TDM (Time Division Multiplexing): Multiplexado por división en el tiempo. TDMA (Time Division Multiple Access): Acceso múltiple por división en el tiempo. TISPAN: Telecom & Internet Converged Services & Protocols for Advanced Networks. Trigger: En una Base de datos es un evento que se ejecuta cuando se cumple una condición establecida. Son usados para mejorar la administración de la Base de datos, sin necesidad de contar con el usuario que ejecute la sentencia. UIT: Acrónimo en castellano de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. UMA (Unlicensed Mobile Access): La tecnología UMA provee acceso a los servicios móviles GSM y GPRS sobre tecnologías de acceso que utilizan espectro de frecuencia sin licencia, que incluyen a 802.11 y Bluetooth. Unicast: Es un envío de información desde un único emisor a un único receptor. El método unicast es el que está actualmente en uso en Internet y se aplica tanto para transmisiones en vivo como bajo demanda. VoIP: Voz sobre IP. Tecnología de transmisión de voz a través de redes IP. VPN (Virtual Private Network): Es una tecnología de red que permite una extensión de la red local sobre una red pública o no controlada, como por ejemplo Internet. El ejemplo más común es la posibilidad de conectar dos o más sucursales de una empresa utilizando como vínculo Internet.

106

VRF (Virtual Routing and Forwarding): Tecnología usada en las redes de computadores. Permite que múltiples tablas de ruteo coexistan dentro de un mismo router al mismo tiempo. WCDMA (Wideband-Code Division Multiple Access): Constituye una tecnología móvil inalámbrica que aumenta las tasas de transmisión de datos de los sistemas GSM utilizando la interfaz aérea CDMA en lugar de TDMA y por ello ofrece velocidades de datos mucho más altas en dispositivos inalámbricos móviles y portátiles. Wildcard-Filter (WF): Estilo de reservas de los filtros de RSVP. Todos los receptores comparten una única reserva cuyo tamaño es el mayor de las solicitudes de recursos de los receptores. WiMAX: Tecnología para el bucle de usuario inalámbrico de banda ancha basada en el estándar IEEE 802.16. WLAN (Wireless Local Area Network): Es un sistema de comunicación de datos inalámbrico flexible muy utilizado como alternativa a las redes LAN cableadas o como extensión de éstas. Utiliza tecnología de radiofrecuencia que permite mayor movilidad a los usuarios al minimizar las conexiones cableadas. xDSL: Término genérico para referirse a las distintas técnicas que utilizan el canal telefónico para la transmisión de datos a alta velocidad. La "x" representa las distintas variedades de tecnologías DSL disponibles: por ejemplo, ADSL, HDSL o VDSL. Esta familia de tecnologías ofrece un amplio ancho de banda a través del par de cobre convencional del servicio telefónico.

107

ANEXO 2 CALIDAD DE SERVICIO

CALIDAD DE SERVICIO (QoS) La información que fluye a través de Internet y de las redes conmutadoras de paquetes progresa a igual razón con que progresa la tecnología y, actualmente, la forma en que se transmite esta información no proporciona una buena calidad de servicio. Esto es porque el tratamiento de “mejor esfuerzo” dado por los actuales Router al flujo de información no es suficiente para conseguir los requerimientos de los usuarios de Internet en cuanto a calidad de servicio. La tecnología IP tal como se concibió originalmente, no ofrece ningún tipo de garantías de calidad de servicio. Sin embargo, existen servicios, entre ellos el telefónico, con rigurosos requisitos de retardo y variación del retardo, que hacen necesario añadir funcionalidades a IP, para que las redes basadas en este protocolo, sean capaces de soportar este tipo de servicios. La Calidad de Servicio (QoS) garantiza la transmisión de una determinada cantidad de datos en un cierto tiempo. Es una tecnología que ha sido desarrollada debido a las necesidades de transmisión de audio/video en aplicaciones tales como video conferencia, telemedicina y otras. La especificación de QoS no sólo está vinculada con dar parámetros intrínsecos de la red como jitter, delay o la pérdidas de paquetes, sino que también con parámetros operacionales como el tiempo de reparación, tiempo para restaurar el servicio y provisión o servicios de post venta en general. Los parámetros intrínsecos al servicio, caracterizan el servicio en términos del rendimiento de la red y reflejan la calidad de servicio provista por la misma. Estos parámetros son:

• Delay (acumulado, de procesamiento y de red). Es el tiempo de espera entre dos eventos, el tiempo transcurrido entre el envío de una señal o paquete IP y su recepción.

• Jitter (de la red y de las aplicaciones). Es la variación aleatoria de la latencia, cuyo origen puede estar en el mismo equipo terminal, en el tráfico que

108

temporalmente reduce las capacidades de la red a lo largo de toda la ruta, o con cambios en el camino que siguen los paquetes. Estos cambios aleatorios son los que provocan que los paquetes lleguen en un orden distinto al que fueron emitidos.

• Pérdida de paquetes. Los paquetes de datos no llegan a su destino. El problema puede tener su origen en el ancho de banda a través de toda la ruta, o bien, en errores de transmisión.

• Ancho de banda. rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal.

• Throughput (tasa de transferencia). Cantidad de datos que se pueden transmitir en una unidad de tiempo. Depende del ancho de banda analógico, de la potencia de la señal, de la potencia de ruido y de la codificación de canal.

En el siguiente cuadro se muestra cómo los distintos tipos servicios se ven afectados por estos parámetros intrínsicos de la red.

CUADRO Nº 1 IMPLICANCIA DE LOS PARAMETROS INTRINSECOS DE LA RED

Tipo de Servicio

Delay Jitter BW Pérdidas

Real Time Interactivo

Altamente sensible

Altamente sensible

Alto No tolerante

Real Time Altamente sensible

Altamente sensible

Medio Poco tolerante

VPN Sensible Sensible Bajo Tolerante

Intranet Sensibilidad

baja Sensibilidad

baja Bajo Tolerante

http, ftp, email. No es sensible No es sensible Sin garantía Tolerante Fuente: Cuevas, García, Moreno y Soto (2005).

Los parámetros operacionales reflejan aspectos adicionales de los servicios tales como el tiempo medio de reparación y el tiempo de provisión. Muchos de estos parámetros se refieren a los procesos operacionales de las empresas proveedoras de servicios y no de la red en si mismo.

109

Además, las redes de Nueva Generación (NGN) deberán soportar mecanismos eficientes que permitan la movilidad de usuarios, es decir que, utilizando el mismo o distinto terminal, se conecten a la red mediante distintas redes de acceso (WCDMA, WLAN, Ethernet u otras). Esto requiere mecanismos que soporten, de forma eficiente, traspasos (handovers) entre subredes bajo una misma tecnología (traspaso horizontal) o entre tecnologías distintas (traspaso vertical), teniendo como elemento común el transporte IP. Esta movilidad requiere interactuar con los procesos de soporte de QoS en el caso de traspasos entre áreas con distintos recursos de red disponibles y con los mecanismos de AAA (autenticación, validación y administración) para el caso de traspasos entre redes pertenecientes a distintos dominios administrativos. COMPONENTES QUE PROPORCIONAN QoS La provisión de calidad de servicio se lleva a cabo a través de los siguientes componentes: el servidor AAA, el Router de acceso y el QoS Broker. Estos tres elementos interactúan para proporcionar QoS.

FIGURA Nº 20

COMPONENTES QUE PROPORCIONAN CALIDAD DE SERVICIO (QoS)

Fuente: Cuevas, Gracía, Moreno y Soto (2005).

110

El servidor AAA (Authentication, Authorization, Accounting) es el responsable de llevar a cabo las siguientes funciones:

• Autenticación: Comprobar la correcta identidad del terminal móvil y/o usuario. • Autorización: Determina si es permitido el acceso a un recurso, a una entidad

que lo solicita. Esto consiste en mantener determinados flujos de datos con determinadas garantías de QoS mientras el usuario tenga los permisos o el saldo necesario.

• Contabilidad: Recopila información del uso de los recursos con el propósito de tomar estadísticas, facturar o controlar la asignación de los costos.

• Facturación: Cobro por los servicios prestados basándose en determinadas fórmulas. Esta función necesita de la Contabilidad ya que, a partir de los datos que ésta recoge, aplicará las debidas fórmulas para calcular el costo.

Un QoS Broker es la entidad que toma decisiones relativas al control de admisión y realiza las funciones de configuración de los dispositivos de la red (en este caso de los Router de acceso). Se encarga de hacer cumplir las SLS (Service Level Specifications). Dentro de la arquitectura IMS se conecta con el CSCF y trabaja en cooperación con el PDF (Policy Decision Function). Sus funciones son:

• Configuración y gestión de los Routers de acceso de un dominio bajo determinadas circunstancias, según el uso de la red.

• Implementación de algoritmos de gestión y planificación de los recursos de la red.

• Implementación del protocolo COPS (Common Open Policy Service) para el servidor AAA y el Router de Acceso.

• Instalación, actualización y eliminación de los servicios de red que solicite el servidor AAA.

• Recoger y analizar las estadísticas de uso de los recursos de red que le proporcionan los Routers de acceso.

• Comunicación con QoS Brokers de dominios vecinos para resolver los problemas de movilidad

El Router de Acceso se encuentra a las puertas del dominio y sus funciones son:

• Aplicar algoritmos de gestión y planificación de colas de calidad de servicio bajo configuración del QoS Broker.

111

• Mantener una comunicación COPS con el QoS Broker actuando como cliente PEP (Policy Enforcement Point).

• Traducción de los protocolos de autenticación CHAP-DIAMETER para permitir el intercambio de señalización entre el usuario y el AAA que se encuentra dentro de la red.

• Garantizar la correspondencia de los paquetes con los usuarios que los envían, por ejemplo usando IPSec.

• Capturar flujos de tráfico dirigidos hacia el núcleo de red. Esos tráficos deberán estar marcados con determinados DSCP (Differentiated Services Code Point) para ser susceptibles de aplicárseles QoS.

• Cada cierto tiempo debe recoger estadísticas del uso de sus colas de tráfico para transmitírselas al QoS Broker.

MECANISMOS DE CONTROL DE TRAFICO Los mecanismos de control de tráfico se pueden clasificar en mecanismos por conversación o mecanismos por acumulación. Los mecanismos por conversación tratan por separado cada flujo de tráfico para cada conversación. Los mecanismos por acumulación agrupan varios flujos de tráfico en una única clase acumulada. Servicios integrados (Intserv) La arquitectura Servicios Integrados (RFC 1633) parte de la premisa de seguir utilizando el protocolo IP y busca ofrecer servicios de "mejor esfuerzo" así como también servicios de tiempo real. La idea fundamental radica en que las aplicaciones se ven como un flujo dentro de Internet y por cada flujo se deberá crear un estado ("soft state") en cada uno de los Router. En estos estados se realiza la reserva de los recursos necesarios para ofrecer QoS a las aplicaciones. En la arquitectura IntServ es necesario contar con un protocolo que crea, mantenga y elimine estos estados y este protocolo es el de reserva de recursos RSVP (Resource Reservation Protocol), el cual se encuentra presente tanto en los nodos extremos, como en los Router. El nodo extremo de transmisión utiliza RSVP para informar las características de QoS que requiere la aplicación y el nodo extremo de recepción lo utiliza para realizar la reserva de recursos en la red. Los Router hacen uso de RSVP para transportar los requerimientos de QoS entre Router vecinos. Como características básicas de RSVP

112

están su operación en aplicaciones unicast y multicast y su aplicación a los protocolos IPV4 e IPV6.

FIGURA Nº 21 ESQUEMA DE LA ARQUITECTURA IntServ

Fuente: Torres y Soriano (2003).

Los servicios IntServ se suelen aplicar por conversación individual. La arquitectura de servicios integrados define un conjunto de mensajes para crear, mantener y eliminar los estados en cada nodo de la red y para reservar recursos a solicitud de una aplicación. Estos mensajes y su descripción se presentan a continuación:

CUADRO Nº 2 PARAMETROS DE MENSAJES IntServ

Nombre Descripción Path Especifica los requerimientos de tráfico y define el trayecto

que seguirán los paquetes de datos. Resv Realiza la reserva de recursos en cada nodo de la red.

PathErr Mensaje de error, al enviar el mensaje. ResvErr Mensaje de error, al no poder realizar la reserva de recursos

en cada nodo de la red.

113

ResvConf Cuando se realiza una reserva satisfactoriamente. PathTear Para finalizar el envío de datos path. ResvTear Para finalizar la reserva de recursos en los nodos de la red.

Fuente: Torres y Soriano (2003).

IntServ define tres grandes clases de servicios: 1) los Servicios Garantizados, proveen condiciones seguras y garantizadas (matemáticamente probables) en una comunicación entre extremos, 2) de Carga Controlada, provee la misma Calidad de Servicio que un flujo recibiría si la red estuviera aliviada pero asegurando que el servicio se conservaría aún cuando la red estuviera sobrecargada y 3) servicios del Mejor esfuerzo, donde no se garantiza ningún servicio. Las ventajas de IntServ son la simplicidad conceptual, que facilita que toda la red mantenga una política de administración integrada, la posibilidad de crear reglas de QoS para flujos discretos, lo que posibilita la generación de llamadas de voz y la capacidad de Control de Admisión de Llamadas (CAC), lo que permite conocer la disponibilidad de ancho de banda. Las desventajas son que todos los elementos deben mantener el estado e intercambiar mensajes de señalización por cada flujo que manejen, se necesitan mensajes periódicos de refresco para mantener las sesiones, lo que aumenta el tráfico en la red y es susceptible a pérdidas de paquetes y todos los nodos intermedios deben tener RSVP en sus funciones. Señalización RSVP El Protocolo de Reservación de Recursos RSPV (RFC 2205) se ha diseñado para permitir a los nodos finales y Router de las secciones de comunicación (tanto multicast como unicast) comunicarse con el resto para establecer una ruta que pueda soportar la Calidad de Servicio requerida. RSVP no es un protocolo de enrutamiento, se usa para reservar recursos a través de la ruta que se establece por cualquiera de los protocolos de niveles inferiores. RSVP se ha diseñado con los siguientes objetivos:

• Proporcionar la posibilidad de que receptores heterogéneos puedan hacer reservas de acuerdo a sus necesidades. No se debe asumir que todos los

114

receptores tienen las mismas capacidades ni que requieran la misma Calidad de Servicio.

• Debe adaptarse a las variaciones de miembros en grupos multicast. La conexión o desconexión de los miembros de un grupo multicast debe ser dinámica.

• Permitir a los usuarios especificar sus necesidades a nivel de aplicación para que los recursos reservados para un grupo multicast pueda reflejar con precisión los recursos necesitados.

• Debe adaptarse a los cambios en las rutas unicast y multicast. RSVP utiliza el nivel de red para estos propósitos y mantiene un estado de las rutas.

• Controlar la sobrecarga que produce el protocolo en la red para que no crezca linealmente o con el número de participantes.

Para conseguir tales objetivos, el diseño de RSVP se basa en seis principios básicos. Reserva iniciada por el receptor. Los receptores escogen el nivel de servicio requerido y son responsables de iniciar y mantener la reserva activa mientras quieran recibir datos. Esto es así porque el receptor es quien conoce sus limitaciones y la Calidad de Servicio que recibe. Filtro de paquetes. La reserva de recursos en un Router asigna ciertos recursos a la entidad que hace la reserva, pero no determina que paquetes pueden usar estos recursos. Hay una función separada, llamada filtro de paquetes que selecciona los paquetes que pueden usar estos recursos. Este filtro puede ser estático o dinámico y permite establecer varios modelos de reserva. Proporcionar varios estilos de reserva. Por medio del filtro de paquetes se pueden definir diferentes modelos de reserva. Actualmente existen tres estilos: Wildcar-Filter (WF), Fixed-Filter (FF) y Shared-Explicit (SE). WF y SE son más adecuados para multicasting, mientras que FF es más adecuado para el envío de videos. Mantener un "soft state" de la red. Durante una comunicación larga es posible que nuevos miembros se unan al grupo mientras otros los dejan y la ruta pueda cambiar debido a cambios en la red. Por esto RSVP debe mantener un estado de la red. Esta información se mantiene por medio de mensajes que periódicamente se envían para refrescar el estado. RSVP distingue dos clases de información en cada Router, el

115

estado de la ruta y el estado de la reserva. Cada fuente envía periódicamente un mensaje Path y cada receptor envía periódicamente un mensaje Resv. Control de sobrecarga del protocolo. La sobrecarga de RSVP se determina por tres factores: 1) el número de mensaje RSVP enviados, 2) el tamaño de estos mensajes y 3) la frecuencia de refresco de los mensajes de ruta y reserva. Para reducir la sobrecarga RSVP funde los dos mensajes mientras atraviesan la red. Modularidad. RSVP tiene interfaz con otros tres componentes en la arquitectura: 1) el flowspec que se maneja al nivel de aplicación o sesión, 2) el protocolo de enrutamiento de red, que lleva los mensajes hasta los receptores y 3) el control de admisión en red, que realiza las decisiones basado en el flowspec. Los mensajes RSPV ofrecen la siguiente información a la red:

• Qué soy (lo origina la aplicación). • Quién soy (identificación de usuario autorizado). • Qué deseo (tipo de servicio QoS necesario). • Cuánto deseo (ciertas aplicaciones cuantifican los requisitos de recursos de

forma precisa). • Cómo se me puede reconocer (criterio de clasificación por el que se reconoce

el tráfico de datos). • Qué recursos de dispositivos de red se verán afectados por el tráfico de datos

asociado. Hay dos mensajes RSVP fundamentales, Resv y Path. Una aplicación solicita participar en una sesión RSVP como emisor, enviando un mensaje Path en el mismo sentido que el flujo de datos, por las rutas uni/multicast proporcionadas por el protocolo de ruteo. A la recepción de este mensaje, el receptor transmite un mensaje Resv, dirigido hacia el emisor de los datos, siguiendo exactamente el camino inverso, en el cual se especifica el tipo de reserva a realizar en todo el camino. En general un mensaje Path contiene:

• Sender Template: Parámetro por el cual se describe el formato de los paquetes que el emisor generará

• Sender Tspec: Describe el tráfico que la aplicación estima que generará.

116

• Adspec: Información sobre la QoS y propiedades de la aplicación • Dirección PHOP: Es necesaria para encaminar los mensajes Resv en el

sentido contrario. Algunas características o aspectos fundamentales en el RSVP son:

• Merging: En los diferentes nodos que se van atravesando en la red por el camino de datos, se va realizando un proceso de concentración de los diferentes mensajes de petición de reservas

• Estado de reserva en cada nodo: El “soft state” RSVP se crea y refresca periódicamente por mensajes Path y Resv. Es usado para gestionar los estados de reserva en los Router y los host.

• Estilos de reserva: Una petición de reserva incluye un conjunto de opciones que se conocen como el estilo de reserva. Las distintas combinaciones de estas opciones conforman los tres estilos de reserva en uso, Wildcar-Filter (WF), Fixed-Filter (FF) y Shared-Explicit (SE).

Como ventaja evidente se puede destacar que la señalización RSVP proporciona enlaces fuertes entre la información de clasificación y los usuarios y las aplicaciones. La señalización RSVP envía un mensaje relativo a los recursos necesarios a dispositivos en la ruta de los datos. Por lo tanto, los dispositivos compatibles con RSVP son capaces de evaluar de forma dinámica las repercusiones que tendría el tráfico de datos asociados en los recursos y de notificar a los dispositivos ascendentes cuando no tienen los recursos necesarios para controlar los flujos de tráfico adicionales. Es importante notar que esta señalización no impide el control del administrador de la red sobre los recursos de red. Simplemente ofrece información a la red que se puede utilizar para facilitar la administración de los recursos de red. Servicios diferenciados (DiffServ) DiffServ (RFC 2474 y 2475) es un mecanismo de control de tráfico por acumulación, apropiado para grandes redes, en las cuales no resulta práctico tratar el tráfico por conversación individual. Diffserv define un campo en los encabezados de los paquetes IP, conocido como Diffserv codepoint (DSCP). Los host o los Router que envían tráfico a una red Diffserv marcan cada paquete transmitido con el valor DSCP. Los Router de una red Diffserv utilizan DSCP para clasificar paquetes y para aplicar un comportamiento de cola específico basado en los resultados de la

117

clasificación. El tráfico de varios flujos, con requisitos de QoS parecidos, se marca con el mismo DSCP, al agregar el flujo a una cola común o al programar el comportamiento. Esta propuesta plantea, asignar prioridades a cada uno de los paquetes que son enviados a la red. Cada Router deberá analizar y dar un tratamiento diferencial a cada uno de estos paquetes. En este enfoque no se necesita asignar ningún estado ni establecer algún proceso de señalización en cada nodo. Esta es la razón principal porque DiffServ ofrece mejor escalabilidad que IntServ. En el sub-campo DSCP (Differentiated Services Code Point, Punto de Codificación de Servicios Diferenciados) es donde se especifica la prioridad de cada paquete de datos. La arquitectura DiffServ consta de nodos extremos DS de entrada y salida, así como nodos DS internos, tal como se ilustra a continuación.

FIGURA Nº 22 ESQUEMA DE LA ARQUITECTURA DiffServ

Fuente Torres y Soriano (2003).

Estos nodos DS conforman un dominio de servicio diferenciado y tienen un grupo de políticas y grupos de comportamiento por salto (PHB) bien definidos. Un dominio DS puede estar constituido por una o más redes bajo la misma administración, siendo responsable de asegurar que los recursos sean adecuadamente suministrados y reservados de acuerdo a un contrato de servicio (SLA, Acuerdo de Nivel de Servicio) entre el cliente y el proveedor de servicio. El Nodo DS extremo debe ser requerido para realizar funciones de acondicionamientos de tráfico entre los dominios DS que conecta, clasifica y

118

establece las condiciones de ingreso de los flujos de tráfico, teniendo en cuenta el contenido de los campos: dirección IP de origen y destino, identificador de protocolo, puerto de origen y destino y DSCP. Los paquetes que transitan en el dominio DS están adecuadamente marcados para seleccionar un PHB de un grupo de PHB definido. El Nodo DS interno debe estar disponible para realizar limitadas funciones de acondicionamientos de tráfico (TC), como marcar DSCP, y se conecta solamente a otro nodo DS interno o a un nodo DS extremo de su propio dominio. En estos nodos, la selección de un PHB es realizada sólo analizando el contenido del DSCP. Los nodos DS de entrada son responsables de asegurar que el tráfico de entrada esté conforme a algún TCA (Traffic Control Agreement), acuerdo entre los dominios a conectarse. El nodo DS de salida debe realizar las funciones de acondicionamiento de tráfico (TC) sobre los tráficos transferidos al otro dominio DS conectado. ALTERNATIVAS DE QoS EN UNA RED IP Para proporcionar QoS en una red IP, el IETF divide sus esfuerzos en dos grupos Intserv y Diffserv. Como la implementación de la tecnología Intserv presenta problemas de escalabilidad, la tendencia es el uso de Diffserv en el núcleo, combinado con Intserv como solución en la red de acceso. Teniendo en cuenta que los principales problemas de escasez de recursos aparecen normalmente en la red de acceso y dado que sobredimensionar el núcleo es relativamente sencillo y barato, el uso combinado de Intserv y Diffserv en el acceso y núcleo respectivamente, proporciona un buen compromiso entre costo y eficiencia. Sin embargo esta solución presenta algunas limitaciones al utilizarla como técnica de calidad de servicio:

• En Diffserv, al no existir una reserva extremo a extremo, la QoS no está garantizada al cien por ciento.

• Las reservas realizadas por el usuario se traducirán en un código (DSCP) presente en los paquetes que éste envíe, que determinará el tratamiento del tráfico. El número de códigos es limitado y será el proveedor el encargado de definir éstos así como su implementación. Aparece entonces la posibilidad de

119

que un mismo código DSCP no tenga el mismo significado para diferentes proveedores de servicio, de manera que la calidad de servicio final vendrá determinada por la relación entre los diferentes proveedores involucrados en la ruta de los paquetes IP.

El modelo se basa en el uso de un elemento encargado de la gestión de calidad de servicio, el QoS Broker. Este componente se comunica con los Router usando el protocolo COPS para el intercambio de información relativa a la gestión y administración de la red. Este elemento mantendrá una relación entre los códigos DSCP utilizados y el comportamiento por salto (PHB) que debe ofrecerse al tráfico. Para ello se han definido una serie de servicios que pueden ser consultados en el cuadro que se encuentra a continuación. Los criterios para elaborar este cuadro están basados en la propuesta del IETF para servicios DiffServ junto con propuestas del 3GPP.

CUADRO Nº 3 SERVICIOS DE TRANSPORTE OFRECIDOS AL USUARIO

Clase de Servicio

Prioridad Relativa

Parámetros de Servicio Descripción del Servicio

EF 1 BW pico: 32 Kbps Servicios de Tiempo Real

AF41 2a No especificado Señalización AF21 2b CIR: 256 Kbps Datos de alta

prioridad AF1 2c Tres prioridades de descarte:

AF11 – 64 Kbps AF12 – 128 Kbps AF13 – 256 Kbps

Servicios por categoría.

Oro, plata y bronce

BE 3 BW pico: 32 Kbps Best Effort BE 3 BW pico: 64 Kbps Best Effort BE 3 BW pico: 128 Kbps Best Effort

Fuente: Cuevas, García, Moreno y Soto (2005).

Las especiales características de la clase Expedited Forwarding (EF) la hacen idónea para servicios en tiempo real como podrían ser conferencias de audio o video. Este tipo de tráfico no admite un retardo excesivo, ni la variación del mismo (jitter), además de requerir un ancho de banda bien determinado.

120

Las clases Assured Forwarding pueden utilizarse para diferentes tipos de tráfico. El tráfico de señalización puede tratarse con una clase AF, resultando necesario realizar una previa identificación del mismo para definir correctamente las técnicas que permiten agregar el flujo a una cola específica. El sistema de servicios por categoría, define las subclases oro, plata y bronce, según el orden de precedencia en el descarte de paquetes. Este sistema permite una gran flexibilidad para ofrecer una gran variedad de servicios al usuario. Por último, el tradicional servicio Best Effort (BE) para el tráfico que no presenta ningún requisito de calidad de servicio. Debido a las características de las redes de Nueva Generación donde el acceso podría ser una red Ethernet con una capacidad de hasta 100 Mbps, resulta necesario imponer un límite al tráfico inyectado por el usuario para evitar el colapso de la red. Este límite se puede implementar a través de la definición de diferentes subclases de tráfico BE, con diferentes límites de ancho de banda, que se corresponderían con diferentes filtros en los Router de acceso. Estas subclases también sirven para crear servicios de transporte diferenciados (por lo tanto con distintas tarifas) incluso dentro de la categoría Best Effort. La interacción entre el QoS Broker y los Router determinará la calidad de servicio obtenida. Para ello se puede distinguir entre Router de frontera o de acceso (Access Router) y Router del núcleo (Core Router). Las funciones referentes a calidad de servicio que deberán implementar todos los routers deben ser clasificación, acondicionamiento y encaminamiento de tráfico. Estas funciones son lo suficientemente sencillas para ser escalables a toda la red. De esta manera no aparecerá ningún problema de implementación en los Routers del núcleo, evitando así el principal problema de escalabilidad del modelo Intserv. Los algoritmos que siga el QoS Broker para controlar estos Router dependerán de la política del operador pero deberán estar muy ligados a los servicios de transporte definidos en el cuadro Nº 2. El QoS Broker controlará que las clases AF y EF tengan suficientes recursos reservados en los Router. En función de las medidas que estos mismos Routers le envían, el QoS Broker estimará si es necesario emprender acciones de reconfiguración en los Routers. Si la red, en alguna de sus zonas, llega a umbrales de saturación tales que ni siquiera con estas medidas de reconfiguración se pueda asegurar la prestación de todos los servicios, el QoSBroker debe llevar a

121

cabo acciones en los Routers de acceso, no permitiendo que éstos admitan más conexiones o reduciendo el ancho de banda de las existentes. SERVICE LEVEL AGREEMENT (SLA) Un SLA es un protocolo plasmado normalmente en un documento de carácter legal por el que una compañía que presta un servicio a otra se compromete a prestar el mismo bajo unas determinadas condiciones y con unas prestaciones mínimas. Es un contrato entre el carrier y el cliente, que especifica las condiciones que el servicio debe rendir. El SLA debe reflejar todos los diferentes aspectos de un servicio que ambas partes consideran de interés y proveer una comprensión común sobre los servicios. Un contrato SLA debiera contener objetivos relativos a parámetros de QoS medibles, los cuales el proveedor de servicio garantiza a sus clientes, tales como rendimiento del servicio, atención al cliente, facturación (intuyéndose las tasas de descuento en caso de no cumplimientos) y tiempo de habilitación, junto con aspectos administrativos. CALIDAD DE SERVICIO PERCIBIDA (PQoS) Es claro que sin garantías de calidad no es posible la tarifación de servicios y la idea de red convergente no pasaría de ser sólo una idea, por lo tanto se requiere estimar la calidad ofrecida. El problema con la calidad de servicio (Quality of Service - QoS) es qué medir y cómo hacerlo. En los últimos años surge un nuevo enfoque para el problema de calidad de servicio en las redes IP. Este se basa en que la calidad de un servicio es un tema completamente subjetivo y depende directamente de lo que el usuario perciba del servicio, independientemente del estado de la red que lo transporta. Aparece así el concepto de Calidad de Servicio Percibida (PQoS). El consumidor de un servicio multimedia no está interesado en saber la probabilidad de pérdida de paquetes ni el jitter, quiere tener una estimación de la calidad con la que percibirá el servicio.

122

Estimar la calidad de servicio percibida es un requisito fundamental en los sistemas de comunicación modernos por razones técnicas, legales y comerciales. Las medidas de calidad percibida pueden realizarse usando métodos objetivos o subjetivos. Los métodos subjetivos definen la métrica más aceptada ya que representan una conexión directa con la calidad percibida por los usuarios. Estos métodos consisten en evaluar la opinión media de un grupo de personas, para ello se presentan distintas secuencias y cada individuo asigna un valor de calidad. El problema inherente a estos métodos es el tiempo necesario para realizarlos, el costo y que no pueden ser usados para monitorear la calidad en períodos largos de tiempo. Esto ha hecho a los métodos objetivos atractivos para estimar la calidad percibida en redes de comunicaciones. Las medidas objetivas de calidad percibida pueden ser intrusivas o no intrusivas. Por intrusivo se entiende inyectar señales extra para estimar la calidad. Los métodos intrusivos son más precisos pero normalmente no son adecuados para monitorear la calidad de servicio, debido a la inyección de señales extra y la necesidad de comparar éstas con las señales originales. Los métodos no intrusivos no requieren de señales extras y son adecuados para monitorear la calidad de servicio. Dependiendo del tipo de entrada estos métodos se pueden clasificar en: basados en señales, en los cuales la entrada es la señal transmitida por la red, o basados en parámetros donde las entradas son parámetros de la red de comunicación y parámetros de la señal en cuestión (por ejemplo la tasa de bits en video). Los métodos objetivos no dan un resultado directamente en opinión de las personas, sino que su resultado tiene una correlación con la calidad percibida. Esto hace necesaria su calibración en base a los resultados de los métodos subjetivos.

123

FIGURA Nº 23 METODOS DE ASIGNACION DE CALIDAD

Fuente: Casas, Guerra e Irigaray (2005). Métodos subjetivos Los distintos métodos subjetivos están normalizados por la ITU en las recomendaciones ITU BT.500 para video e ITU P.800 para audio. a) ITU P.800 En la recomendación P.800 se describen los distintos métodos separados en dos grandes categorías, test de conversación y test en los que solo se escucha (Listening test). En los test de conversación la idea es reproducir en un laboratorio una conversación telefónica con las condiciones reales de servicio. Para eso se colocan dos personas en cabinas acústicamente aisladas. La recomendación especifica la dimensión de las cabinas, la decoración, la atenuación al sonido externo, la densidad espectral de

124

ruido ambiente y otras variables. Al final de cada conversación los participantes le asignan un valor a la calidad de acuerdo a la siguiente escala:

CUADRO Nº 4 ESCALA UTILIZADA EN EL TEST DE CONVERSACION

Excelente 5 Buena 4

Razonable 3 Pobre 2 Mala 1

Fuente: Casas, Guerra e Irigaray (2005). Dentro de los Listening test, encontramos los siguientes: Absolute Category Rating (ACR). Consiste en que distintas personas escuchen muestras de audio (frases cortas) y les asignen un valor a la calidad utilizando la escala presentada anteriormente. Las muestras de audio consisten en cierto número de frases simples, con sentido y de corta duración. Las frases se agrupan de manera aleatoria de forma que no tengan sentido entre si y su duración debe ser de entre 2 y 3 segundos. A la media aritmética de los resultados de las distintas personas se denomina resultado de opinión media (Mean Opinion Score) o MOS. Degradation Category Rating (DCR). Este método es una modificación del anterior, las muestras se presentan en parejas, separadas entre si por 1 segundo, donde la primera es la señal de referencia (sin deterioro) y la segunda es la señal ya transmitida. Una vez que escucharon ambas, los individuos tienen que asignarle un valor a la degradación sufrida de acuerdo a la siguiente escala:

CUADRO Nº 5 ESCALA UTILIZADA EN EL METODO DCR

La degradación es inaudible 5 La degradación es audible pero no molesta 4

La degradación es un poco molesta 3 La degradación es molesta 2

La degradación es muy molesta 1 Fuente: Casas, Guerra e Irigaray (2005).

125

El valor medio de los resultados obtenidos es el DMOS (Degradation Mean Opinion Score). Listening test-Comparison Category Rating (CCR). Este método es muy similar al anterior. Las muestras se presentan en parejas, señal de referencia y señal distorsionada. Pero a diferencia del DCR donde la primera señal es siempre la de referencia, en el CCR el orden es aleatorio. Las personas asignan un valor a la calidad de la segunda señal comparada con la primera de acuerdo a la siguiente escala:

CUADRO Nº 6 ESCALA UTILIZADA EN EL METODO CCR

Mucho Mejor 3 Mejor 2

Apenas Mejor 1 Igual 0

Apenas Peor -1 Peor -2

Mucho Peor -3 Fuente: Casas, Guerra e Irigaray (2005).

El valor medio de los resultados es el CMOS (Comparison Mean Opinion Score). b) ITU BT.500 La recomendación especifica condiciones generales para realizar los diferentes test. Se indican las condiciones de visualización, esto es, niveles de iluminación, contraste y resolución de los monitores utilizados. Se dan pautas para la elección de las señales a utilizar, así como requisitos que deben cumplir los participantes. Algunos de los métodos de evaluación son los siguientes: DSIS (Double-Stimulus Impairment Scale). Este método sirve para la evaluación de sistemas de transmisión nuevos así como para determinar la influencia de ciertos parámetros en la fidelidad de la transmisión. Lo primero es escoger una cierta cantidad de muestras de video (asociadas con distintos valores del parámetro a evaluar) que cubran el rango de degradación, en pequeños intervalos.

126

El método consiste en comparar la degradación de la señal de prueba en relación a la señal de referencia. Luego de ver las señales las personas tienen un tiempo para votar, utilizando la siguiente escala:

CUADRO Nº 7 ESCALA UTILIZADA EN EL METODO DSIS

La degradación es imperceptible 5 La degradación es perceptible pero no molesta 4

La degradación es poco molesta 3 La degradación es molesta 2

La degradación es muy molesta 1 Fuente Casas, Guerra e Irigaray (2005).

Al comienzo de cada test se les explica a los participantes sobre la asignación, la escala a utilizar, la forma y tiempo en que se presentan las señales (video de referencia, video gris, video de prueba, tiempo para votar). Estas ideas se ejemplifican presentado señales para que las personas se acostumbren al mecanismo del test. DSCQS (Double-Stimulus Continuous Quality Scale). Este método es útil cuando las secuencias utilizadas no cubren todo el rango de calidad. El individuo ve las dos señales (referencia y distorsionada) y debe asignar la calidad de ambas. A diferencia del DSIS en el cual primero se muestra la referencia y luego la distorsionada, en este caso se presenta de forma aleatoria. Se presentan ambas señales y durante la siguiente repetición los participantes deben asignar la calidad de cada señal haciendo una marca en una escala continua. Las escalas se imprimen de a pares, igual que se presentan las señales. La escala es continua para evitar errores de cuantización, pero está dividida en cinco intervalos de igual longitud que coinciden con la escala clásica de cinco puntos. Estas divisiones se incluyen para guiar a los participantes.

127

FIGURA Nº 24 ESCALA UTILIZADA EN EL METODO DSCQS

Fuente: Casas, Guerra e Irigaray (2005). Métodos Objetivos a) Métodos Intrusivos Los métodos intrusivos normalmente utilizan dos señales de entrada, una de referencia (original) y una distorsionada (ya transmitida). Son considerados intrusivos debido a la introducción de señales auxiliares y la utilización de la red. Existe una gran variedad de métodos tanto para audio como para video, los cuales se pueden clasificar en dos grandes grupos. Están los que realizan comparaciones en el dominio del tiempo, como el Signal to Noise Ratio (SNR) o su versión para imagen y video PSNR. Estos métodos son muy simples de implementar, pero la correlación con las medidas subjetivas no es muy buena. El segundo grupo realiza medidas relevantes a la percepción, transformando las señales al dominio de la percepción utilizando modelos de la percepción humana, ya sea de la audición o de la visión. Estos métodos son más complejos que los primeros pero presentan mejor correlación con los métodos subjetivos. Métodos típicos de medida en el dominio de la percepción son el Perceptual Speech Quality Measure (PSQM), Measuring Normalizing Blocks (MNB), Enhanced Modified Bark Spectral Distorsion (EMBSD) y Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ)

128

para audio. Para video existen unos cuantos algoritmos como el basado en el índice de similitud estructural (SSIM), basado en distorsión espacio-temporal del Institute for Telecommunication Science (ITS), pero difieren en que es lo importante a la percepción. Cabe señalar que a diferencia del audio, donde el modelo de percepción está bastante aceptado, en imágenes y video el conocimiento del mismo es limitado lo que hace que los distintos algoritmos tengan supuestos diferentes sobre la visión. El resultado que se obtiene con estos algoritmos es una medida de la distorsión relevante a la percepción. Es necesario llevar estos valores a una escala común, que permita compararlos entre si y que además sea de fácil comprensión para las personas. La escala que surge naturalmente es la utilizada en los métodos subjetivos. Para unificar las escalas se ajusta de forma paramétrica la relación entre valores subjetivos y objetivos de cada método. Por lo tanto es necesaria la realización de test subjetivos para todas las secuencias utilizadas. b) Métodos no Intrusivos A diferencia de los métodos objetivos antes presentados donde el servicio debe ser interrumpido para inyectar las señales, los métodos no intrusivos pueden ser utilizados durante el servicio. Aquí cabe aclarar que no siempre es posible utilizar estos métodos en servicio, debido a que si bien no utilizan señales extra, sí pueden inyectar algún tipo de tráfico para estimar el estado de la red. Estos métodos se pueden clasificar en basados en parámetros o basados en señales. Los últimos predicen la calidad utilizando la señal distorsionada sin necesidad de referencia. A este tipo de método se los denomina Null Reference. Los otros predicen la calidad a partir del valor de los parámetros de la red IP (por ejemplo probabilidad de pérdida, jitter, retardo) y de parámetros no específicos de la red (codec utilizado, eco, tasa de bits del video). Ejemplo de estos métodos son el E-Model y el uso de redes neuronales. El E-Model es un modelo empírico matemático estandarizado por la ITU en la recomendación G.107. Es un conjunto de formulas que tienen como entrada parámetros de la red tradicional de circuitos conmutados y de la red de paquetes conmutados y tiene como salida el factor de calidad el cual se puede mapear en MOS. Si bien es una herramienta para la planificación de redes, actualmente es muy utilizada para predecir calidad percibida en VoIP.

129

Las redes neuronales se utilizan para aproximar la relación no lineal que existe entre calidad percibida (mejor dicho MOS) y el conjunto de parámetros considerado. Un conjunto de parámetros de entrada posible sería el formado por: la probabilidad de pérdida, retardo, jitter, codec utilizado, tasa de bits del video, lenguaje en audio y otras. Para lograr el mapeo deseado se debe generar una base de entrenamiento que consiste en un conjunto de valores de los parámetros y el correspondiente valor de calidad obtenido mediante tests subjetivos. El obtener una buena base de entrenamiento, es decir un rango considerable de variación de los parámetros, es la principal limitante debido al costo de los tests subjetivos.