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Introducción al núcleo de las Redes de
Telecomunicaciones (Core Networks)
Carlos Hazin
Objetivos
- Que los participantes puedan enfocarse en las tecnologías más relevantes en
el área e impulsar su desarrollo personal y el de las Telecomunicaciones en el
país.
- Incentivar que pensemos como productores de servicios de
Telecomunicaciones más que como consumidores.
- Incentivar y Profesionalizar la Especialización en las TIC - Tecnologías de la
Información y Comunicación
- Incentivar Grupos de Trabajo en TIC
Servicios de Telecomunicaciones
Servicios Tradicionales son dependientes de una tecnología.
Servicios “Legacy” Servicios Modernos
Telefonía Fija, Móvil 1G/2G Voz sobre IP/LTE….
Telegrafía Fax, E-mail, IM, WWW
Televisión IPTV, Video Sobre IP
Aplicaciones, Seguridad, Localización
SaaS, PaaS,Educación, Comercio
Electrónico, etc
Arquitectura de
Redes
“Es el diseño de una red de
comunicaciones.
Es un marco para la especificación
de los componentes físicos de una
red y de su organización funcional y
configuración, sus procedimientos y
principios operacionales, así como
los formatos de los datos utilizados
en su funcionamiento.”*
*Wikipedia ES
Arquitectura, Ingeniería, Implementación
Función Responsabilidad Nivel de Detalle
Arquitectura Diseño (Funcionalidad,
Elegancia)
Alto Nivel
Ingeniería Funcionamiento
(Dimensionamiento,
Disponibilidad)
Nivel Medio
Implementación Implementar, Mantener Bajo Nivel
Arquitectura de Red
Se deciden algunos aspectos como:
- Componentes a nivel Funcional
- Protocolos
- Topología
Arquitecturas de Referencia
Es una arquitectura que provee una plantilla generalizada para una tecnología.
Puede definir un vocabulario común que permite discutir implementaciones de
manera consistente.
Ejemplos:
- Modelo de Referencia OSI
- NGN/IMS
- Service Oriented Architecture SOA (Web Service, SOAP, etc)
Ejemplos Servicios
Tradicionales
1 Red, 1 Servicio
Telegrafía
Telefonía - POTS (Plain Old Telephone Service)
E Usuario Red de Acceso
Transporte
Core/Control
RIP POTS
Red Móvil 2G 3G
Televisión Analógica
RIP TV Analógica - 2016?
Tecnologías Tradicionales
Telégrafo Telefonía Televisión 2G
Equipos de Usuario
Red de Acceso
Red de Transporte
Control
Tienen componentes propios que no se comparten.
NGN
Redes Multiservicios
La Era de la Información - Internet -TCP/IP
- El Internet surge como un proyecto independiente de Telecomunicaciones
para Interconectar Computadoras.
- Inicialmente utilizado para fines académicos y de defensa.
- El éxito comercial provoca un importante desarrollo en capacidad,
confiabilidad y flexibilidad.
NGN - Next Generation Networks
Red de Próxima Generación
- Una Red de Siguiente Generación es una red basada en la transmisión de
paquetes capaz de proveer servicios integrados, incluyendo los de
telecomunicaciones, y capaz de utilizar múltiples tecnologías de transporte
de banda ancha con Tecnologías de Calidad del Servicio (QoS) de modo que
las funciones relacionadas con los servicios sean independientes de las
tecnologías subyacentes de transporte relacionadas. Ofrece acceso
irrestricto por los usuarios a distintos proveedores de servicios. Soporta
movilidad generalizada que permite la provisión consistente y ubicua de
servicios a sus usuarios .- ITU
NGN + 3GPP Rel 4
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Softswitch-MSC, MGW
Protocolos
H.248, MGCP, SIP
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Telefonía, Datos, TV
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Introducen o afianzan los siguientes elementos:
- El uso de un Softswitch con aplicaciones basadas en Software corriendo
sobre Hardware Estándar.
- EL uso de Media y Signaling Gateways controlados por MGC a través de H.
248 y MGCP para interconectarse con la PSTN.
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CPE
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Red de Control
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Red de Acceso / CPE
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El Core Móvil
Núcleo de la Red
Móvil
Core Network - Núcleo de la Red
Es la parte central de una red de Telecomunicaciones que provee varios servicios
a usuarios que se conectan a través de la red de acceso. Una de las funciones más
importantes es enrutar el tráfico.
Los elementos y funcionalidades del Core varían de acuerdo a cada tecnología.
Access Network - Red de Acceso
Es la parte de la red de telecomunicaciones que conecta a los suscriptores a su
proveedor de servicios inmediato.
Ejemplos
En una red Móvil
Funciones comunes realizadas en el Core
- Agregación
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- Control de Llamadas/Switching
- Tarificación
- Invocación de Servicios
- Gateways
- Base de Datos de Suscriptores
- O&M - OSS
Evolución del Core
de Redes Móviles
MSC Primera Generación
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IMS - IP Multimedia Subsystem
- Arquitectura Estandarizada de
NGN
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Evolved Packet Core - LTE
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HSS - Home Subscriber Server - DB, AA, Location/IP
MME - Mobility Management Entity - Control, Paging, Tagging, Bearer Control, SGW
SG-W -Serving Gateway: Routing, Forwarding. Mobility Anchor
PDN-GW- Conectividad del UE a redes externas-
PCRF - Policy and Charging Rules Function- Políticas , Niveles de Servicio
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P/I/S-CSCF - Call Session Control Function - Maneja Sesiones SIP
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Hardware
● HW Propietario Fragmentado
● Requiere Instalación Física
● Desarrollo de Nuevo HW es
una barrera para nuevos
fabricantes limitando
competencia e innovación.
Situación Actual de los PSC
● Ante Presión y ejemplo de las OTT y reducción de ingresos.
Se encuentran que requieren:
● Reducir Opex
● Mayor Agilidad y Flexibilidad para Escalar
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● Aumentar el Ecosistema de Empresas Innovadoras
● Reducir el ciclo de innovación
● Reducir el riesgo de implementar nuevos servicios
● Competencia de las OTT
OTT (Over-the-top content/messaging)
● Contenido que llega de un tercero tal como: Netflix, Hulu, Amazon Video etc.
● En mensajería se refiere a terceros que proveen mensajería instantánea y
llamadas.
● Acceso a los servicios por múltiples dispositivos.
Impacto de las OTT en los PSC
● Reducción del uso de SMS.
● Reducción de uso de llamadas.
● Menor interés por parte de los usuarios por servicios de TV.
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● Tienen mayor agilidad y capacidad de reacción gracias a la utilización de
tecnologías en la Nube.
NFV/SDN
- NFV(Network Functions Virtualization) -Es un concepto de arquitectura de
red que utiliza tecnologías de virtualización IT para virtualizar las funciones de
red desacoplándolas del Hardware. Está diseñado para consolidar y entregar
los componentes de red requeridos para una infraestructura completamente
virtualizada. Es aplicable a cualquier función de los planos de control y datos
en una red alámbrica o inalámbrica.
SDN (Software Defined Networking)
- Es una abordaje de redes de computadoras que permite que el control de la
red sea programable y que la infraestructura subyacente sea abstraída para
las aplicaciones y los servicios de red. Esto se logra separando el plano de
control del plano de datos.
- Provee conceptos para implementar y manejar la infraestructura de NFV.
- Actualmente se encuentra siendo utilizada en Datacenters IT.
NFV
Router Firewall vRAN vIMS vEPC
OS OS OS OS OS
VM VM VM VM VM
Plataforma de Virtualización (OpenStack)
Infraestructura HW (Servidores, Almacenamiento, Red)
Implementación NFV
Componentes:
- Hardware
- NFVi
- NFVi Add-ons
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Ecosistema de Partners RedHat Linux
Casos de Uso NFV
● NFVIaaS
● VNFaaS (E.j. vCPE)
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● vIMS, vEPC
● v Mobile Base Station
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Conocimientos para Trabajar en NFV/SDN y Servicios
Modernos de Telecomunicaciones
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- Open Source
- Servidores Linux
- OpenStack y Virtualización
- Cloud Computing
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- Conocimiento de Tecnologías Telecomunicaciones VOIP (SIP), Video,
Mensajería
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COMMUNICATIONS SOCIETY
SOFTWARE DEFINED NETWORKS COMMUNITY (NFV)
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Recursos de Aprendizaje
Documentación:
https://access.redhat.com/documentation/en/
Software:
● IMS: Project ClearWater http://www.projectclearwater.org/
● EPC: OpenEpc: http://www.openepc.com/ (Comercial)
● SDN: Open Daylight https://www.opendaylight.org/
● Openstack: https://www.openstack.org/
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Comunidades Open Source
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Oportunidades en Telecomunicaciones
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● Vendors - Fabricantes de Equipos
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Introducción al núcleo de las redes de telecomunicaciones (core networks)

  • 1. Introducción al núcleo de las Redes de Telecomunicaciones (Core Networks) Carlos Hazin
  • 2. Objetivos - Que los participantes puedan enfocarse en las tecnologías más relevantes en el área e impulsar su desarrollo personal y el de las Telecomunicaciones en el país. - Incentivar que pensemos como productores de servicios de Telecomunicaciones más que como consumidores. - Incentivar y Profesionalizar la Especialización en las TIC - Tecnologías de la Información y Comunicación - Incentivar Grupos de Trabajo en TIC
  • 3. Servicios de Telecomunicaciones Servicios Tradicionales son dependientes de una tecnología. Servicios “Legacy” Servicios Modernos Telefonía Fija, Móvil 1G/2G Voz sobre IP/LTE…. Telegrafía Fax, E-mail, IM, WWW Televisión IPTV, Video Sobre IP Aplicaciones, Seguridad, Localización SaaS, PaaS,Educación, Comercio Electrónico, etc
  • 4. Arquitectura de Redes “Es el diseño de una red de comunicaciones. Es un marco para la especificación de los componentes físicos de una red y de su organización funcional y configuración, sus procedimientos y principios operacionales, así como los formatos de los datos utilizados en su funcionamiento.”* *Wikipedia ES
  • 5. Arquitectura, Ingeniería, Implementación Función Responsabilidad Nivel de Detalle Arquitectura Diseño (Funcionalidad, Elegancia) Alto Nivel Ingeniería Funcionamiento (Dimensionamiento, Disponibilidad) Nivel Medio Implementación Implementar, Mantener Bajo Nivel
  • 6. Arquitectura de Red Se deciden algunos aspectos como: - Componentes a nivel Funcional - Protocolos - Topología
  • 7. Arquitecturas de Referencia Es una arquitectura que provee una plantilla generalizada para una tecnología. Puede definir un vocabulario común que permite discutir implementaciones de manera consistente. Ejemplos: - Modelo de Referencia OSI - NGN/IMS - Service Oriented Architecture SOA (Web Service, SOAP, etc)
  • 10. Telefonía - POTS (Plain Old Telephone Service) E Usuario Red de Acceso Transporte Core/Control
  • 14. RIP TV Analógica - 2016?
  • 15. Tecnologías Tradicionales Telégrafo Telefonía Televisión 2G Equipos de Usuario Red de Acceso Red de Transporte Control Tienen componentes propios que no se comparten.
  • 17. La Era de la Información - Internet -TCP/IP - El Internet surge como un proyecto independiente de Telecomunicaciones para Interconectar Computadoras. - Inicialmente utilizado para fines académicos y de defensa. - El éxito comercial provoca un importante desarrollo en capacidad, confiabilidad y flexibilidad.
  • 18. NGN - Next Generation Networks Red de Próxima Generación - Una Red de Siguiente Generación es una red basada en la transmisión de paquetes capaz de proveer servicios integrados, incluyendo los de telecomunicaciones, y capaz de utilizar múltiples tecnologías de transporte de banda ancha con Tecnologías de Calidad del Servicio (QoS) de modo que las funciones relacionadas con los servicios sean independientes de las tecnologías subyacentes de transporte relacionadas. Ofrece acceso irrestricto por los usuarios a distintos proveedores de servicios. Soporta movilidad generalizada que permite la provisión consistente y ubicua de servicios a sus usuarios .- ITU
  • 19. NGN + 3GPP Rel 4 Componentes Incorporados Softswitch-MSC, MGW Protocolos H.248, MGCP, SIP Servicios Telefonía, Datos, TV
  • 20. Primeras Implementaciones NGN Introducen o afianzan los siguientes elementos: - El uso de un Softswitch con aplicaciones basadas en Software corriendo sobre Hardware Estándar. - EL uso de Media y Signaling Gateways controlados por MGC a través de H. 248 y MGCP para interconectarse con la PSTN. - Aplicaciones VOIP, SIP
  • 21. Transición a un Modelo NGN POTS TV 3G Datos Equipos de Usuario CPE Red de Acceso Transporte Control POTS Video 3G Datos Red de Control Red Transporte Red de Acceso / CPE Silos Recursos Compartidos
  • 22.
  • 23. El Core Móvil Núcleo de la Red Móvil
  • 24. Core Network - Núcleo de la Red Es la parte central de una red de Telecomunicaciones que provee varios servicios a usuarios que se conectan a través de la red de acceso. Una de las funciones más importantes es enrutar el tráfico. Los elementos y funcionalidades del Core varían de acuerdo a cada tecnología.
  • 25. Access Network - Red de Acceso Es la parte de la red de telecomunicaciones que conecta a los suscriptores a su proveedor de servicios inmediato.
  • 27. En una red Móvil
  • 28. Funciones comunes realizadas en el Core - Agregación - Autenticación - Control de Llamadas/Switching - Tarificación - Invocación de Servicios - Gateways - Base de Datos de Suscriptores - O&M - OSS
  • 29. Evolución del Core de Redes Móviles
  • 32. Tercera Generación - 3GPP Release 4
  • 33. IMS - IP Multimedia Subsystem - Arquitectura Estandarizada de NGN - Originalmente Diseñado para Redes Móviles 3Gpp Rel 5 GPRS - Luego se agregó soporte para redes WLAN, CDMA2000 y líneas fijas. - FMC (Fixed-Mobile Convergence)
  • 34. Evolved Packet Core - LTE EPC
  • 38. Algunas Funciones en el Core LTE(EPC+IMS) HSS - Home Subscriber Server - DB, AA, Location/IP MME - Mobility Management Entity - Control, Paging, Tagging, Bearer Control, SGW SG-W -Serving Gateway: Routing, Forwarding. Mobility Anchor PDN-GW- Conectividad del UE a redes externas- PCRF - Policy and Charging Rules Function- Políticas , Niveles de Servicio IMS-GWF/OCS - Online Charging P/I/S-CSCF - Call Session Control Function - Maneja Sesiones SIP MGF/MGW - Media Gateway - Interconexión a la PSTN
  • 39. Hacia NFV / SDN El futuro de los Proveedores de Servicios de Comunicaciones (PSC)
  • 40. Modelo Actual NGN-IMS POTS HW+SW Video HW+SW 3G HW+SW Datos HW+SW Red de Control HW+SW Red Transporte HW Red (Control+Data) Red de Acceso / CPE HW CPE
  • 41. Hardware ● HW Propietario Fragmentado ● Requiere Instalación Física ● Desarrollo de Nuevo HW es una barrera para nuevos fabricantes limitando competencia e innovación.
  • 42. Situación Actual de los PSC ● Ante Presión y ejemplo de las OTT y reducción de ingresos. Se encuentran que requieren: ● Reducir Opex ● Mayor Agilidad y Flexibilidad para Escalar ● Nuevas fuentes de ingreso ● Aumentar el Ecosistema de Empresas Innovadoras ● Reducir el ciclo de innovación ● Reducir el riesgo de implementar nuevos servicios ● Competencia de las OTT
  • 43. OTT (Over-the-top content/messaging) ● Contenido que llega de un tercero tal como: Netflix, Hulu, Amazon Video etc. ● En mensajería se refiere a terceros que proveen mensajería instantánea y llamadas. ● Acceso a los servicios por múltiples dispositivos.
  • 44. Impacto de las OTT en los PSC ● Reducción del uso de SMS. ● Reducción de uso de llamadas. ● Menor interés por parte de los usuarios por servicios de TV. ● Pueden proveer mejores servicios multiplataformas que los PSC. ● Tienen mayor agilidad y capacidad de reacción gracias a la utilización de tecnologías en la Nube.
  • 45. NFV/SDN - NFV(Network Functions Virtualization) -Es un concepto de arquitectura de red que utiliza tecnologías de virtualización IT para virtualizar las funciones de red desacoplándolas del Hardware. Está diseñado para consolidar y entregar los componentes de red requeridos para una infraestructura completamente virtualizada. Es aplicable a cualquier función de los planos de control y datos en una red alámbrica o inalámbrica.
  • 46. SDN (Software Defined Networking) - Es una abordaje de redes de computadoras que permite que el control de la red sea programable y que la infraestructura subyacente sea abstraída para las aplicaciones y los servicios de red. Esto se logra separando el plano de control del plano de datos. - Provee conceptos para implementar y manejar la infraestructura de NFV. - Actualmente se encuentra siendo utilizada en Datacenters IT.
  • 47.
  • 48. NFV Router Firewall vRAN vIMS vEPC OS OS OS OS OS VM VM VM VM VM Plataforma de Virtualización (OpenStack) Infraestructura HW (Servidores, Almacenamiento, Red)
  • 49. Implementación NFV Componentes: - Hardware - NFVi - NFVi Add-ons - VNF - MANO (Management & Orchestration)
  • 50. Ecosistema de Partners RedHat Linux
  • 51. Casos de Uso NFV ● NFVIaaS ● VNFaaS (E.j. vCPE) ● VNPaaS ● VNF Forwarding Graph ● vIMS, vEPC ● v Mobile Base Station ● vHome Entertainment ● vCDN ● Fixed Access Network Virtualization
  • 52. Conocimientos para Trabajar en NFV/SDN y Servicios Modernos de Telecomunicaciones - Redes de Computadoras y SDN - Open Source - Servidores Linux - OpenStack y Virtualización - Cloud Computing - DEVOPS - Conocimiento de Tecnologías Telecomunicaciones VOIP (SIP), Video, Mensajería - Desarrollo de Aplicaciones
  • 53. Comunidades IEEE COMMUNICATIONS SOCIETY SOFTWARE DEFINED NETWORKS COMMUNITY (NFV) Cloud Computing Computer Society
  • 54. Recursos de Aprendizaje Documentación: https://access.redhat.com/documentation/en/ Software: ● IMS: Project ClearWater http://www.projectclearwater.org/ ● EPC: OpenEpc: http://www.openepc.com/ (Comercial) ● SDN: Open Daylight https://www.opendaylight.org/ ● Openstack: https://www.openstack.org/ ● Linux
  • 55. Recursos de Aprendizaje Prácticos En línea: Amazon Web Service - Capa Gratuita Software Defined Radios Comunidades Open Source
  • 57. Oportunidades en Telecomunicaciones ● Operadores de Telecomunicaciones ● Operadores Tecnología ● Empresas - TI - Área de Comunicaciones ● Vendors - Fabricantes de Equipos ● ISV - Independent Software Vendors ● OTT ● Entes Reguladores ● Gobierno
  • 58. Grupos de Trabajo DataCenters and Cloud Computing Mobile Core, IMS, EPC, etc Software Defined Networking Media Over IP Telecom Software Documentación ( Gestión de Recursos)
  • 59. Pensamientos Finales - Softwarización de las Telecomunicaciones - Aumento de la Especialización - Cultura de Colaboración - Organización - Documentación - Procesos