REDES DE NUEVA GENERACIÓN: La NGN se define como aquella basada en paquetes que permite prestar servicios de telecomunicaciones con QoS garantizada, con movilidad y que permite la convergencia de servicios y aplicaciones. Este modelo de arquitectura de Redes permite desarrollar toda gama de servicios IP multimedia; por ende, la función de NGN se basa en generar una evolución para pasar de un sistema de telecomunicaciones a otro.

La introducción de NGN tiene un gran impacto en los sistemas de telecomunicaciones empleados en la actualidad, pues este nuevo planteamiento resuelve el principal punto débil para aplicar VoIP en las comunicaciones: la calidad y la garantía del servicio de extremo a extremo. Otras de sus características se enlistan a continuación:

– Red multiservicio capaz de manejar voz, datos y vídeo.
– Movilidad generalizada.
– Servicios convergentes entre fijo/móvil.
– Red con el plano de control (señalización, control) separado del plano de transporte y conmutación/encaminamiento.
– Posee interfaces abiertas para el inter-funcionamiento entre los niveles de transporte, control y las aplicaciones.
– Garantiza QoS para distintos tipos de tráfico y de Acuerdo de Nivel de Servicio (SLA).
– Transferencia basada en datagramas IP para el transporte de todo tipo de información.
– Compatibilidad con una amplia gama de servicios, aplicaciones y mecanismos basados en módulos de servicios.
– Acceso sin restricciones por los usuarios a diferentes proveedores de servicios.
– Características del servicio unificado para el mismo servicio que percibe el usuario.
– Cumple con todos los requisitos reglamentarios relativos a las comunicaciones de emergencia, seguridad, privacidad…

La arquitectura general de NGN está basada en una topología jerárquica distribuida en cuatro niveles, con conectividad al nivel superior y dentro del mismo nivel. En la figura 4.2 se muestra como están dispuestos estos niveles.

Nivel de Acceso
Incluye las tecnologías para conectarse a los clientes finales. Se incluyen aquí las líneas de cobre, sistemas de cable, sistemas inalámbricos, anillos Metro Ethernet…

Nivel de Conectividad Primaria (Núcleo)

Esta capa se encarga de las tareas de conmutación, encaminamiento de los datagramas IP de extremo a extremo, además del transporte y control de la señalización. Este nivel se basa en IP utilizando ATM, MPLS y Ethernet. En el borde se usan GWs para la conexión con otras Redes a través de las Pasarelas como Red Troncal (TGWs) o bien con los equipos de clientes mediante las Pasarelas de Acceso (AGW).

Nivel de Control

Nivel esencial en una NGN pues coordina todos los elementos en los otros niveles. Se encarga de asegurar el inter-funcionamiento de la Red de transporte (Núcleo y Nivel de Acceso) con los servicios y aplicaciones mediante la interpretación, generación, distribución y traducción de la señalización correspondiente con los protocolos. Permite la provisión, supervisión, recuperación y análisis del desempeño para dirigir la Red.

Uno de los dispositivos más importantes en la NGN es el Softswitch, que es un dispositivo programable empleado en este nivel y que controla las llamadas VoIP [113]. El Softswitch permite la correcta integración de los diferentes protocolos dentro de la NGN, y además se encarga de la creación de la interfaz a la Red telefónica existente a través de GWs de señalización y MGs.

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Nivel de Servicio

Los tipos de servicios deben abarcar los ya existentes y además una gama de servicios de datos y de multimedia en cualquier combinación posible. Estos deben ser independientes de la tecnología a utilizar y son colocados generalmente de forma centralizada a fin de lograr mayor eficiencia y además distribuirlos a la Red. Este nivel incluye el equipamiento necesario para proporcionar los servicios y aplicaciones a la Red.

Arquitectura de una NGN

La existencia de muchas tecnologías y servicios que presentan dificultad para pasar de unas Redes a otras se soluciona con la implementación de la NGN, que con el apoyo del Subsistema Multimedia de IP (IMS) trata de unificar todos los servicios sobre la misma Red. La unificación como tal conlleva a Redes convergentes de servicios y de infraestructura.

IMS se refiere a una arquitectura funcional para la prestación de servicios multimedia basada en protocolos de Internet, cuyo objetivo es el combinar Internet y el mundo de la telefonía móvil. Este estándar se especifica en el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP).

IMS fue introducida en el UMTS versión 5 en marzo de 2003. Su primera versión se centró en facilitar el desarrollo y despliegue de nuevos servicios en Redes móviles. Esta norma fue más adelante extendida por un organismo de normalización del Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI), el cual es conocido como Telecomunicaciones e Internet convergente de Servicios y Protocolos para Redes Avanzadas (TISPAN) y que estandariza el IMS como un subsistema de las NGNs.

IMS es una arquitectura concebida para ofrecer servicios multimedia. Este estándar posibilita a los operadores brindar servicios de valor agregado sobre una infraestructura IP existente, permitiendo la interoperabilidad de los servicios sin importar el tipo de Red de acceso.

Funcionamiento IMS en NGN

Los protocolos de señalización empleados en la NGN son:

– Diameter. Es el estándar industrial para señalización de datos desde dispositivos móviles como teléfonos inteligentes y tabletas. Está diseñado para realizar funciones distintas pero complementarias a SIP en Redes IMS / LTE [119]. La señalización Diameter es empleada para la autorización, autenticación, movilidad y la QoS; siendo esencial para la prestación de servicios y de Redes para operar eficientemente.

– SIP. Protocolo de señalización de IMS para el control de sesiones y el control de servicios; junto con Diameter son los encargados de conducir la mayor parte de las comunicaciones en Redes IMS. Todos los usuarios tienen que registrarse a la Red a través de este protocolo.

– H.248. Se utiliza para la señalización y administración de sesiones necesarias durante la comunicación entre un MG y un MGC; por lo que es empleado como un protocolo de senalización en la NGN, permitiendo establecer, mantener y terminar llamadas.

– Señalización de Transporte o SIGTRAN (RFC 2719). Se refiere a una pila de protocolos para el transporte de protocolos de señalización de la SCN sobre Internet.

Protocolos SIGTRAN

SIGTRAN define los adaptadores y una capacidad de transporte básico donde se mezclan los protocolos SS7 y de conmutación de paquetes para ofrecer a los usuarios lo mejor de ambas tecnologías [121]. El protocolo más importante definido por el grupo SIGTRAN es el Protocolo de Control de Transmisión de Flujo (SCTP) [122], el mismo que es empleado para transportar señalización PSTN sobre Internet. Este grupo fue influenciado con la intención de utilizar los nuevos protocolos para la adaptación de VoIP a la PSTN. La familia de protocolos SIGTRAN incluye los protocolos que se muestran en la tabla

Con NGN se despliega un amplio conjunto de capacidades avanzadas para el soporte de nuevos servicios y aplicaciones, los cuales serían producto de la convergencia de distintas Redes. Este auge incrementaría significativamente la adquisición de equipos terminales y en mayor volumen los teléfonos inteligentes y las tabletas.

Dado que el despliegue de las Redes celulares 3G y 4G (que se basan en IMS) sigue avanzando, como consecuencia un gran número de huéspedes celulares están siendo conectados a Internet.

Y este continuo crecimiento en Internet requiere que su arquitectura general evolucione para adaptarse a las nuevas tecnologías y apoyar el creciente número de usuarios, aplicaciones, dispositivos y servicios; por lo que se hace necesario la transición hacia Redes IPv6, las cuales brindarían apoyo al despliegue de VoIP móvil].

Pues si se considera que para cada terminal se va a necesitar una dirección IP, entonces el despliegue de Redes IPv6 contribuiría en gran medida en este ámbito; esto es debido no sólo a sus beneficios de seguridad y QoS, sino principalmente por la gran cantidad de direcciones IP que posee este estándar. Con el despliegue de IPv6 se podría asignar una dirección específica a cada terminal, dando a los usuarios la opción de estar en cualquier lugar del mundo sin tener que cambiar de IP.

La plataforma IMS fue diseñada para proveer conectividad IP a las Redes de telefonía móvil y otorgar a los usuarios una amplia gama de servicios multimedia; siendo explotadas todas sus bondades con el protocolo LTE, gracias a su gran velocidad de transferencia.

IMS se compone de diversos servidores que se comunican por intermedio de SIP, los cuales encaminan los diferentes requerimientos haciendo factible brindar al usuario servicios tales como: juegos multiusuario, transmisión de imágenes en tiempo real, videoconferencia, VoIP, mensajería instantánea, IPTV…

Pese a sus virtudes IMS todavía presenta problemas de compatibilidad en términos de configuración, seguridad y QoS; razón por la cual es requerida investigación continua para facilitar la transición hacia las Redes NGN. En este sentido se ha establecido el proyecto Open IMS Core desarrollado por el instituto FOKUS de Alemania, el cual representa un punto de partida de nuevas investigaciones para el testeo de la arquitectura IMS en NGN de 4G.

En consecuencia las Redes IPv6 mantienen un impacto directo en NGN en cuatro aspectos esenciales: capacidad de servicio mejorada, conectividad IP total, la auto-organización, y la detección de servicios mediante la configuración automática y dispositivos conectados a más de una Red informática (multihoming) utilizando direccionamiento IPv6. Para afrontar estos escenarios se han establecido soluciones técnicas claves tales como: el marco para apoyar la señalización para NGN basada en IPv6 [127], marco de multihoming en NGN basada en IPv6 [128] y requisitos funcionales para la migración IPv6 en NGN.

Tomado de:
Gutiérrez, R. (2014). Estudio detallado de los protocolos SIP, H.323 y otros, para la señalización en VoIP: Estado actual y futuro (tesis de grado). Escuela Superior Politécnica del Litoral, Guayaquil, Ecuador.

Fuente:
http://www.cib.espol.edu.ec/Digipath/D_Tesis_PDF/D-84316.pdf

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