Core Fijo - Diplomatura en Telecomunicaciones Multimedia - Unidad 3

Diplomatura en
Telecomunicaciones Multimedia
Módulo Core Fijo – Unidad 3
Ariel Roel

Ariel Roel – arielroel@gmail.com
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Unidad Temática 3

AGENDA – Unidad 3
• Introducción a las redes NGN.
• Arquitectura y funcionalidades.
• Emulación vs. Simulación.
Redes NGN

Cambio del paradigma
PSTN
Una Red Múltiples Servicios Dispositivos Diversos
Voz
PLMN
Voz / Mensajería
RED
Voz
Video
Datos

Cambio del paradigma
Killer Cocktail
Hacer
Cobrar
TDM
Cerrado
3ras partes
IP
Gratis
Comprar
Killer App
Servicios Separados
Simples
Uso Complicado
Servicios Integrados
Avanzados
Uso Simple
Time-to-market corto
Modularidad
Reúso de servicios
Viejo Paradigma Nuevo Paradigma

Definición según ITU-T
• Se define una red NGN, como “una red basada en
paquetes que puede proveer servicios de
telecomunicaciones y que puede hacer uso de
múltiples tecnologías de banda ancha con
transporte de calidad de servicio y en la cual las
funciones relativas al servicio son
independientes de las tecnologías relativas al
transporte....”.
• También se incluye en la definición, que soporte
movilidad generalizada que permita provisión
ubicua de servicios a los usuarios.
http://www.itu.int/en/ITU-T/gsi/ngn/Pages/definition.aspx
Next Generation Networks

NGN en pocas palabras
NGN = Red IP de Banda Ancha Gestionada
 por los Servicios
 por los Negocios
 por los Jugadores
 por los Usuarios
 Fija
 Móvil
 Inalámbrica

Principios básicos de la NGN
• Arquitectura Abierta
▫ Abierta para soportar creación de servicios
▫ Actualización de servicios
▫ Incorporación de servicios de terceros
• Aprovisionamiento Independiente
▫ El proceso de provisión de servicios debe ser separado
de la operación de la red utilizando mecanismos
abiertos para promover la competencia
• Multiplicidad
▫ La arquitectura funcional debe ofrecer la flexibilidad
de configuración requerida para soportar múltiples
tecnologías de acceso

Características Fundamentales
• Transferencia basada en paquetes.
• Separación de las funciones de control entre capacidades portadoras,
llamada/sesión y aplicación/servicio.
• Separación entre la provisión de servicios y el transporte y proveer
interfaces abiertas.
• Soporte de una amplia gama de servicios, aplicaciones y mecanismos
(incluyendo: en tiempo real, streaming, no en tiempo real, y multimedia)
• Capacidades de banda ancha con Calidad de Servicio extremo a extremo.
• Interoperabilidad con las redes legadas mediante interfaces abiertas.
• Soporte de movilidad generalizada.
• Acceso de los usuarios a diferentes proveedores de servicios.
• Variedad de esquemas de identificación.
• Características unificadas de servicios para un mismo servicio desde
la percepción del usuario.
• Servicios convergentes entre fijo y móvil.
• Independencia de las funciones relativas a servicios de las tecnologías
de transporte.
• Soporte de múltiples tecnologías de última milla.
• Cumplimiento con requerimientos regulatorios como por ejemplo
comunicaciones de emergencia, seguridad, privacidad, intercepción legal, etc.

Abonados
Características Fundamentales
TDM NGN
Matriz
Transmisión
CPU
Máquina de
Anuncios
MMI
IN
Red IP
Trunk
Gateways
Signaling
Gateways
Señalización
Media
Resource
Server
Access
Gateways
Softswitch
Management
Server
Facturación
Application
Server

Arquitectura General
NGN = Capa de Servicio + Capa de Transporte
Funciones Básicas = Usuarios + Control + Gestión
Access Network Interface
Network-to-Network
Interface
User Network Interface
Transport stratum
Service stratum
Control
Media
ManagementFunctions
Management
ANI
Transport Control Functions
Resource and
Admission
Control Functions
Network Attachment
Control Functions
Network Attachment
Control Functions
NNIUNI
Application Support Functions & Service Support Functions
Aplicaciones
Transport Functions
End-User
Functions
Other
Networks
Service Control
Functions
Service User
Profiles
Service User
Profiles
Transport User
Profiles
Transport User
Profiles

Identificación unificada
Numero móvil
Numero fijo
IP / ID Wi-Fi
IP / ID Internet
IP / ID Home
IP / ID TV
Usuario: Tierra –
Argentina –
Hombre:RoelArielHernan –
1974-mm-dd

Impacto en la regulación
• NGN proporciona una plataforma que permite separar los
Servicios de Transporte
• Políticas y Regulaciones serán impactados por esto
• El ambiente Vertical se convierte en un ambiente Horizontal
Telefpnía
PSTN
Internet
Red IP
Móviles
Mobile
Pol. A
Reg. a
Ambiente regulatorio
Actual (Vertical)
Pol. B
Reg. b
Pol. C
Reg. c
Pol./Reg. basada en recursos
NGN
Voz Internet
Plataforma de paquetes IP
xDSL/Optica Fija-Movil
Pol.
Reg.
Pol. X
Reg. x
Nuevo ambiente
regulatorio (Horizontal)
Video MM
Pol./Reg. Basada en servicios

Impacto en los negocios
Telefpnía
PSTN
Internet
Red IP
Móviles
Mobile
NGN
CNP 1
CNP 2
CNP 3
SP NSP 3SP 2SP 1
Dominio de Proveedores de
Servicios / Aplicaciones
Dominio de
Proveedores de
Red de Acceso
ANP 1 (DSL)
ANP 2 (DSL)
ANP 3 (Opt)
ANP n (Cable)

Banda Ancha
Limitada
Red IP
Servicios
Limitados
N
G
N
Banda Ancha Convergente
IP Gestionada
FMC RFID IPTV Otros
Proyectos orientados al Negocio/Applicación
•Simplifica el enlace entre capas
•Simplifica las relaciones entre negocios
•Simplifica los jugadores
•Enlace dinámico y simple entre capas
•Relaciones de negocios diversas y flexibles
•Diversos modelos de negocio con variados jugadores
Múltiples servicios

Ecosistema del negocio
• El usuario es el objetivo final
Móvil
TV
PC
Fijo

Arquitectura Recomendación ITU
• Estrato de Servicio
▫ Funciones de usuario que transfieren datos relativos a servicios
▫ Funciones que controlan y gestionan los recursos de servicios
▫ Servicios de red que posibilitan los servicios y aplicaciones para el
usuario.
“Por ejemplo los servicios podrían ser relativos a aplicaciones de voz, datos o video,
separadamente o en combinación en el caso de aplicaciones multimedia...”
• Estrato de Transporte:
▫ Funciones de usuario que transfieren datos
▫ Funciones que controlan y administran los recursos de transporte para llevar
dichos datos entre entidades terminales

Separación de Transporte y Servicios
NGN transport
NGN services
e.g., voice telephony services (audio, fax, etc.)
e.g., Data services (WWW, e-mail, etc.)
e.g., Video services (TV, movie, etc.)
CO-CS, CO-PS and CLPS layer technologies
El estrato de transporte facilita la conectividad:
• usuario-a-usuario
• usuario-a-plataforma de servicio
• plataforma de servicio-a-plataforma de servicio
Soporta además todos los tipos de tecnologías de red
 connection-oriented circuit-switched (CO-CS)
 connection-oriented packet-switched (CO-PS)
 connectionless packet-switched (CLPS)

Plano de Mantenimiento
Modelo básico de referencia
Plano de Control
Plano de Usuario
Estrato de Servicio de NGN
Estrato de Transporte de NGN
Recomendación Y.2011
Cada estrato comprende una o mas capas, donde cada capa esta
conceptualmente compuesta de un plano de datos (o usuario), un plano de
control, y un plano de gestión

Estrato de Transporte
• Funciones de transporte: aquellas que tienen que
ver con la transmisión de información digital, de
cualquier tipo, entre dos puntos geográficamente
separados.
▫ Esto involucra en particular un conjunto de capas 1 a
3 del modelo de referencia OSI, con sus
funcionalidades.
• El estrato de transporte provee conectividad usuario
a usuario, usuario a plataforma de servicio y
plataforma de servicio a usuario.
• IP es el protocolo preferido para proveer
servicios NGN, así como servicios legados.

Estrato de servicios
• Funciones de aplicación aquellas relativas al servicio
a ser invocado.
• En este estrato los servicios pueden ser por ejemplo:
▫ Voz
▫ Datos
▫ Video
▫ Multimedia (una combinación de los anteriores).

Modelo básico de referencia
• Desde una perspectiva arquitectural, cada capa en los estratos de
servicio y transporte tienen sus propios planos de:
▫ Usuario (o datos)
▫ Control
▫ Gestión.
• Los planos de usuario, control y gestión siempre existen en un
sentido lógico para cada capa.
• De todas maneras, en la práctica, un plano de control o gestion
puede ser nulo para una capa en particular
• En NGNs usando tecnologías de plano de control unificado
como ASON, las funciones equivalentes de control en múltiples
capas pueden estar en un único protocolo
• En NGNs usando plano de gestión unificado, las funciones
equivalentes del plano de gestión pueden ser encontradas en un
único protocolo

Modelo Funcional General
Resources
Services
Service
control functions
Transport
control functions
Service
management functions
Transport
Infrastructural, application, middleware and
baseware services
NGN
service
NGN
transport
Transfer functional area
Resources

Función de Control
• Para desplegar servicios multimedia y al mismo tiempo
brindar mobilidad generalizada requiere funciones
de control muy bien diseñadas pues los servicios
requieren la correcta asignación de recursos
• Es relevante para la arquitectura funcional focalizarse en
el proceso de “invocación” al los procedimientos de
“Control”
• Las funciones de Control involucradas en el proceso de
invocación pueden ser:
▫ Relacionadas al control de servicios, tales como:
 User Authentication
 User Identification
 Service Admission Control
 Application Server functions
▫ Relacionadas al control de las redes de transporte:
 Network Admission Control
 Network Resource/Policy Control
 Dynamic Connectivity Provision.
Resources
Services
Service
control functions
Transport
control functions
Service
Transport
baseware services
NGN
service
NGN
transport
Resources

Función de Gestión
• Otros procesos de operaciones de los usuarios que están
relacionados con la “invocación” y ocurren antes o despues
de ese hecho son usualmente llamados “gestión”
• La gestión incluye lo siguiente:
▫ Gestión de Fallas
▫ Gestión de Configuración
▫ Gestión de Cuentas
▫ Gestión de Performance
▫ Gestión de Seguridad
• La gestión del plano de transporte es bien conocida, pero
la gestión del plano de servicio requiere de mayor estudio.
• El objetivo es que el comportamiento de la gestión de
ambas capas NGN sea similar sin importar el
comportamiento de los objetos gestionados
▫ Por ejemplo recursos de servicios vs. recursos de transporte
▫ El estado de los objetos gestionados (ej. Atributos y
notificaciones) seran ciertamente diferentes (ej una lista de
objetos de servicios NGN vs. Ina lista de objetos NGN de
conectividad que dan soporte a servicios NGN)
Resources
Services
Service
control functions
Transport
control functions
Service
Transport
baseware services
NGN
service
NGN
transport
Resources

Funciones de Transferencia
• Las funciones de transferencia debe
mantenerse separada de la de control
correspondiente y de las funciones de
gestión.
• Por lo tanto Estas recomendaciones se
refieren a la definición de las funciones
relacionadas con la transferencia de
información de usuario así como para la
transferencia de información de la red
(tales como la gestión o información de
control).
• Estas recomendaciones proporcionan para
los genéricos de las funciones de transporte
de red, tales como la adaptación y las
funciones del rastro de terminación de
funciones.
Resources
Services
Service
control functions
Transport
control functions
Service
Transport
baseware services
NGN
service
NGN
transport
Resources

Recursos
• También es útil representar los recursos
generales de la NGN de ser modelo de
bienestar a separarse de las funciones y
los servicios. Los recursos que contienen
"materiales y no materiales (es decir,
lógico) los componentes utilizados para
la construcción de las redes, las
conectividades y servicios.
• Sin recursos, no sería posible la
construcción de redes, ni para establecer
conectividades para proporcionar los
servicios normales.
Resources
Services
Service
control functions
Transport
control functions
Service
Transport
baseware services
NGN
service
NGN
transport
Resources

Arquitectura de NGN
• Arquitectura jerárquica.
• Capa de Control independiente.
• Permite interconexiones con otras redes
tradicionales mediante gateways.
• Basada en protocolos estándares.
30
Edge Access
Core Switch
Network Control
Service
Management

Arquitectura de NGN
31
Capa de Gestión y
Servicios
Capa Control
Capa Transporte
Capa Acceso
Soft Switch
Acceso Movil
AMGIAD
Acceso Fijo
TMGSG
Video
PhoneIP
Phone
Soft Switch
Packet core
UNCIARM
OSS
VIG
PC
POTS
TMG
3G
TMG
MRS
AS
IP Public
Phone
Blue-tooth
WI-FI
WiFi

Gateways de Acceso
Gateways de Acceso (AMG)
• Mecanismos que permiten la conexión de líneas
de abonado a la red de paquetes.
• Transforma la representación de la información
en formatos que permiten su transmisión por la
red NGN.
▫ Conexión de abonados telefónicos con terminales
tradicionales a la red NGN.
32

Gateways Troncales y Señalización
Gateways de Troncales (TG)
• Mecanismos que permiten la conexión de redes
diferentes.
▫ Gateway de enlace entre la red NGN y PSTN
Gateways de Señalización (SG)
• Permiten la interconexión con protocolos de
señalización legados.
▫ Gateway de enlace entre señalización NGN y
PSTN
33

Softswitch
• Provee el “control de provisión de servicio” en la red
• Control de llamada
• Maneja el control de los Gateways de Medios
(Acceso y/o Troncales)
• Usa un Gateway de Señalización para trabajar
conjuntamente con la red de señalización PSTN
• Se conecta con los servidores de Red Inteligente /
Aplicaciones .
34

Capa de acceso
• Conecta a la red usuarios con variedad de
terminales.
• Realiza conversión de formato de información
original a formato que pueda enviarse mediante
IP.
PSTN Acceso Móvil
35
Acceso Móvil
AMGIAD
Acceso Fijo
PSTN/PLMN
TMG
SG
VIG
UMG
UMGWiFi
SoftPhone
SIP POTS
LTE2G/3G

AMGIAD
Acceso Fijo
WiFi
IAD Integrated Access Device :
Convierte voz, videos, etc. a un formato que puede
ser enviado por red IP.
36
Acceso - IAD

AMG (Access Media Gateway):
También conocido como Universal Access Unit.
Provee a los abonados un acceso a diversidad de
servicios tales como acceso a abonados analógicos,
acceso ISDN y xDSL. En muchas ocasiones son
también nombrados Gateways Residenciales.
37
Acceso - AMG

Accesso - SG
Signaling Gateway:
Conecta la red de señalización con la red IP
realizando una conversión de señalización de los
protocolos TDM a los protocolos NGN.
38

TMG – Trunk Media Gateway
Trunk Media Gateway:
Implementa funciones de conversión de formatos de
flujo.
Puede conectar variedad de dispositivos incluyendo
centrales PSTN y PBX.
3G Access
AMG5000IAD
Broadband
Access
PSTN/PLMNTMG8010
SG7000
VIG
UMG8900
UMG8900Blue-tooth
WIFI AP
39

Core de la Red.
• Opera con conmutación de paquetes IP/MPLS.
• Compuesta por Routers y LanSwitches .
• Plataforma de transmisión de alta velocidad ,
fiabilidad y con QoS.
• Tarea principal: Transportar los paquetes por la Red
IP cumpliendo requisitos del Servicio/Aplicación.
IP
40
Capa de Transporte

Soft Switch
Capa de control
• Permite la provisión, supervisión, recuperación y
análisis del desempeño de extremo a extremo
necesarios para gestionar la red.
• Realiza funciones de control de llamada y control de la
conexión en tiempo real, de los servicios y de la red.
• Contiene al principal elemento de la red NGN: el
Softswitch.
41

RM
OSS / BSS MRSAS
Provee los servicios de valor agregado y otros
sistemas para la gestión de la plataforma.
Capa de Gestión y Servicios
42

Opciones de PSTN a NGN
• Al analizar la evolución de la PSTN, considerando la
evolución de las redes de acceso y transporte
hacia la convergencia, y la flexibilidad y eficiencia de
la conmutación de paquetes frente a la
conmutación de circuitos, se plantean dos
posibilidades técnicas de evolución:
▫ PSTN Emulation Services o PES.
▫ PSTN Simulation Services o PSS.
• Ambas difieren en las capacidades del terminal del
suscriptor.

PES – PSTN Emulation
• El terminal es el mismo de PSTN actual (sea POTS o ISDN)
▫ Hasta para el intercambio de señales más básicas el terminal es
dependiente de la red.
• Frecuentemente los terminales de PSTN se consideran
“tontos” o “dumb terminals”.
• La conmutación y el transporte evolucionan a usar
protocolos de paquetes
▫ Anteriormente ATM
▫ Actualmente IP
• La arquitectura luce como una central tradicional de
circuitos a la cual se le distribuye geográficamente el
conmutador, y el procesador de las múltiples centrales
• que anteriormente conformaban la red se convierte en una
única entidad que controla
• a los conmutadores distribuidos.

PSS – PSTN Simulation
• PSS emplea terminales inteligentes o “smart
terminals”
• Implementa protocolos mucho más eficientes y
ricos en funcionalidades entre terminal y red.
• Con PSS es posible, por ejemplo, que el terminal
maneje información de presencia (por ejemplo una
lista de contactos y su respectivo estado)

PES
• Esta evolución proporciona en tecnología de paquetes
las mismas funcionalidades que la telefonía digital
actual basada en conmutación de circuitos
• Su objetivo es replicar el 100% de las
funcionalidades de la PSTN reemplazando la
conmutación de circuitos por conmutación de paquetes.
• En esta evolución se apunta a bajar los costos de la
implementación del servicio procurando compartir
elementos de la red de telecomunicaciones entre
diferentes verticales del negocio, manteniendo
inalteradas las funcionalidades de los servicios
telefónicos PSTN.
• En este caso el terminal telefónico resulta incambiado y
se procura emular todas las facilidades ya existentes.
▫ PSTN se refiere tanto a servicios POTS como ISDN.

PES – Razones para usarla
Las principales razones para la evolución hacia esta
implementación son:
• Obsolescencia de la red PSTN existente:
▫ Esto significa que los equipos legados de PSTN carecen de
soporte o no hay repuestos para mantenerlos operativos
con las condiciones de calidad requeridas.
• Disminución de costos operativos:
▫ Por medio de la simplificación de la gestión por reducir el
número de elementos de red, o converger todos los
servicios auna misma red de transporte. Brinda la
posibilidad de unificar distintos servicios sobre la misma
infraestructura de conmutación y transporte.

PES – Razones para usarla
• La centralización de servicios de red inteligente a
través del softswitch,
▫ porque éste soporta los servicios, o cuenta con una
interfaz adecuada con un middleware para servicios
externos, o implementa las interfaces de red
inteligente preexistentes (INAP, CS1+, CAMEL) desde
una función de conmutación de servicios
única.
• Posibilidad de converger sobre protocolos de
paquetes
▫ en la red de transporte y cuando emplea Gateways
Residenciales también converger en el acceso.

PES
• Softswitches: Controlan la conmutación de
llamadas entre elementos de acceso.
• Los elementos de acceso implementan los servicios
PSTN adaptándolos a la red de paquetes:
▫ en un punto de concentración similar al tradicional
concentrador de abonados de conmutación de circuitos
(Gateways de Acceso)
▫ en elementos instalados en las oficinas del suscriptor
convierten el servicio PSTN a paquetes (Gateways
Residenciales)
▫ los elementos que vinculan a la red de paquetes con los
troncales de la red PSTN existente (Gateways de
Troncales).

PSS
• Esta evolución proporciona en tecnología de paquetes una
funcionalidad que puede ser equivalente a la telefonía
sobre circuitos, pero posibilita el uso de nuevos tipos de
terminales telefónicos, con interfaces de datos y con
conversión de la voz a paquetes en el mismo terminal.
• Para conectar terminales telefónicos de PSTN es necesario
instrumentar dispositivos adaptadores en el hogar del
suscriptor (dispositivos de acceso integrado o IAD) que
adapten la interfaz analógica a un User Agent de VoIP .
• La posibilidad de emplear terminales con capacidad de
compresión de voz y manejo de protocolos de
comunicaciones de voz sobre IP hace de esta evolución la que
ha sido preferida por los operadores que implementan
servicios telefónicos sobre redes de datos.

PSS – Razones para usarla
• La posibilidad de extender el servicio telefónico a
cualquier sitio que disponga de conectividad basada en
protocolo IP.
• Esto significa que permite extender la telefonía aún
sobre servicios de acceso de datos inalámbricos.
Constituye una forma de agregar valor a los servicios de
comunicación de datos.
• El utilizar terminales con mayores capacidades,
posibilita que parte de la capacidad de procesamiento
del terminal se utilice para prestaciones adicionales a
las que brinda PSTN.
• Comunicar conjuntamente audio y video no requiere
mayor complejidad de implementación que comunicar
únicamente voz.

PSS – Razones para usarla
• El emplear protocolos de control de VoIP y la
facilidad de distribución de los servicios, posibilita
la introducción de nuevas funcionalidades.
• Es la opción tecnológica para un natural
convergencia de los servicios fijos y móviles, puesto
que el servicio de voz emplearía indistintamente
servicios portadores fijos e inalámbricos. También
es la opción tecnológica para implementar servicios
nómades.

PSS
• Esta arquitectura se incorporó a las redes celulares
para brindar servicios de tipo “Push to talk over
Cellular”, y otros servicios de nuevo género.
• Esta es una arquitectura innovadora para el plano
de servicios, y básicamente para comunicaciones
multimedia.

PSS
• Es importante destacar que PSS no puede emular el
100% de las funcionalidades de PSTN, dado que no
hay interacción analógica entre el terminal y la red.
• Es muy similar a lo que ocurre con ISDN al no
implementar soporte para el denominado protocolo
por estímulos en un terminal, caso en que las
facilidades de abonado deben ser gestionadas a
través de una pantalla con menús, no habiendo
posibilidad a control por golpes de horquilla (flash).
• Si bien esto es considerado perder casi el 25% de las
funcionalidades PSTN, lo que se pierde puede no ser
relevante para el suscriptor.

Evolución a NGN
• Como los servicios clásicos de telefonía aún son los mas
fuertes generadores de ingresos para la mayoría de los
operadores, la decisión de reemplazar el equipo PSTN
existente con soluciones del tipo planteado por NGN,
debe basarse no solo en el posible soporte del rango de
servicios de telefonía clásica, sino también y
fundamentalmente en mantener o mejorar el nivel de
QoS de los sistemas actuales, de forma de no afectar los
ingresos mencionados.
• Por otra parte, las operadoras también necesitan
prepararse para el crecimiento de servicios multimedia,
particularmente conversacionales y aplicaciones en
tiempo real.

Ventajas
• Menor costo de operación y mantenimiento en el
transporte, a mediano y largo plazo
▫ al hacer posible la unificación de la voz con el resto de
los servicios para el transporte en una red de
paquetes.
• Unificación de los suministros a largo plazo para la
red de transporte
▫ pasando a una red totalmente de paquetes.

Ventajas
• Posibilidad de ofrecer un servicio de telefonía
totalmente portable y ubicuo:
▫ El servicio del usuario está asociado a una dirección IP
que puede variar, pero siempre es de acuerdo al
mismo formato del estándar IP en cualquier red y
además se direcciona desde un control centralizado .
▫ Entonces un mismo servicio telefónico (incluyendo un
mismo número telefónico), puede asociarse a un
terminal en territorio nacional o a un terminal fuera
de territorio nacional, e incluso puede variar el tipo de
terminal, pudiendo ser un fijo convencional, un
“softphone” o un móvil.

Ventajas
• Menor costo a mediano y largo plazo en el caso de
nuevos servicios telefónicos:
▫ Donde las terminales de suscriptor sean gateways de VoIP
hacia la red.
 Por ejemplo, en caso de usar un CPE (Costumer Premises
Equipment) con ADSL y VoIP integrado, sería más costoso
que utilizar un CPE con ADSL solamente, pero no habría que
instalar una tarjeta PSTNen la central telefónica, ni tampoco
el splitter y sus regletas. En este caso PSS podría ser menos
costoso que PES.
• Facilita la convergencia fijo-móvil (Fixed Mobile
Convergence), pudiendo incluso controlar tanto la
telefonía fija como móvil mediante un mismo
Softswitch.

Ventajas
• Flexibilidad para nuevos servicios. El Softswitch es
mucho más flexible para comunicarse con
plataformas de servicios.

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