Creative Commons License Deed - La Salle › semipresencial › ebooks › ebooks ›...

Creative Commons License Deed Reconeixement-No comercial-Sense obres derivades 2.5 Espanya

Vostè és lliure de: Copiar, distribuir i comunicar públicament l’obra.

Sota els següents condicionants:

Reconeixement. S’ha de referenciar aquesta obra a Àlex Vallejo - Enginyeria La Salle (Estudis Semipresencials).

No comercial. No es pot utilitzar aquesta obra per a finalitats comercials. Sense obres derivades. No es pot alterar, transformar o generar una obra derivada a partir d’aquesta.

• Quan reutilitzeu o distribuïu l'obra, heu de deixar ben clar els termes de la llicència de l'obra. • Alguna d'aquestes condicions pot no aplicar-se si obteniu el permís del titular dels drets d'autor.

• No hi ha res en aquesta llicència que menyscabi o restringeixi els drets morals de l'autor.

Els drets derivats d'usos legítims o altres limitacions reconegudes per llei no queden afectats per l'anterior

Això és un resum fàcilment llegible del text legal (la llicència completa) disponible en els idiomes següents:

Català Castellà Basc Gallec

Crèdits

Autor: Àlex Vallejo

Editor: Lluís Vicent

Coordinació lingüística: Sara Laso

Revisió lingüística: Francesc Esteve

Maquetació: Sara Laso

Disseny de portada: Marc Segarra

Aquesta edició ha comptat amb el suport de l’Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR) de la Generalitat de Catalunya en la Convocatòria d’ajuts a l’edició i la difusió de llibres de text o manuals universitaris i llibres cientificotècnics, en suport paper o en suport electrònic, escrits en llengua catalana (DILL 2008).

ISBN: 978-84-935665-8-6

1

Índex

Sessió 1: Introducció a l’assignatura ........................................................................... 5

1. Introducció a les xarxes de commutació de banda ampla ........................................ 5

1.1. Introducció a l’assignatura ........................................................................................... 5 1.1.1. Introducció a les xarxes de banda ampla .................................................................................... 6 1.1.2. Motors del canvi per al segle XXI .............................................................................................. 11

Sessió 2: Introducció a la transmissió ........................................................................ 13

2. Xarxa de transmissió ............................................................................................. 13

2.1. Transmissió terrestre .................................................................................................. 13 2.1.1. Introducció ................................................................................................................................ 13 2.1.2. Nodes ADM ............................................................................................................................... 16

Sessió 3: Multiplexació “Add and Drop” .................................................................... 19 2.1.3. ADM‐4/ADM‐16/ADM‐64 ......................................................................................................... 19

Sessió 4: DWDM i components de la capa òptica ...................................................... 25 2.1.4. WDM ......................................................................................................................................... 25 2.1.5. Components de la capa òptica.................................................................................................. 31

Sessió 5: Introducció a l’assignatura ......................................................................... 37 2.1.5. Xarxes de transport IP optimitzades ......................................................................................... 37

Sessió 6: Comunicacions per satèl∙lit ......................................................................... 43

2.2. Comunicacions per satèl∙lit ......................................................................................... 43 2.2.1. Introducció ................................................................................................................................ 43 2.2.2. Arquitectura de la xarxa............................................................................................................ 45 2.2.3. Components d’un enllaç de satèl∙lit ......................................................................................... 46 2.2.4. Cost ........................................................................................................................................... 47

Sessió 7: Tècniques de transmissió per satèl∙lit ......................................................... 49 2.2.5. Tècniques de transmissió per satèl∙lit ...................................................................................... 49 2.2.6. Comunicacions de veu i dades per satèl∙lit ............................................................................... 51

Sessió 8: Introducció a les Xarxes Multiservei ............................................................ 55

3. Xarxa de commutació ........................................................................................... 55

3.1. Introducció a les xarxes multiservei ............................................................................ 55 3.1.1. Situació actual ........................................................................................................................... 55

3.2. Qualitat de servei sobre IP .......................................................................................... 57 3.2.1. Protocol IP ................................................................................................................................. 57 3.2.2. MPLS ......................................................................................................................................... 59 3.2.3. Virtual Private Networks ........................................................................................................... 60

Sessió 9: Qualitat de Servei amb IP ........................................................................... 63 3.2.4. Qualitat de servei en xarxes IP .................................................................................................. 63 3.2.5. Qualitat de servei en xarxes MPLS ............................................................................................ 70

Sessió 10: Qualitat de servei amb IP i NAS ................................................................ 73 3.2.6. Giga Switch Routers .................................................................................................................. 73 3.2.7. Tera Switch Router ‐ Carrier Routing System ........................................................................... 77

2

3.3. Network Access Servers .............................................................................................. 77 3.3.1. Introducció ................................................................................................................................ 77 3.3.2. Exemples significatius del mercat ............................................................................................. 78

Sessió 11: Introducció a la ToIP ................................................................................. 81

3.4. Serveis integrats sobre IP ........................................................................................... 81 3.4.1. Introducció a ToIP ..................................................................................................................... 81

Sessió 12: L’operació de xarxa ................................................................................... 87 3.4.2. Operació de xarxa ..................................................................................................................... 87

Sessió 13: QoS en ToIP .............................................................................................. 93 3.4.3. QoS amb ToIP............................................................................................................................ 93 3.4.4. Aplicacions ................................................................................................................................ 95

Sessió 14: Plataformes Softswitch ............................................................................. 99 3.4.5. Plataformes softswitch ............................................................................................................. 99

Sessió 15: Qualitat de servei amb IP i NAS .............................................................. 105 3.4.6. Arquitectura Triple‐Play .......................................................................................................... 105 3.4.7. Models de negoci VoIP‐ToIP ................................................................................................... 110

Sessió 16: Serveis avançats en les xarxes actuals .................................................... 113

4. Serveis avançats .................................................................................................. 114

4.1. Introducció ............................................................................................................... 114 4.1.1. Xarxes de commutació actuals ............................................................................................... 114 4.1.2. Protocols principals ................................................................................................................. 115

4.2. Serveis avançats ....................................................................................................... 115 4.2.1. Introducció .............................................................................................................................. 115 4.2.2. Advanced Routing System ...................................................................................................... 116 4.2.3. Xarxes privades virtuals .......................................................................................................... 117 4.2.4. Intelligent Call Routing ............................................................................................................ 118 4.2.5 Plataforma Lucent SCP Model‐2 .............................................................................................. 120 4.2.6. Convergència de serveis ......................................................................................................... 121

Sessió 17: IP Multimedia Subsystem ....................................................................... 125

4.3. Serveis avançats de nova generació .......................................................................... 125 4.3.1. Serveis de veu de valor afegit en les NGN .............................................................................. 125 4.3.2. IP Multimedia Subsystem en NGNs ........................................................................................ 126

Sessió 18: Introducció a xDSL i la OBA ..................................................................... 131

5. Xarxa d’accés ...................................................................................................... 132

5.1. Introducció ............................................................................................................... 132 5.1.1. Tecnologies d’accés ................................................................................................................ 132

5.2. xDSL ......................................................................................................................... 132 5.2.1. Tecnologia xDSL ...................................................................................................................... 132 5.2.2. Oferta del bucle d’abonat ....................................................................................................... 135

Sessió 19: Arquitectura de xarxa d’accés ADSL ........................................................ 139 5.2.3. Arquitectura de la xarxa ADSL ................................................................................................ 139 5.2.4. ADSL 2+ ................................................................................................................................... 145

Sessió 20: WiMAX ................................................................................................... 149

3

5.3. WiMAX ..................................................................................................................... 149 5.3.1. Introducció a WiMAX .............................................................................................................. 149

Sessió 21: Introducció a la tecnologia FTTx ............................................................. 155

5.4. FFTx .......................................................................................................................... 155 5.4.1. Introducció a FTTx ................................................................................................................... 155 5.4.2. FTSA/HFC ................................................................................................................................ 157

Sessió 22: FTTN ....................................................................................................... 163 5.4.3. FTTN ........................................................................................................................................ 163

Sessió 23: FTTH ....................................................................................................... 169 5.4.4. FTTH ........................................................................................................................................ 169 5.4.5. Arquitectures FTTH/FTTB ........................................................................................................ 170 5.4.6. Tecnologia MetroEthernet ...................................................................................................... 173

Sessió 24: Regulació en el mercat de les telecomunicacions .................................... 175

6. Mercat de les Telecomunicacions i Interconnexió ................................................ 175

6.1. Regulació ................................................................................................................. 175 6.1.1. Organismes reguladors ........................................................................................................... 175 6.1.2. Legislació ................................................................................................................................. 178

Sessió 25: Operadors de Telecomunicacions ............................................................ 181

6.2. Operadors de telecomunicacions mundials .............................................................. 182 6.2.1. Introducció .............................................................................................................................. 182

6.3. Operadors de telecomunicacions nacionals .............................................................. 185 6.3.1. Introducció .............................................................................................................................. 185 6.3.2. Telefónica ............................................................................................................................... 187 6.3.3. ONO ........................................................................................................................................ 188 6.3.4. Euskaltel .................................................................................................................................. 189 6.3.5. Movistar .................................................................................................................................. 189 6.3.6. Vodafone ................................................................................................................................ 189 6.3.7. Orange .................................................................................................................................... 190 6.3.8. Yoigo ....................................................................................................................................... 190 6.3.9. Operadors mòbils virtuals ....................................................................................................... 190 6.3.10. Xarxes alternatives ................................................................................................................ 191

Sessió 26: Indústria de les comunicacions ......................................................................... 193

6.4. Indústria de les comunicacions ................................................................................. 193 6.4.1. Sector de les telecomunicacions ............................................................................................. 193

Sessió 27: Mercat i evolució tecnològica ................................................................. 201

6.5. Escenari futur i tendències tecnològiques ................................................................. 201 6.5.1. Evolució del mercat ................................................................................................................ 201 6.5.2. Avanços Tecnològics pel segle XXI .......................................................................................... 212

Sessió 28: Interconnexió d’operadors: serveis d’interconnexió ................................ 217

6.6. Introducció a la interconnexió d’operadors .............................................................. 217 6.6.1. Introducció .............................................................................................................................. 217

6.7. Anàlisi dels serveis d’interconnexió .......................................................................... 221 6.7.1. Descripció del mercat ............................................................................................................. 221 6.7.2. Serveis d’interconnexió fixes .................................................................................................. 222

4

6.7.3. Serveis d’interconnexió mòbils ............................................................................................... 223 6.7.4. Oferta comercial ..................................................................................................................... 225

Sessió 29: Accessos i serveis de banda ampla .......................................................... 227 6.7.5. Deficiències del mercat ........................................................................................................... 227

6.8. Accessos i serveis de banda ampla majoristes .......................................................... 229 6.8.1. Anàlisi del mercat majorista ................................................................................................... 229

Sessió 30: Sessió de problemes ................................................................................ 235

7. Resolució d’Exàmens ........................................................................................... 235

7.1. Juny del 2008 (1Q) .................................................................................................... 235 7.1.1. Examen del primer quadrimestre del 2008 ............................................................................ 235

7.2. Juny del 2008 (2Q) .................................................................................................... 239 7.2.1. Examen del segon quadrimestre del 2008 ............................................................................. 239

Bibliografia ............................................................................................................. 247

Glossari ................................................................................................................... 249

5

Sessió 1: Introducció a l’assignatura

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Introducció a l’assignatura Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 2 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: InformeAnual_CMT_2007.pdf

OBJECTIUS L’objectiu d’aquesta sessió és assolir una idea global dels temes que es tractaran durant el curs, de forma que permeti entendre i integrar millor cadascun dels temes tractats durant el curs.

CONTINGUTS En aquesta sessió s’introdueixen tots i cadascun dels capítols que es tractaran durant el curs.

1. Introducció a les xarxes de commutació de banda ampla

1.1. Introducció a l’assignatura Aquesta assignatura intenta aproximar l’alumne a la vessant telemàtica dels operadors de telecomunicacions. L’assignatura té dos focus principals. Per una banda es veuen tots els tipus de xarxes que utilitzen els operadors: de transmissió, de commutació, d’agregació, d’accés i xarxa intel·ligent. D’altra banda, a partir dels informes que genera la Comissió del Mercat de les Telecomunicacions (CMT), s’analitza l’estat actual del mercat des de diferents punts de vista.

Modificacions de l’índex i temari de 2005-2006 respecte de 2004-2005

Cara a revisar exàmens de cursos anteriors, cal tenir molt en compte que el curs 2005-2006 es va reestructurar i modificar part del temari de l’assignatura, responent a les inquietuds del professorat de millorar la comprensió i actualitzar l’assignatura.

6

Així doncs, la taula següent mostra la variació que va patir el temari:

Aquest canvis cal tenir-los en compte a l’hora de revisar els exàmens de cursos anteriors al 2005-2006.

1.1.1. Introducció a les xarxes de banda ampla

Els clients accedeixen a les xarxes de banda ampla dels operadors a través de les xarxes d’accés. A partir d’aquí la informació passa a les xarxes de commutació, que és on s’apliquen les polítiques de qualitat de servei i seguretat, i d’aquí es passa la informació a les xarxes de transmissió, habitualment òptiques. La xarxa d’accés, la de commutació i la de transmissió es coordinen amb la xarxa intel·ligent. La xarxa de transmissió es veu en el segon capítol i la xarxa de commutació en el capítol 3, per tancar el primer semestre. La xarxa intel·ligent es veu en el capítol 4 i la xarxa d’accés en el capítol 5. Un exemple en pot ser el presentat a continuació, on dos usuaris relativament propers es comuniquen a través de la xarxa de commutació a la qual han accedit a través de la seva respectiva xarxa d’accés (un podria utilitzar Cable i l’altre ADSL), mentre que dos usuaris geogràficament llunyans passarien les seves dades per una xarxa òptica de transmissió.

7

Les xarxes de commutació són les xarxes estudiades a Telemàtica 2, és on es realitza l’encaminament. Les xarxes de transmissió són les xarxes de nivell 1 (de la torre OSI) que transporten la informació el més ràpid possible. Aquest nou concepte serveix per situar la figura següent, on a la xarxa d’accés hi pot haver des de la XTC amb un mòdem connectat a una Central Local (o LEC) i un NAS és el Network Access Server, fins a una xarxa WiMAX o MetroEthernet.

Xarxa d’Accés

Anell òptic de transportADSL Xarxa

IP

WiMAX

Usuari DSLAM Router

Xarxa IP

BS

Usuari

Xarxa IP/MPLS

Router

ADM256

DWDM mux/demux

DWDM mux/demux

λ1, λ2...

λ1, λ2...

λ1

λ1

λ2

λ2

40Gbps

40Gbps

Xarxa de Commutació

Xarxa de Transmissió

A nivell de transmissió s’ha produït un col·lapse anticipat del Protocol Stack, ja que l’arquitectura actual és massa complexa i requereix gestió separada per a cada nivell. Això ofereix poca oportunitat d’integració, i per tant es tendeix a simplificar. Actualment les xarxes tendeixen a un stack IP/DWDM.

8


El propòsit d’una xarxa de transmissió és multiplexar alhora múltiples fluxos de trànsit digital de baixa velocitat en fluxos de trànsit d’alta velocitat per tal d’assolir un transport més eficient entre punts d’accés. La transmissió tant es pot fer a través d’una xarxa terrestre com a través d’una xarxa per satèl·lit. La capa física de la xarxa de transmissió s’anomena capa òptica quan utilitza dispositius òptics. En aquesta capa òptica el transport es fa sobre SDH i utilitza ADM (per forma* anells de fibra òptica a diferents jerarquies), OXC (per la interconnexió entre anells d’ADMs) i/o multiplexors terminals, tal com es pot veure en la figura següent.

Quan les velocitats no poden ser suportades amb la tecnologia ADM convencional, aleshores s’acostuma a utilitzar multiplexació òptica (tecnologia WDM).


Actualment les xarxes de commutació s’anomenen xarxes multiservei, ja que hi ha només una sola xarxa IP (en la qual han convergit les xarxes de veu i dades) on abans n'hi havia dues i on és molt més senzill el manteniment. Els avantatges que presenta aquesta configuració, entre d’altres, és la facilitat de creació de serveis convergents (gestió global de la xarxa), costa menys el manteniment de la xarxa (OPEX) i el cost d’adquisició és menor (CAPEX). Tota la xarxa és més econòmica en general, de fet, un encaminador (router) és dotze vegades més barat que una central de trànsit. Aquesta nova arquitectura de nivell de xarxa implica que les comunicacions de veu passin a ser comunicacions de telefonia sobre IP (o ToIP) i també que caldrà garantir la qualitat dels diferents serveis (QoS) que es poden arribar a utilitzar sobre aquestes noves xarxes multimèdia. Caldrà utilitzar arquitectures centralitzades que gestionin aquests nous dominis on hi haurà tecnologies com IPv6 i MPLS DS-TE.

9

Xarxes d’accés

Hi ha diverses tecnologies que s’utilitzen en les xarxes d’accés. Algunes són sobre infraestructures ja disponibles, com és el cas de l'ADSL (parell de coure telefònic) i el PLC (xarxa elèctrica), o com en el cas de l’aire, amb WLL (tecnologia d’accés sense fils) com LMDS i WiMAX o l’accés via satèl·lit o UMTS. En la resta de tecnologies cal fer arribar una nova infraestructura fins a l’usuari, com és el cas del cable (coaxial o fibra òptica). En aquest curs es tractaran totes aquestes tecnologies excepte el PLC, a causa de l’estancament que hi ha hagut en la seva posada en funcionament durant els darrers anys.

Font: Informe Anual 2007. CMT

10

Xarxes de serveis avançats

La funció de la Xarxa Intel·ligent és proporcionar serveis lògics deslligats dels sistemes de commutació d’informació i de senyalització. Aquesta xarxa suporta serveis com la gestió del números 80x/90x (ARS), les Calling Party Verification o CPV, les Prepaid card (targes prepagament) o la Number Portability o NP (portabilitat numèrica). L’antiga central de commutació (LEC) s’ha dividit en dues parts, la central de commutació pròpiament dita que ara és el Service Switching Point (SSP) i el Signaling Transfer Point (STP). Del SSP surt la informació de l’usuari a la xarxa de commutació de circuits, i del STP surt la informació conjunta de senyalització i de xarxa intel·ligent.

Actualment els operadors estan començant a implantar la nova arquitectura IP Multimedia Subsystem (IMS) que és l’actualització de la xarxa intel·ligent en les xarxes de nova generació (NGN).

Font: Wikipedia. “NGN”

11

Mercat de les Telecomunicacions

En el capítol del mercat de les telecomunicacions s’explica la legislació vigent tant espanyola com europea, així com un breu resum de la història de la liberalització de les telecomunicacions a nivell mundial, partint de la situació amb monopolis. S'hi farà un breu resum de les principals empreses que operen en el mercat espanyol, de la seva situació en el mercat i s’hi analitzarà el mercat a partir dels informes i reports proporcionats regularment per la CMT. Finalment es tracta el tema de la interconnexió d’operadors o mercat majorista (o wholesale), on s’explica què és aquest mercat, com funciona i com la CMT gestiona la relació entre els operadors.

InformeAnual_CMT_2007.pdf

1.1.2. Motors del canvi per al segle XXI

Els motors del canvi per al segle XXI seran la digitalització, la compressió, la mobilitat i la banda ampla amb qualitat de servei. Els objectius que es volen assolir amb aquestes noves tecnologies són l’abaratiment dels costos de transmissió i de commutació dels operadors i la independència de la distància de la comunicació, de tal forma que el cost solament l'afecti l’ample de banda emprat i no l’estimat. En les xarxes fixes la tendència serà utilitzar DWDM i IPv6 amb QoS, que durant aquesta assignatura es veuen sobretot en el tema de transmissió i commutació. La tecnologia Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) permet arribar a transmetre a una velocitat de 6’4 Tbit/s per una única fibra òptica (160 canals x 40Gbps representen 100 milions de trucades simultànies d’un ample de banda normalitzat de 64 Kbps). El que és desitjable és la utilització de la commutació IP en qualsevol tecnologia. Per aconseguir-ho el grau d’integració ha de ser molt elevat. Les tecnologies que permeten la integració d’IP són IP sobre SDH i IP sobre WDM. Tot això junt amb la creació de tarifes planes per veu i dades (a causa de l’abaratiment dels costos de commutació) i amb les noves tecnologies aplicades als bucles d’abonats com xDSL (coure) o HFC (coaxial), permeten que els continguts multimèdia arribin a totes les llars. Els nous serveis de ToIP i la convergència de serveis (Triple-Play i Quad Play) fan que les xarxes hagin d’implementar qualitat de servei, principalment sobre IP, per poder oferir garanties de servei. En les xarxes mòbils la tendència és a utilitzar CDMA i satèl·lits LEO, que durant aquesta assignatura es veuran en el tema de transmissió. Les futures xarxes UMTS intentaran aprofitar les característiques de l’accés CDMA per oferir a l’usuari un ample de banda de 2Mbps. Això serà possible gràcies a l’augment considerable del trànsit cursat a cada cel·la, a més de l’augment de la qualitat d’aquest. En el món audiovisual apareixen nous algorismes de compressió, així com la ràdio i la televisió digital. Algorismes com el MPEG-4 permeten una major qualitat del senyal i la transmissió d’un major nombre de canals per la infraestructura actual, de forma que

12

permeten VoD (Video on Demand). Per poder emprar aquests algorismes de compressió serà necessària una transmissió digital. Per tant, els estàndards de ràdio i televisió digital començaran a adquirir una major rellevància (DAB o DVB). Aquests permeten una major cobertura utilitzant un menor nombre de freqüències amb un augment considerable de la qualitat en recepció.

13

Sessió 2: Introducció a la transmissió

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Introducció a la transmissió Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: SDH presentació.pdf Tx Digital - WDM.pdf ADM-1.pdf SGraells CCOO - ADM.ppt

OBJECTIUS Aquesta sessió inicia el capítol dedicat a la transmissió. L’objectiu és començar a adquirir un coneixement bàsic sobre les arquitectures elementals utilitzades pels operadors en la transmissió.

CONTINGUTS En aquesta sessió s’introdueix el concepte de transmissió dintre de l’àmbit d’una operadora de telecomunicacions, per finalment centrar-se en les topologies dels nodes dels anells de transport de xarxes troncals (backbone).

2. Xarxa de transmissió

2.1. Transmissió terrestre

2.1.1. Introducció

El propòsit d’una xarxa de transmissió és multiplexar alhora múltiples fluxos de trànsit digital de baixa velocitat en fluxos de trànsit d’alta velocitat per tal d’assolir un transport més eficient entre punts d’accés. La xarxa de transmissió d’un operador es caracteritza per funcionar a velocitats molt altes, més que en qualsevol de les altres dues xarxes. La gran quantitat de dades que es mouen per segon fa que la disponibilitat sigui crítica i, per tant, han d’estar redundats tots els enllaços i la majoria de components que en formen part.

14

Transmissió terrestre

La xarxa d’accés, la de commutació i la de transmissió es coordinen amb la xarxa intel·ligent. La xarxa de transmissió es veu en aquest capítol, la xarxa de commutació en el capítol 3, la xarxa intel·ligent en el capítol 4, així com la seva evolució IMS, i la xarxa d’accés en el capítol 5. Un exemple típic és:

Tot i que l’exemple anterior és l’esquema típic on la transmissió (tant òptica com per satèl·lit) s’utilitza en les grans xarxes troncals, també pot existir transmissió (tant òptica com per satèl·lit) en la part d’accés, a causa sobretot del gran augment de les velocitats en la banda del client, tal com es veurà quan s’expliquin les xarxes FFTH i les xarxes MetroEthernet. La capa física de la xarxa de transmissió s’anomena capa òptica quan utilitza dispositius òptics. En aquesta capa òptica el transport es fa sobre SDH i utilitza ADM (per forma* anells de fibra òptica a diferents jerarquies), OXC (per la interconnexió entre anells d’ADM) i/o multiplexors terminals, tal com es pot veure en la figura següent.

Quan les velocitats no poden ser suportades amb la tecnologia ADM convencional, aleshores s’acostuma a utilitzar multiplexació òptica (tecnologia WDM).

15

Sobre la capa de transmissió s’integren tots els serveis: els commutats i els paquets.

Arq Tx Digital - WDM.pdf

SDH presentació.pdf

ADM-1.pdf

Arquitectura de capes de les futures xarxes de telecomunicacions

Actualment s’han de tenir en compte els tres nivells de la següent figura, tot i que progressivament es va prescindint de la capa elèctrica.

Actualment la Xarxa Intel·ligent (X.I.) dóna suport als tres nivells i permet generar serveis. En un futur ho farà l’arquitectura IMS. Tant en la capa elèctrica com en la capa òptica, la topologia de la xarxa de transport té un esquema comú a tots els operadors. Aquesta topologia física és en forma d’anells on s’hi connecten dispositius ADM (Add and Drop Multiplexer) i/o DXC (Digital Cross-Connect). S’ha de tenir en compte que quan es parla de commutacions òptiques i no elèctriques s’utilitzen OADM (Optical Add and Drop Multiplexer) en comptes de ADM elèctrics. Actualment aquests darrers estan en desús, ja que les seves velocitats màximes suportades són a hores d'ara massa baixes i, per tant, actualment es parla indistintament d'ADM o OADM. Els DXC interconnecten anells elèctrics que contenen ADM per afegir i extreure les dades. Quan es parla de commutacions òptiques i no elèctriques s’utilitzen OXC (Optical Cross-Connect) en comptes de DXC elèctrics. Actualment aquests darrers estan en desús i, per tant, s’acostuma a parlar sempre de OXC. Quan es parla de commutació òptica també s’utilitzen les tecnologies WDM i DWDM, que es veuran més endavant en aquest capítol.

16

Velocitats estandarditzades

Cal recordar les velocitats estandarditzades vistes en les assignatures prèvies de xarxes:

També cal recordar que SONET és l’estàndard nord-americà, mentre que SDH és l’estàndard europeu. http://ca.wikipedia.org/wiki/SDH http://ca.wikipedia.org/wiki/SONET

2.1.2. Nodes ADM

Introducció

Les xarxes síncrones de transmissió digitals (SDH o SONET) poden transportar múltiples canals. Els multiplexors d'extracció-inserció (ADM o Add/Drop Multiplexer), són dispositius que afegeixen (add) i extrauen (drop) part del trànsit en anell. Només aquells senyals que necessitem seran descarregats o inserits al flux principal de dades. La resta de senyals, als quals no s'hi vol accedir, seguiran a través de la xarxa en forma d’anell.

Comercialment fan totes les funcions. Els ADM, a més de multiplexor Add-Drop, poden fer de terminal, Cross-Connect o Hub-concentrador. http://en.wikipedia.org/wiki/Add-drop_multiplexer

http://ca.wikipedia.org/wiki/SDH�

http://ca.wikipedia.org/wiki/SONET�

http://en.wikipedia.org/wiki/Add-drop_multiplexer�

17

ADM-1

Els ADM-1 tenen accés directe als tributaris de 1,5, 2, 34, 45, 140 (PDH) i 155 Mbps (SDH) d’un STM-1. Tenen un sistema de gestió amb control centralitzat i la sincronització és possible des d’un tributari a 2 Mbps.

Interfícies de línia

Les interfícies de línia són STM-1 òptics o elèctrics. Les interfícies de línia formen l’anell de la xarxa de transport.

Interfícies dels tributaris

Les interfícies dels tributaris són les interfícies que aporten informació a l’anell de xarxa de transport. Els tipus de targes poden ser STM-1 elèctrics o òptics, a 140 Mbps (un sol port en la terminació de l’enllaç), a 34/45 Mbps (tres ports en la terminació de l’enllaç), a 34 Mbps amb multiplexors de 16x2 Mbps en PDH i a 1,5 Mbps/2 Mbps amb un mínim de 16 ports.

Configuracions possibles del ADM STM-1

L’ADM pot actuar com a: Multiplexor terminal: (Hub concentrador) El preu aproximat d’aquesta configuració és de 19.000 €. Cal tenir en compte que la majoria de parts estan redundades (duplicades). A més del preus que es veuen en la figura cal afegir el TCP (Tributary Card Protection) (1:n) que costa 1.000 €, a més d’uns 6.000 € dels sistemes de gestió (p.e. EMOSGw de Siemens), les llicències de gestió i la configuració.

18

Add-Drop Multiplexer: El preu aproximat d’aquesta configuració és de 20.400 € si utilitza interfícies de línia elèctriques, i de 22.850 € si utilitza interfícies de línia òptiques. A més, cal afegir-hi 7.000 € del TCP, del programari de gestió, les llicències i la configuració.

Petit Cross-Connect: S’utilitza aquesta configuració per interconnectar diferents anells. S'hi necessita la interconnexió de 64 Kbps i 64xn Kbps. Aquesta funció permet l’optimització del trànsit mitjançant Consolidation (agrupació de canals de 64 Kbps) i Grooming (separació de canals de 64 Kbps en funció del tipus de trànsit).

La interconnexió entre anells primaris es fa amb DWDM, amb enllaços de 10 a 160 Gbps. La connexió entre anells secundaris o terciaris es pot fer o bé amb fibra òptica o bé amb ràdio-enllaços. Aquesta darrera opció és més econòmica com més gran és la distància a cobrir.

ADM-1.pdf

SGraells CCOO - ADM.ppt

19

Sessió 3: Multiplexació “Add and Drop”

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Multiplexació “Add and Drop” Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 2 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: ADM-4.pdf ADM-16.pdf Practical vision for Opt. transport networking.pdf

OBJECTIUS L'objectiu principal d'aquesta sessió és introduir els models genèrics d'ADM més emprats al mercat, i quina n'és la forma d'utilització i els preus orientatius en funció de les seves capacitats.

CONTINGUTS Es tractaran les configuracions típiques dels ADM-4, ADM-16, així com els ADM-64 amb els preus de mercat actuals i les seves característiques principals.

2.1.3. ADM-4/ADM-16/ADM-64

En aquest apartat es veuen quines són les configuracions més habituals d'aquests tipus de dispositius, així com el seu cost. Cal esmentar que els costos actualment estan desfasats (han baixat), atès que canvien regularment a mesura que apareixen noves tecnologies més ràpides, però en donen una idea mitjançant la seva proporcionalitat.

ADM-4

Qualsevol ADM-4 que es vulgui emprar en la nostra xarxa ha de seguir una sèrie d'especificacions inicials: 1.- Ha de permetre l'evolució de la seva interfície de línia a un STM-16 amb interfície òptica 2.- Ha de permetre la transmissió de broadcast 3.- Ha de permetre el mapatge síncron de bits Les targes de tributaris utilitzades per aquest tipus de maquinari són les següents:

• STM-1 amb interfície elèctrica o òptica • Interfícies E4 a 140 Mbps

20

• Interfícies de 34/45 Mbps (amb tres ports) • Interfícies de 34 Mbps per transmux • Interfícies 1,5/2 Mbps (fins a setze ports)

Té un cost proper als 36.000 €, distribuïts de la següent forma: la unitat de control costa aproximadament uns 12.000 €. Si s'hi col·loquen quatre plaques de 32 ports amb una velocitat de 2 Mbps amb un tributari de 155 Mbps el cost puja fins als 12.000 €.

Una interfície de línia costa 6.000 € (només n'hi ha d'òptica), 40.000 € si n'hi afegim d'altres, per una configuració barata. La part de tributaris pot costar més que la de control i la interfície. A més, cal afegir-hi 7.000 € del TCP, del programari de gestió, les llicències i la configuració. Actualment a partir de STM-4 les interfícies que es comercialitzen són únicament òptiques. Tot i això, encara existeixen totes dues tecnologies, ja que encara hi ha operadors que tenen i utilitzen interfícies elèctriques. Algunes de les configuracions d'aquests aparells són:

• Multiplexor terminal / Hub concentrador • Utilització com a Cross-Connect (DxC / OxC)

Multiplexor terminal / Hub concentrador

No s’acostuma a emprar en aquesta configuració.

Utilització com a Cross-Connect (DXC)

La capacitat equivalent d’un ADM que funciona com a Cross-Connect és de setze enllaços STM-1. Això correspon a vuit enllaços STM-1 (o bé dos enllaços STM-4) i dues interfícies de línia STM-4. Per això es diu que el fet d’emprar un ADM-4 en aquesta configuració explota al 100% les seves capacitats.

21

Cal dir que en el mercat existeixen Cross-Connects especialitzats amb molta més capacitat, però amb un cost major (per exemple el SXA de Siemens). Les interfícies òptiques que hi ha al mercat són les de línia i les de tributaris. Poden ser de segona finestra, amb una longitud d'ona de 1.300 nm amb 0,5 dB/Km d’atenuació típica, i de tercera finestra, amb una longitud d'ona de 1.550 nm i 0,25 dB/Km d’atenuació típica amb un increment del cost del 40 o 50%. Ambdues s’utilitzen en els anells metropolitans. Un STM-1 per segona finestra té un cost de 1.600 € i per tercera finestra de 2.300 €. En canvi una interfície STM-4 per segona finestra té un cost de 4.500 € i per tercera finestra 8.000 €. La capacitat de commutació d’un ADM és la capacitat màxima que podria commutar en un moment donat, tenint en compte que totes les velocitats han d’estar normalitzades. Es pot calcular com a suma de les velocitats de les interfícies de l’anell (sense tributaris) tenint en compte que són bidireccionals. Evidentment també es pot arribar a la mateixa conclusió sumant i restant velocitats entrants i sortints de totes les interfícies, tributaris inclosos.

ADM-4.pdf

ADM-16

Els ADM-16 es basen en tecnologia STM-16 i proporcionen velocitats que poden arribar fins a 2,5 Gbps en cada interfície. Es poden emprar com a DXC amb una capacitat màxima de commutació de 64 STM-1 (dos interfícies de línia bidireccionals de STM-16). Una configuració típica pot arribar als 90.000 €.

22

ADM-16.pdf

ADM-64/ADM-256

Els ADM-64 i els ADM-256 utilitzen enllaços (interfícies) de línia que arriben fins a 10 Gbps (STM-64 o OC-192) i 40 Gbps (STM-256 o OC-768), respectivament. Se solen usar juntament amb encaminadors de gran capacitat i amb sortides de 10 Gbps o GigaEthernet, com els encaminadors Cisco de la sèrie 12.000 (GSR). Si utilitzem dispositius ADM-64 com a Cross-Connect la capacitat màxima de commutació està als 256 STM-1. Una configuració típica pot arribar a assolir un cost proper als 120.000 o 150.000 €. Aquesta és la raó per la qual comencen a substituir els Cross-Connects amb la mateixa capacitat de commutació però d'un preu més elevat.

Xarxa de Transmissió vs. Xarxa de Commutació

Les xarxes de commutació són les xarxes estudiades a Telemàtica 2, és on es realitza l’encaminament. Les xarxes de transmissió són les xarxes de nivell 1 (de la torre OSI) que transporten la informació el més ràpid possible. Aquest nou concepte serveix per situar la figura següent, on a la xarxa d’accés hi pot haver des de la XTC amb un

23

mòdem connectat a una Central Local (o LEC) i un NAS és el Network Access Server, fins a una xarxa WiMAX o UMTS.

Xarxa d’Accés

Anell òptic de transportADSL Xarxa

IP

WiMAX

Usuari DSLAM Router

Xarxa IP

BS

Usuari

Xarxa IP/MPLS

Router

ADM256

DWDM mux/demux

DWDM mux/demux

λ1, λ2...

λ1, λ2...

λ1

λ1

λ2

λ2

40Gbps

40Gbps



Cal remarcar que l’estructura de la xarxa d’accés dependrà de la tecnologia emprada. En aquest darrer exemple es mostra un accés típic a xarxa amb parell de coure mitjançant ADSL, però podria canviar-se aquesta part per un commutador (switch) Ethernet per oferir FFTH amb tecnologia MetroEthernet. És important entendre el funcionament de la tecnologia WDM que es veurà en la següent sessió. La capacitat màxima d’aquest sistema és de 160 lambdes (n) en una mateixa fibra òptica, on cada lambda pot transportar 40 Gbps. Així doncs, 160 lambdes ens proporcionen una velocitat de 6,4 Tbps (160 x 40 Gbps). Avui dia l’electrònica dels DXC elèctrics arriba fins als 2,5 Gbps. A partir d’aquesta velocitat, i típicament per 10 Gbps, s’ha de pensar en dispositius òptics com els OXC (Optical Cross-Connect). Aquests dispositius solen commutar amb prismes de vidre per assolir aquestes velocitats o realitzen una conversió a 2,5 Gbps i porten a terme la commutació a 2,5 Gbps. Tots aquests conceptes, conjuntament amb la tecnologia i els dispositius WDM (Wavelength Division Multiplexing) donen lloc al que es coneix com a “la capa òptica”.

Practical vision for Opt. transport networking.pdf

25

Sessió 4: DWDM i components de la capa òptica

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: DWDM i components de la capa òptica Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 4 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Introducing dwdm.pdf Fundamentals of dwdm tech.pdf Arq and Tech Issues in Future Implementations.pdf DWDM in man.pdf EDFA.pdf EDFA GainNet.pdf WDM undersea.pdf Comunicacions per f.o..pdf OADM Alcatel 1640.pdf SGraells CCOO - WDM.ppt SGraells Sist. Telecom - Xarxes en Anell.ppt Optical Networks. R. Ramaswani

OBJECTIUS L'objectiu d'aquesta sessió és introduir la tecnologia DWDM, el seu model de funcionament i la comparació amb altres tecnologies actuals. També es mostren els components de la capa òptica que permeten la implementació d’aquesta tecnologia.

CONTINGUTS Per mostrar la tecnologia DWDM es recorden fonaments d’optoelectrònica, així com per veure el funcionament dels dispositius de la capa òptica.

2.1.4. WDM

Tant WDM (Wavelenght Division Multiplexing) com DWDM (Dense WDM) funcionen essencialment igual que FDM. La idea és transmetre informació de forma simultània en múltiples portadores o longituds d’ona (de forma equivalent freqüències per FDM) per una única fibra òptica. DWDM multiplexa per longitud d’ona amb un nombre de lambdes (feixos de llum) entre 8 i 160 (Dense), multiplexades dins una mateixa F.O. La major velocitat obtinguda amb aquesta tècnica és de 6,4 Tbps en una sola fibra (96 milions de trucades de veu simultànies), que s’aconsegueix quan s’utilitzen velocitats STM-256.

26

Es coneix com a segona finestra la zona al voltant dels 1.300 nm i com a tercera finestra la zona entre 1.500 i 1.600 nm.

Cal tenir en compte la següent fórmula on c és la velocitat de la llum a 3x10e8 m/s, f la freqüència i la lambda representa la longitud d’ona.

De la gràfica es pot veure que una fibra monomode disposa de gairebé 100 nm d’ample de banda òptic en la regió espectral de la tercera finestra, on tindrà molt poques pèrdues (poca atenuació) del rang de 0,25 dB/Km. Un marge de longituds d’ona de 100 nm representa 15 THz d’espai freqüencial potencial per a la transmissió de dades. Hi ha dues opcions per utilitzar aquest ample de banda. La primera opció és incrementar la velocitat en què s’introdueixen les dades a la fibra. Això es pot assolir utilitzant TDM (Time Division Multiplexing). Amb TDM es forma un canal d’alta velocitat multiplexant molts canals de baixa velocitat. Cada canal transmet un bit (o paquet) en el seu slot temporal i aleshores espera de nou el seu torn per enviar el següent bit (o paquet). Aquest sistema no permet utilitzar l’ample de banda sencer a causa de la limitació de velocitat dels components de multiplexació i desmultiplexació. Actualment la velocitat màxima assolida en una única fibra òptica sense multiplexació és generalment de 10 Gbps (STM-64) i de 40 Gbps (STM-256) per alguns pocs fabricants. La segona opció és utilitzar WDM (o DWDM). Aquí, l’ample de banda total es divideix en canals, amb diferents longituds d’ones localitzades en cada canal. Aquestes

27

longituds d’ona són transmeses simultàniament per la mateixa fibra. Un exemple anàleg són els diferents canals de TV per cable que simultàniament viatgen pel mateix cable.

A més, i com es pot veure en la figura, WDM permet transportar diferents protocols sense un format del senyal comú, i TDM no. Així doncs, es pretén emprar la tercera finestra i utilitzar la zona entre 1.500 i 1.600 nm per col·locar el major nombre de lambdes possible. http://en.wikipedia.org/wiki/Wavelength-division_multiplexing

Optical Networks. R. Ramaswani

Bandes Normalitzades en DWDM

Les dues bandes que s’utilitzen principalment en DWDM són la Banda C de 1.530 a 1.560 nm amb i la Banda L de 1.561 a 1.600 nm amb:

On és l’increment de lambda consecutiu i és proper a 0’8 nm depenent de les portadores en cada moment. En la banda C hi ha 34 lambdes: 1.530,33, 1.531,12, ..., 1.559’79, 1.560,61 nm. Amb cadascuna d’aquestes lambdes podem assolir fins a 40 Gbps. Aquestes bandes normalitzades també s’anomenen canals de dades, que es defineixen com cadascuna de particions en què es divideix una fibra òptica a l’hora de transmetre dades. Cada partició està associada a una longitud d’ona o lambda. En el cas de tercera finestra, hi pot haver fins a 160 d’aquestes particions. La capacitat màxima d’aquest sistema és de 160 lambdes en una mateixa fibra òptica, on cada lambda pot transportar 40 Gbps. Així doncs, si en cada partició podem transmetre a 40Gbps (STM-256), aleshores la fibra òptica podrà transportar fins a 6,400 Gbps (6,4 Tbps). Actualment s’està en procés de proves B amb lambdes a 100 Gbps, tot i que no hi ha equips comercials.

http://en.wikipedia.org/wiki/Wavelength-division_multiplexing�

28

Depenent del nombre de canals que hi hagi per cada fibra òptica es parla de WDM o DWDM. Un sistema és Dense si la separació entre canals és menor de 2 nm. Habitualment es parla de WDM si hi ha dos, quatre o vuit canals de dades per cada fibra i es parla de DWDM si n’hi ha més (16, 32, 64, 128 o 160).

És important tenir en compte que les velocitats de transmissió en els diferents canals poden ser diferents, ja que cadascun és independent dels altres.

Introducing dwdm.pdf

Fundamentals of dwdm tech.pdf

DWDM in man.pdf

SGraells CCOO - WDM.ppt

Característiques de DWDM

Es poden aconseguir fins a 100 Km sense regeneració del senyal i s’utilitzen els amplificadors EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) per assolir distàncies de 450 Kms. S’utilitza sobretot per cables submarins. Per distàncies més grans calen regeneradors elèctrics.

29

Font: Primetrica Inc. http://www.telegeography.com/products/map_cable/images/sub_cable_2007_large.jpg Una tecnologia important són els làsers i filtres sintonitzables (tunable laser and filters), que gestionen la conversió de longituds d’ona en els nodes OADM (Optical ADM) o OXC (Optical Cross-Connect) comandat pel sistema de gestió o en el futur pels algorismes intel·ligents de routing associat a tecnologies com el MPLambdaS (derivat del MPLS). El MPLambdaS permetrà la commutació a alt nivell per lambda en capa òptica, mentre que els routers de la xarxa de dades realitzaran la commutació a “baix nivell” per fluxos IP. El MPLambdaS està evidentment relacionat amb els OXC i OADM, i està lligat a col·locar una capçalera-etiqueta. Aquesta Optical Data Unit afegida amb els paràmetres de QoS, BER, etc., amb més capacitat que la que ofereix la capçalera SDH. En general, el DWDM permet, en front de la solució clàssica d’una lambda per fibra òptica, menys fibra, menys canalitzacions i menys repetidors. Per tant, menys inversió i menys manteniment. http://www.iec.org/online/tutorials/dwdm/ http://www.alcatel.com/submarine/products/ur/index.htm#1640UW http://en.wikipedia.org/wiki/Tunable_laser

WDM undersea.pdf

http://www.telegeography.com/products/map_cable/images/sub_cable_2007_large.jpg�

http://www.iec.org/online/tutorials/dwdm/�

http://www.alcatel.com/submarine/products/ur/index.htm#1640UW�

http://en.wikipedia.org/wiki/Tunable_laser�

30

Xarxes de Fibra Òptica

Les xarxes de fibra òptica han anat evolucionant amb el anys. Les xarxes de primera generació es caracteritzen per ser enllaços punt a punt a nivell òptic. En aquest cas el sistema de comunicacions òptic només s'utilitza com a medi de transmissió entre dos punts aprofitant les poques pèrdues que ofereix la fibra òptica. Els tipus d’enllaços de primera generació són: sistemes IM/DD (Intensity Modulation/Direct Detection), sistemes coherents i sistemes WDM sense enrutament de portadores. En la figura següent es pot veure com les xarxes de primera generació milloren l’eficiència de les FO donat que allà on hi havia tres anells de FO amb una capacitat de 10 Gbps cadascuna (amb quatre ADMs per cada anell posant i traient informació), ara es pot utilitzar una de sola amb una capacitat de 30 Gbps multiplexant tres lambdes de 10 Gbps mitjançant OLTs de WDM. Si les FO triades són de llarga distància també estalviem molts costos.

Les xarxes de segona generació ofereixen enrutament a nivell òptic. Aquest enrutament pot ser espacial (commutació entre dues o més fibres) o per portadora, on s’enruta per longitud d’ona. En aquest darrer cas, el sistema posseeix dispositius capaços d’extreure o afegir portadores a un sistema WDM (wavelenght routing). Les xarxes de tercera generació encara no estan disponibles comercialment però ofereixen les mateixes possibilitats d’enrutament a nivell òptic que els sistemes actuals d’enrutament elèctric. A més, permeten l’enrutament temporal que permet la detecció de les capçaleres dels paquets d’informació i decideix la ruta a seguir. Totes aquestes operacions es realitzen a nivell òptic. Aquest tipus de sistemes també s’anomenen Photonic Packet Switching. Així doncs, els sistemes de tercera generació permeten l’enrutament espacial, de longitud d’ona i temporal.


31


2.1.5. Components de la capa òptica

Les xarxes de fibra òptica funcionen amb dispositius que fan que les comunicacions siguin possibles de forma efectiva i amb estalvi de costos (cost effective). Aquests dispositius són: OA (amplificadors òptics), OLT (mux/demux WDM), OADM i OXC. Existeixen diverses topologies per suportar aquesta arquitectura, tot i que la més habitual és en anell. La figura següent mostra un esquema complet d’un enllaç WDM en l’entorn d’una xarxa de primera generació.


Amplificadors Òptics

Els amplificadors òptics o OLA (optical line amplifiers) amplifiquen totes i cadascuna de les longituds d’ona de forma equitativa. Aquest aparell és necessari perquè el senyal de llum que viatja per la fibra disminueix fins a nivells indetectables després d’uns centenars de quilòmetres. Típicament es posen en mig de les tirades de fibra òptica cada 80-120 Kms a intervals periòdics. Fins fa relativament poc temps, l’única manera d’utilitzar fibres més llargues era utilitzant amplificadors optoelectrònics. Aquests converteixen la llum en un voltatge proporcional, que s’amplifica electrònicament. El problema d’aquests amplificadors és que no discriminen entre longituds d’ona i, per tant, cada longitud d’ona ha de ser filtrada individualment, cosa que n'incrementa molt el cost. L’ EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) és un exemple representatiu d'AO que amplifica els senyals òpticament a nivell fotònic; així, totes les longituds d’ona s’amplifiquen alhora sense necessitat de filtratge.

32

Bàsicament consisteixen en una fibra de 3 m dopada amb uns ions d’Erbi on s’injecta llum làser a 650 µm (pumping), de forma que els àtoms saltin a nivells energètics superiors. Aquesta operació es basa en el principi de les emissions estimulades. Cada fotó estimula l’emissió de molts altres fotons idèntics a partir dels àtoms d’Erbi “energitzats”. A causa de l’emissió estimulada, el fotó sortint té la mateixa longitud d’ona i forma de pols que els fotons d’entrada, però hi ha molts més fotons, de forma que la llum sortint és més intensa. http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_amplifier

EDFA.pdf

EDFA GainNet.pdf

Arq and Tech Issues in Future Implementations.pdf


SGraells Sist. Telecom - Xarxes en Anell.ppt


OLT

Els OLT (optical line terminals) són els elements de la xarxa que permeten multiplexar i desmultimplexar (mux/demux) les longituds d’ona i que s’utilitzen a cada extrem d’un enllaç multiplexat punt a punt, per exemple en les xarxes de primera generació. De vegades, depenent de la informació que es multiplexa, també són necessaris transponedors que adaptin el senyal. El seu funcionament consisteix a desmultiplexar els canals de forma que cada longitud d’ona penetra en un detector òptic i genera un senyal elèctricament proporcional. També fa la funció inversa, és a dir, multiplexa múltiples longituds d’ona en una sola fibra. S’utilitzen en els extrems dels enllaços WDM.


http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_amplifier�

33

OADM

L'OADM, o ADM òptic, permet afegir o extreure les longituds d’ona de forma selectiva, mentre que deixa passar la resta de forma transparent, i proporciona així un sistema compacte per trànsit de xarxes tant metro com de llarga distància. És un dispositiu de les xarxes de segona generació. Està format per dues interfícies de línia (line ports) on els senyals WDM estan presents i per ports on longituds d’ona individuals s’insereixen o s’extreuen. És a dir, incorpora mux/demux WDM a cada line port. Cal recordar que cal switching òptic quan les velocitats d’inserció/ extracció superin els 2,5 Gbps i, per tant, s’utilitzi WDM. Habitualment s’utilitza el switching òptic en 2,5 Gbps per un tema de costos.

Un dels avantatges que presenta aquest dispositiu és que aquell trànsit que passi a través de l'OADM en una lambda concreta però que no s’hagi de tocar (add/drop), no caldrà que es desmultiplexi i es torni a multiplexar, com passava en les xarxes de primera generació. Així doncs, es tracta d’un dispositiu que augmenta l’eficiència tant en velocitat com quant a costos respecte de la generació anterior (ADM).

Si es tracta d’un OADM final també s’anomena OLT (Optical Line Terminal), molt utilitzats en xarxes MetroEthernet. És molt important tenir en compte que, tot i que per solucionar els exàmens es podria posar una capça negra OADM de segona generació, es requereix de l’alumne que detalli els elements funcionals que hi intervenen: OADMs, OXC, mux/demux WDM, així

34

com les seves respectives velocitats de funcionament i dels enllaços que els interconnecten. http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_add-drop_multiplexer Un ROADM (reconfigurable optical add-drop multiplexer) és un tipus de OADM que té l’habilitat de commutar remotament el trànsit d’un sistema WDM a nivell de capa de longitud d’ona. Per a tal fi disposa de làsers i filtres reconfigurables de forma que es pot escollir en qualsevol moment fer drop /add de qualsevol lambda.

http://en.wikipedia.org/wiki/Reconfigurable_optical_add-drop_multiplexer

Arq and Tech Issues in Future Implementations.pdf

OADM Alcatel 1640.pdf




OXC

Els Optical Cross-Connect (OXC) permeten una remodelació i reconfiguració molt ràpides de les xarxes de fibra. El sistema OXC totalment òptic permet als proveïdors de serveis remodelar i reconfigurar les seves xarxes de fibra molt més ràpidament i eficientment que amb els Cross-Connects elèctrics. Amb aquests dispositius els proveïdors poden moure grans quantitats de trànsit a través de les seves xarxes sense necessitat de fer ineficients i costoses conversions entre els mons òptic i elèctric per tot el recorregut.

http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_add-drop_multiplexer�

http://en.wikipedia.org/wiki/Reconfigurable_optical_add-drop_multiplexer�

35

Es pot, fins i tot, canviar la informació de longitud d’ona si hi ha un WC (Wavelength Converter) i de fibra si cal. Sintonització per tunnable làsers. Podem commutar de fibra i de longitud d’ona. Actualment els WC funcionen amb sistemes de gestió centralitzats, però en el futur els WC estaran comandats per MPLambdaS. Està en procés de normalització. La commutació es duu a terme en funció de les prioritats i d’altres requeriments. Els OADM i els OXC es posen a la part central de la xarxa, que és on hi ha mes trànsit. Existeix diferent terminologia per dispositius molt similars. Els WXC (wavelength crossconnect) són OXC que a més tenen capacitat per realitzar conversió de longitud d’ona. Un PXC (photonic crossconnect) és un OXC totalment òptic, en cap cas no es fa conversió a domini elèctric. Tot són components òptics. En general, la topologia d’una xarxa de routing per longitud d’ona es fonamenta en un conjunt de nodes OXC interconnectats per enllaços de fibra. En l’exemple següent es mostren diferents tipus de conversió de longitud d’ona en un OXC.

http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_cross-connect




http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_cross-connect�

37

Sessió 5: Introducció a l’assignatura

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Xarxes de transport optimitzades IP Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 4 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Protocols and Arch. for opt. IP Networks.pdf Alternativas a IP.pdf Scaling Optical Data Networks.pdf Multi-protocol-lambda-switching.pdf 15540 PPT.pdf 15540 MSTP.pdf ODU_ITU-TG709.pdf

OBJECTIUS L'objectiu d'aquesta sessió és veure les possibilitats existents a l’hora d’implementar xarxes IP, així com mostrar una comparació entre dos exemples pràctics de possibles implementacions.

CONTINGUTS S'hi mostren dos tipus de xarxes IP possibles i se'n discuteix la validesa des de diferents punts de vista. A més, s'hi descriu quina és l’evolució en aquest camp. En aquesta sessió és d’especial rellevància la documentació adjunta, ja que ajuda a donar una visió més global a partir d’altres exemples.

2.1.5. Xarxes de transport IP optimitzades

Actualment s’observa la substitució de les xarxes tradicionals per xarxes All IP (p.e. les xarxes de telefonia tradicionals per ToIP), així com la mort de xarxes core basades en commutació de circuits i ATM, com a resultat de la necessitat de construir xarxes més eficients reduint les capes implicades. Així doncs, s’ha creat la nova OTN (Optical Transport Network) desenvolupada dins de les NGN (Next Generation Network), on IP es transportarà directament sobre DWDM. Aquest nou stack s’anomena networking fotònic i l’enrutament es farà en un futur no llunyà en la capa òptica .

38

Tipus de xarxes IP

En aquest apartat es veu la comparació de dos tipus de xarxes: les xarxes Cèntriques IP i les xarxes Optimitzades IP. En una xarxa Cèntrica IP cada interfície de línia STM-16 costa uns 100.000 €, i els encaminadors (routers) són per exemple Cisco 12000-GSR, amb alta capacitat de processament. El problema és que els routers avui en dia tenen problemes precisament amb la capacitat de processament. S’utilitza un sol algorisme de routing, com OSPF, amb MPLS, fet que origina una millor capacitat de processat del routers. El problema és que primer han de desencapsular IP de SDH i després commutar. La figura següent mostra un exemple d’aquests tipus de xarxes.

En una xarxa Optimitzada IP, si hi ha diversos anells i s’usa WDM, aleshores també s’utilitza MPLambdaS. Cada ADM costa uns 40.000 €, i cada interfície de línia STM-1 uns 7.000 €. Aquest tipus de xarxes utilitza IP over DWDM (IP directament sobre DWDM).

39

S’utilitzen els routers i els dispositius de la capa de transport de forma selectiva. En la capa de transport s’utilitza SDH/DWDM amb mecanismes de transport, gestió i seguretat específics. També és una solució més econòmica, ja que es basa a utilitzar una capa de commutació de paquets IP sobre una capa de transport intel·ligent. La idea és col·locar routers on realment són essencials usant dispositius de transport per portar grans quantitats de trànsit on sigui possible (“Transport where possible, Routing where needed”). La commutació es fa a la granularitat que correspon a cada cas, i pot arribar a 10 o 40 Gbps utilitzant OXC i/o OADM, o bastant més si s’utilitza multiplexació amb WDM. Aquests routers tenen una molt millor eficiència, i si se sumen tots els elements és més econòmic. No cal desencapsular IP cada cop per commutar, i es poden agrupar diferents tipus de serveis per lambdes. D’altra banda, actualment ja s’ofereixen routers d’alta capacitat (Giga Switch Routers i Tera Switch Routers ) amb Line-Cards que integren OADMs. Tot i així, en aquesta assignatura es demana posar tots els blocs conceptualment, de forma que caldrà sempre posar la “capseta” corresponent per cada bloc funcional.

Protocols and Arch. for opt. IP Networks.pdf

Alternativas a IP.pdf

Scaling Optical Data Networks.pdf

Multi-protocol-lambda-switching.pdf

Càlcul econòmic (“Business Case”)

En el cas de les xarxes Centralitzades IP, tots els fluxos de trànsit travessen l’anell fins a la destinació, on cada router examina paquet a paquet (molt retard). Per tant, els routers han de ser dissenyats amb el dimensionament tenint en compte els paquets en trànsit.

40

Les interfícies de línia de STM-16 del cas de xarxes Centralitzades IP, poden ser substituïts per interfícies per routers STM-1, amb el conseqüent estalvi de cost, ja que:

• Interfície STM-16 de router: 100.000 € • Interfície STM-1 de router: 7.000 € • ADM complet, amb dos interfícies STM-16: 40.000 €

Hi ha molt menys retard (latency o delay) amb els ADM que no pas amb els routers (de l’ordre d'11 a 1), sobretot per ToIP i Vídeo sobre IP. La QoS varia substancialment, ja que en unes xarxes hi ha MPLS (IP) i en les altres hi ha MPLambdaS (SDH/DWDM) i, per tant, molta més velocitat, menys retard i menys pèrdues de paquets. Un altre factor important és l’atenuació i, per tant, l’abast, ja que amb EDFAs treballant en tercera finestra es pot tenir fins a 100 km sense repetidors. Aquesta finestra atenua menys que la segona finestra, utilitzada per les xarxes Cèntriques IP. Així, la màxima distància entre routers amb xarxes Cèntriques-IP és de 10 km. La seguretat disminueix cada cop que es travessa un router, ja que s’incrementa la sensibilitat a atacs. Així, les xarxes Optimitzades IP són més segures perquè hi ha menys routers. A més, cal tenir en compte la seguretat a nivell físic, és a dir, si hi ha un tall, és més fàcil i ràpid utilitzar ADM per redireccionar a nivell físic (en l’altre cas es redirecciona a nivell IP). En conclusió, l’opció de xarxes de transport optimitzades és la millor solució per a construir xarxes de telecomunicacions basades en el protocol IP.

Casos pràctics

Un exemple de xarxa Optimitzada IP es pot observar en la solució global de l’examen de febrer del 2005 on s’interconnecten cinc ciutats amb anells STM-4 i STM-16 a partir d’uns requeriments donats, a més de la connexió a Internet.

Un altre exemple es pot trobar en l’examen de febrer del 2006, on també s’interconnecten cinc ciutats, però en aquest cas amb velocitats molt més altes, on es fa necessària la tecnologia WDM amb 32 Lambdes.

41

Evolució

Les tendències bàsiques d’evolució són les següents: Una lambda per 2 Mbps és un luxe; l’òptim ús de DWDM està en una lambda per 10 Gbps i, darrerament, a 40 Gbps. De fet és més eficient transportar IP directament sobre DWDM a partir de STM-16 (2,5 Gbps). El processat SDH no afegeix valor real. Les interfícies concatenades, STM-4c (4xSTM-4c = STM16), STM-16c(4xSTM-16c = STM64) o STM-64c(4xSTM-64c = STM256) només són útils quan tots els dispositius de la xarxa de transport tenen aquesta prestació. Això no és veritat per totes les xarxes ja implantades (ni de bon tros). Per solucionar aquesta mancança, existeixen conversors que aconsegueixen la conversió a concatenació virtual. Utilitzar IPoDWDM dóna avantatges competitius. A més, la introducció de la funcionalitat ODU (ITU-T G.709) donarà eines importants pel control de la QoS a la capa òptica. Ha de coexistir amb una xarxa SDH existent pel transport. Les interfícies Ethernet són molt més barates que les SDH o ATM, per tant, millor IPoFO. Les interfícies SDH són clarament més cares que les interfícies Ethernet IP a velocitats comparables. Per tant, el següent pas per millorar l’eficiència de la xarxa és dotar d’interfícies directes Ethernet IP (10-100baseT, Gigabit Ethernet). Amb aquesta política es pot, a més, eliminar la necessitat d’un router. Així, inicialment tindríem interfícies amb funcions de nivell 2 bridge/switch, per establir connexions transparents punt a punt.

L’evolució és ficar el router dins l’ADM, és a dir, integrar el router dins l’ADM. Es coneix com a Embedded Router Functionality.

42

El dispositiu ONS 15540 de Cisco Systems és un bon exemple àmpliament documentat, així com la gamma WaveStar de Lucent o la gamma Optera de NortelNetworks. http://www.netmanias.com/usefullink/vendorlist/

15540 PPT.pdf

15540 MSTP.pdf

ODU_ITU-TG709.pdf

http://www.netmanias.com/usefullink/vendorlist/�

43

Sessió 6: Comunicacions per satèl·lit

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Comunicacions per satèl·lit Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 5 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: SAT_Zielinski.pdf

OBJECTIUS L'objectiu d'aquesta sessió és tenir una visió global del funcionament de les xarxes per satèl·lit. Això vol dir que no cal aprendre’s totes les classificacions, sinó que cal tenir una idea global del que hi ha. També es mostra en detall l’arquitectura, els components i els costos d’una xarxa per satèl·lit.

CONTINGUTS Inicialment es fa una introducció per mostrar les diferents classificacions que se'n poden fer, i a continuació es mostra l’arquitectura de xarxa amb els elements que la componen i les seves funcions. Finalment es detallen els components d’un enllaç per satèl·lit i es dóna una idea ràpida de què depèn el cost del servei.

2.2. Comunicacions per satèl·lit

2.2.1. Introducció

Les comunicacions per satèl·lit són comunicacions de difusió i transmissió a través de satèl·lits, que s’utilitzen per a difondre senyals de comunicacions i ràdio i per intercomunicació de veu i dades (Internet). Aquestes xarxes estan organitzades per transponedors (repetidors amb canvi de freqüència, trasponders) amb un ample de banda de 36,4572 MHz, que utilitzen una modulació QPSK que permet una transmissió propera a 36 Mbps de forma teòrica i que a la pràctica la màxima capacitat està entre 24 i 26 Mbps. Aquestes xarxes permeten comunicacions punt-multipunt, amb un cost independent de la distància, un desplegament ràpid i un gran abast geogràfic. Són molt costoses per a enllaços punt-a-punt. Es poden diferenciar segons les següents classificacions: Classificació per cobertura:

• Domèstics: HISPASAT (www.hispasat.com) • Regionals: EUTELSAT(www.eutelsat.com), THURAYA (www.thuraya.com)

http://www.hispasat.com/�

http://www.eutelsat.com/�

http://www.thuraya.com/�

44

• Mundials: INTELSAT (www.intelsat.com), INMARSAT (www.inmarsat.com) Classificació per bandes de freqüència:

• Banda C: 3,7-4,2 GHz per recepció i 5,925-6,425 GHz per transmissió (satèl·lits de primera generació) (en.wikipedia.org/wiki/C_band).

• Banda X: 7,25-7,745 GHz per recepció i 7,9-8,395 GHz per transmissió • Banda Ku: 12-18 GHz per recepció i 10,9-17 GHz per transmissió (satèl·lits

actuals) (en.wikipedia.org/wiki/Ku_band) • Banda Ka: 27-40 GHz/18-31 GHz (en projecte)

http://es.wikipedia.org/wiki/Satélite_de_comunicaciones Classificació per òrbita:

• GEO: a 35.786 Km d’alçada (implica un retard de 250 ms). Alguns exemples són INTELSAT, INMARSAT o THURAYA.

• MEO: de 3.000 a 10.000 Km d’alçada (implica un retard de 50 a 150 ms) • LEO: entre 200 i 3.000 Km d’alçada (implica un retard de 20 a 40 ms). Alguns

exemples són Globalstar o Iridium. Molt bons per VoIP, ja que com menys camí menys retard.

http://www.upv.es/satelite/trabajos/pract_6/opciones.htm Classificació segons l’aplicació:

• Distribució TV: ASTRA (www.astra.lu) - SES GLOBAL (www.ses-global.com) EUTELSAT (www.eutelsat.com) HISPASAT (www.hispasat.com)

• Veu mòbil:

Iridium (72 satèl·lits en òrbita LEO) (www.iridium.com) Globalstar (48 satèl·lits en òrbita LEO) (www.globalstar.com) INMARSAT (10 satèl·lits en òrbita GEO)(www.inmarsat.com) Thuraya (2 satèl·lits en òrbita GEO) (www.thuraya.com)

• Dades de Banda Ampla:

SES GLOBAL (www.ses-global.com) INTELSAT (www.intelsat.com) EUTELSAT (www.eutelsat.com) HISPASAT (www.hispasat.com)

Aplicacions:

• Sistemes d'entroncament (trunking), telefonia i dades • Telefonia rural (banda ampla rural) • Serveis d’emergència • Serveis per difusors (transmissions de vídeo tant analògic com digital) • Serveis de difusió de ràdio digital • Distribució d’Internet via satèl·lit • Internet troncal (backbone) • Telefonia mòbil • etc.

http://www.ee.surrey.ac.uk/Personal/L.Wood/constellations/

http://www.intelsat.com/�

http://www.inmarsat.com/�

http://www.en.wikipedia.org/wiki/C_band�

http://www.en.wikipedia.org/wiki/Ku_band�

http://es.wikipedia.org/wiki/Satélite_de_comunicaciones�

http://www.upv.es/satelite/trabajos/pract_6/opciones.htm�

http://www.astra.lu/�

http://www.ses-global.com/�



http://www.iridium.com/�

http://www.globalstar.com/�







http://www.ee.surrey.ac.uk/Personal/L.Wood/constellations/�

45

SAT_Zielinski.pdf

2.2.2. Arquitectura de la xarxa

La xarxa es compon de: • Estació de trànsit (Hub o Gateway) • Estació NMS (moltes vegades està integrada en el Hub) • Terminals (VSAT) • Satèl·lit

http://www-csite.deis.unibo.it/asi-cnit/

Funcions dels elements de la xarxa

Estació de trànsit: • Sincronització dels canals del satèl·lit • Proporciona canals satèl·lit als usuaris connectats al Hub • Proporciona interfície de connexió amb la xarxa terrestre i gestió de la

senyalització associada • Gestió de canals de senyalització amb l’estació de control

Estació de control NMS (Network Management System):

• Generació de senyals de referència per la sincronització amb els elements de tota la xarxa (Hub i terminals)

• Gestió de la petició de canals de terminals i Hub per establir els serveis (assignació dinàmica). Xarxes DAMA.

• Gestió del pla de numeració de la xarxa • Gestió del pla de freqüència de la xarxa • Monitorització i control de la xarxa

Estacions terminals (VSAT): Permeten que les comunicacions siguin bidireccionals. La seva funció és proporcionar serveis de telecomunicacions a àrees de difícil accés. Les estacions es comuniquen amb el Hub, no entre elles.

http://www-csite.deis.unibo.it/asi-cnit/�

46

• Centres de difusió del senyal de TV • Estacions mòbils • Mòbil Iridium • Serveis de televigilància (aqüeductes, oleoductes, etc.)

http://www.gilat.com

2.2.3. Components d’un enllaç de satèl·lit

Un enllaç de satèl·lit es compon d’una estació transmissora, un satèl·lit i una estació receptora.

Estació transmissora

Un exemple pot ser el Hub que QuieroTV tenia a Arganda del Rey. Aquí s’enviaven tots els canals per un sol canal STM-1. La compressió de TS (Transport Stream) es fa amb MPEG-2, i la FI (freqüència intermitja) és de 100 MHz. L’adaptador de xarxa és de SDH-TS.

Satèl·lit

S’utilitza un transponedor per satèl·lit de 36.000 MHz de 2.200.000 € l’any. En aquest cas, tres transponedors.

Estació receptora (tipus TVRO)

També s’anomena centre de difusió.

http://www.gilat.com/�

47

• IRD: Integrated Receiver Decoder • LNB: Low Noise Block

2.2.4. Cost

El cost total és el resultat del cost del servei, el cost del segment espacial, el cost de les estacions de control, el cost dels terminals i el cost de l’accés a les xarxes terrestres, els quals estan descrits a continuació.

Cost del servei

• Ús dels recursos del segment espacial • Servei independent de la distància (tram per satèl·lit) • Nivell de compromís amb el servei (compra o només ús dels equips)

Cost del segment espacial

• Per ús de potència o ample de banda (36MHz -> 2,2 M €/any) • Tipus de servei (ocasional o permanent) • Proteccions front a fallides per satèl·lit • Cobertura geogràfica • Durada del contracte

Cost de les estacions de control o trànsit

• Lloc (urbà o rural) • Mida de l'antena • Potència de Tx i nombre de cadenes de RF • Redundància dels equips • Nombre de canals de senyalització i trànsit a suportar

48

Cost dels terminals

• Compra o lloguer • Lloc (urbà o rural) • Tipus d’edificis • Distància entre unitats exterior • Permís d’instal·lació • Tipus:

TVRO Tx – Rx

• Mida antena • Potència de Tx • Nivell de redundància dels equips

Cost de l’accés a xarxes terrestres

• Tipus d’interfície • Tipus de servei • Distància al destinatari

49

•

Sessió 7: Tècniques de transmissió per satèl·lit

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Tècniques de transmissió per satèl·lit i exemples de comunicacions Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Dades_per_satèl·lit.pdf Servicios VSAT.pdf D-SAT2000ATM.pdf SES_Alcatel_es.pdf Skybridge LP.pdf

OBJECTIUS L'objectiu d'aquesta última sessió del capítol de transmissió és aprendre les diferents tècniques de transmissió per satèl·lit existents, així com veure alguns exemples de comunicacions de veu i dades mitjançant aquestes xarxes. És important conèixer el funcionament de les xarxes Skybridge i Teledesic.

CONTINGUTS Inicialment es veuen les tècniques d’accés múltiple al medi, i els tipus d’assignació d’accés múltiple, que utilitzen les tècniques de transmissió per satèl·lit. Posteriorment, i per tancar aquest capítol, es mostren exemples de comunicació de veu i dades. En particular es veu el cas de Skybridge i de Teledesic.

2.2.5. Tècniques de transmissió per satèl·lit

S’utilitza la modulació QPSK i la codificació es fa amb codis convolucionals i codis Reed Solomon amb interleaving, a més d’utilitzar criptografia de senyals. Tal com s’ha vist en la sessió precedent, en alguns casos pot haver-hi problemes a l’hora de compartir el canal de comunicacions. Així, apareixen les tècniques d’accés múltiple al medi, i els tipus d’assignació d’accés múltiple.

Tècniques d’accés múltiple

S’utilitzen bàsicament tres tècniques: FDMA, TDMA i CDMA. En FDMA cada estació transmet en una banda diferent, és a dir, cada comunicació utilitza una freqüència diferent. Per tant, es pot utilitzar un sol canal per transmetre

50

diferents comunicacions. L’avantatge és que hi ha una única portadora i, d'aquesta forma, no hi ha problemes de sincronització. El problema és que amb FDMA es necessiten bandes de guarda (redueixen l’eficiència espectral) i existeixen problemes de intermodulació.

En TDMA cada estació té un slot de la trama temporal. TDMA requereix un procés de sincronització entre time-slots perquè els senyals arribin sincronitzats al satèl·lit (punt de referència). És la solució més utilitzada actualment, tot i que té l’inconvenient que cada estació transmissora ha d’emetre a potència màxima durant el temps assignat a les comunicacions (burst). Això encareix considerablement el preu dels transmissors.

En CDMA cada estació té un codi per a una freqüència concreta on s’utilitza una assignació de codis pseudo-aleatòria. És el mètode més flexible. El problema és que CDMA requereix gran ample de banda per usuari i processos de sincronització de codi. Això els fa encara més cars. S’utilitza sobretot en sistemes VSAT.

51

És important entendre les diferencies entre elles.

Dades_per_satèl·lit.pdf pags 37-39

Tipus d’assignació d’accés múltiple

Hi ha dos tipus d’assignació, l’assignació fixa o PAMA i l’assignació sota demanda o DAMA. En PAMA cada estació té assignat el canal per satèl·lit per ella sola en exclusiva (freqüència, slot o codi). En DAMA els canals per satèl·lit estan en un sol pool d’on s’assignen i alliberen sota petició. Així, és necessari un gestor de pool.

Servicios VSAT.pdf pags 35-37

D-SAT2000ATM.pdf pag. 3

2.2.6. Comunicacions de veu i dades per satèl·lit

Existeixen diferents tipus de xarxes de comunicacions per satèl·lit. D'una banda hi ha les que proporcionen veu mòbil i de l'altra hi ha les xarxes de dades o de banda ampla.

Xarxes de veu mòbil

Existeixen varies corporacions dedicades a les comunicacions de veu per satèl·lit, entre d’altres destaquen: INMARSAT, IRIDIUM, GLOBALSTAR i THURAYA. INMARSAT disposa de dotze satèl·lits GEO. Va ser fundada l’any 1979 amb l’objectiu d’establir comunicacions via satèl·lit per a la comunitat marinera. Actualment té la seu a Londres i dóna cobertura a nivell mundial tant de veu com de dades.

52

www.inmarsat.com http://www.satellite-links.co.uk/directory/inmarsat.html IRIDIUM disposa de 79 satèl·lits LEO amb commutació (66 actius i 13 de reserva orbitant a 780 Km). Formen part d’aquesta corporació empreses com Motorola, Sprint, Telecom Italia,etc. Actualment està en fallida per greus problemes econòmics atès l’alt cost del servei i el gran volum dels terminals, tot i que Motorola Inc. la va intentar revifar. És l’únic proveïdor que proporciona serveis de veu i dades amb cobertura global a nivell mundial (incloent-hi oceans i regions polars). http://www.iridium.com http://www.satellite-links.co.uk/directory/iridium.html GLOBALSTAR disposa de 48 satèl·lits LEO, i està format per empreses com Loral, Airtouch, Qualcomm, Alcatel, Vodafone, etc. Dóna cobertura a nivell mundial. http://www.globalstar.com http://www.satellite-links.co.uk/directory/globalstar.html THURAYA disposa de dos satèl·lits GEO i actualment Boeing Satellite Systems en construeix el tercer. Aquesta corporació va néixer l’any 1997 al Emirats Àrabs i està format per un consorci de operadors nacionals de telecomunicacions i inversors internacionals. Dóna servei a Europa, el Mig-Est asiàtic fins a l'Índia, i Àfrica a excepció del con sud. www.thuraya.com http://www.satellite-links.co.uk/directory/thuraya.html

Xarxes de dades

Les principals corporacions dedicades a les comunicacions de dades per satèl·lit són SES-GLOBAL i INTELSAT. Tot i que existeixen altres projectes, són de menor capacitat, han estat absorbits o han estat abandonats per problemes econòmics (Teledesic). SES-GLOBAL és el nom d’una companyia formada per la Société Européenne des Satellites (SES-ASTRA) i el gegant americà GE Americom, un dels operadors líders en serveis de satèl·lits fixos dels EUA. L’empresa compta amb 44 satèl·lits: 28 en propietat i 16 addicionals a través de participacions en altres projectes. http://www.ses-global.com INTELSAT disposa actualment de 52 satèl·lits GEO. És el proveïdor de comunicacions per satèl·lit més gran del món. El consorci va néixer l’any 1964 amb la participació d'onze països. L’any 1965 van posar en òrbita el primer satèl·lit i el 2001 es va privatitzar. www.intelsat.com http://www.satellite-links.co.uk/directory/intelsat.html


http://www.satellite-links.co.uk/directory/inmarsat.html�

http://www.iridium.com/�

http://www.satellite-links.co.uk/directory/iridium.html�

http://www.globalstar.com/�

http://www.satellite-links.co.uk/directory/globalstar.html�


http://www.satellite-links.co.uk/directory/thuraya.html�



http://www.satellite-links.co.uk/directory/intelsat.html�

53

El projecte Teledesic, que va fer fallida, era un projecte faraònic que inicialment tenia previst utilitzar 840 satèl·lits, tot i que aquesta quantitat es va acabar baixant fins als 288 satèl·lits, en dotze òrbites LEO de 24 satèl·lits cadascuna i una capacitat d’un milió d’enllaços E1. El cost era de 9.000 M.$. Formaven part d’aquesta corporació Microsoft, Boeing, Motorola, Saudi Prince Alwaleed Bin Talal Bin Abdul Aziz Alsaud, Abu Dhabi Investment Company i McCaw.

55

Sessió 8: Introducció a les Xarxes Multiservei

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Introducció a les Xarxes Multiservei Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 4 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: IP-Over-WDM Integration Strategies.pdf ATM_to_MPLS.pdf Protocol_IPv6.pdf MPLS-Tag Switching.pdf Integrating MPLS with IP and ATM.pdf VPN.pdf VPN_over_Public_Networks.pdf VPN-IPSec.pdf MPLS-VPNs.pdf

OBJECTIUS En aquesta sessió s’inicia el capítol de commutació, i es fa una introducció a les xarxes multiservei i es comença a veure les característiques de la qualitat de servei sobre IP. Es fa un repàs de les tecnologies vistes en detall a Telemàtica 2.

CONTINGUTS Al principi hi ha una introducció a les xarxes multiservei com a primera aproximació a la commutació, tot veient-ne l'evolució. S’inicia també el tema de la qualitat de servei en IP, fent un repàs a IPv4 i la seva nova versió en IPv6, i el funcionament del protocol MPLS. Les VPN, o xarxes privades virtuals, aporten un valor afegit importantíssim al protocol IP, consolidant-se com a substitut de les línies dedicades. Aquí es veuen tres dels mètodes per implementar-les.

3. Xarxa de commutació

3.1. Introducció a les xarxes multiservei

3.1.1. Situació actual

Actualment es migra de la configuració clàssica de les xarxes, on hi havia una xarxa per veu l i una diferent per dades, a una configuració de xarxes multiservei on han convergit totes dues. Aquesta nova xarxa convergent és exclusivament IP (All-IP).

56

Configuració clàssica

Fins fa poc s’utilitzava la configuració clàssica de commutació de circuits. En aquesta configuració hi ha una xarxa per veu i una altra per dades. Existeix una xarxa intel·ligent que proporciona valor afegit. A continuació es mostra la xarxa clàssica de commutació de veu:

Xarxes multiservei

Actualment les xarxes són xarxes multiservei, on hi ha només una sola xarxa IP (per veu i dades) i on és molt més senzill el manteniment. Fins que la gran majoria d’usuaris no disposi de terminals de ToIP, caldrà passar les trucades de la telefonia tradicional a ToIP (i a l’inrevés). La gestió de la senyalització la gestionarà l’entitat softswitch (que conté un Gateway de senyalització o SGw), que es veurà en detall en sessions posteriors.

Els avantatges que presenta aquesta configuració entre d’altres és la facilitat de creació de serveis convergents (gestió global de la xarxa), costa menys el manteniment de la xarxa i el cost d’adquisició és menor. Tota la xarxa és més econòmica en general, de fet, un encaminador és dotze vegades més barat que una central de trànsit.

Tendència

S’ha produït un col·lapse anticipat del Protocol Stack, ja que l’arquitectura actual és massa complexa i requereix gestió separada per a cada nivell. Això ofereix poca oportunitat d’integració, i per tant es tendeix a simplificar:

57

IP-Over-WDM Integration Strategies.pdf

ATM_to_MPLS.pdf

3.2. Qualitat de servei sobre IP

3.2.1. Protocol IP

El protocol IP

IP és un protocol de nivell 3 que pot operar sobre diversos protocols de nivell 2 (Ethernet, Frame Relay i ATM). Pot suportar múltiples protocols de nivell 4 (TCP, UDP,...) i no és orientat a connexió, cosa que implica falta de reconeixement, i per tant, no és fiable. Existeixen dues versions del protocol: IPv4 i IPv6. Sobre IPv4 es pot implementar seguretat: VPN, IPSEC, i s'hi poden emprar tècniques d’etiquetatge FlowLabel o MPLS. IPv6 utilitza una etiqueta de flux QoS, adreces de 128 bits i pot implementar criptografia i autenticació. El problema és que no hi ha cap encaminador que l'implementi de forma comercial.

IPv4

IPv4 és un protocol de capa 3 no orientat a connexió que transporta datagrames i no detecta errors menys en la capçalera. Si es vol suportar QoS i etiquetat s’ha de considerar la QoS en prioritats i col·locar-la (mapar-la) en el byte de Type of Service. Això és el que fan els routers del mercat. Una altra forma és emprar el protocol RSVP (Resource reSerVation Protocol) que es veu en sessions posteriors.

Veure apunts de Telemàtica 2

58

IPv6

Sorgeix de la necessitat de crear un nou protocol pel nivell 3 de la torre OSI a causa de l’esgotament de les adreces disponibles per identificar els usuaris amb IPv4. L’evolució d’Internet i la pèssima gestió d’adreces per part del ICANN han portat a una situació límit, sobretot en diferents regions (Àsia, Àfrica, etc.). Malgrat diferents solucions transitòries (NAT, CIDR, etc.), cal una solució definitiva a mitjà i llarg termini que garanteixi un òptim funcionament per les necessitats actuals i futures. IPv6 soluciona tots els problemes de quantitat d’adreces expandint el camp d’adreça a 128 bits, fent inimaginable un futur esgotament. A part d’aquesta raó destacada existeixen altres necessitats que requereixen d’un nou protocol que les pugui fer compatibles de manera senzilla i escalable. A causa de la multitud d’usos que s’ha donat a IPv4, s'hi han afegit, no incorporat, diferents utilitats com:

• Qualitat de Servei (QoS) • Seguretat (IPSec) • Mobilitat

Aquestes funcionalitats operen correctament per separat, però combinar-les entre elles, o amb d’altres, és quasi un joc d’equilibri. IPv6 incorpora dins de la definició del mateix protocol les diferents aplicacions externes a IPv4 amb l’ús de capçaleres opcionals, i així possibilita una futura adaptació a qualsevol nova aparició. Si es vol suportar QoS i etiquetat s’ha de considerar la QoS en prioritats i col·locar-la (mapar-la) en el byte de Class of Service. A part d’aquestes utilitats que ja existeixen per IPv4, el mercat observa una tendència en tres camps que forcen l’aparició d’un nou protocol que les pugui suportar:

• La creixent mobilitat dels usuaris d’Internet força la necessitat de més d’una adreça IP per persona.

• Les xarxes domèstiques obren un nou camp amb múltiples dispositius sensibles a utilitzar Internet.

• La convergència de veu, vídeo i dades obliga la migració a una arquitectura més simple, escalable i fiable: IPv6.

Un altre factor important, potser menys evident, és l’excessiva mida de les taules d'encaminament del routers que formen la xarxa troncal de IPv4 per causa del seu sistema de jerarquia en l’adreçament. En canvi, IPv6 amb un nou tipus d’adreces limitarà la mida màxima d’aquestes taules, i per tant en millorarà l’eficiència.

Protocol_IPv6.pdf

59

3.2.2. MPLS

Comença l’any 1996 quan IPSILON introdueix el IP Switching (IPSw), una tècnica de commutació ràpida. Si l'encaminador detecta un flux (persistent) amb trànsit IP amb idèntica destinació i la mateixa adreça origen, commuta la seva funció d'encaminador a commutador. Passa a ser un switch i guanya així velocitat de commutació (només mirarà la adreça de destinació). L’objectiu és utilitzar matrius de commutació ATM per a processar paquets IP i evitar els colapsaments dels routers. Cisco Systems proposa una millora l’any 1999: Cisco Tag Switching (Label Switching). El router d’entrada és qui detecta el flux i els intermitjos commuten segons les etiquetes. El port de sortida el determina el protocol d'encaminament (OSPF). L’etiqueta és de 20 bits més quatre de reserva situat abans de la capçalera. Label Switching copia l’estratègia de commutació d’ATM i crea canals virtuals. Així, els encaminadors passen a treballar com a switchs i són més ràpids. Les taules dels routers són curtes i, per tant, més eficients, només se'n mira l’etiqueta i no cal llegir cap adreça IP. Serveix per guanyar velocitat. El següent pas és lligar la tecnologia MPLS amb altres tècniques de QoS (per exemple, per saber quin tipus de retard hi ha a la xarxa). MPLS és una tecnologia que reemplaça el reenviament tradicional IP per una espècie de commutació de circuits. Així, la commutació passa a fer-se en funció d’una etiqueta (o label) que s’afegeix a la capçalera en comptes de l’adreça de destinació. Aquest protocol es va desenvolupar per dues raons:

• Accelerar el procés de reenviament dels paquets IP: Per cada paquet que arriba a un router cal mirar la taula d’enrutament per trobar el prefix de la xarxa que més s’ajusta a l’adreça de destinació del paquet. Aquests prefixos són de diverses longituds i diversos prefixos poden contenir una mateixa adreça IP, de forma que el temps del procés pot variar. Per accelerar aquest procés s’afegeix una etiqueta de mida fixa a la capçalera. Tot i això, la millora en processament del routers actuals fa que cada cop sigui mes irrellevant la millora aportada per MPLS.

• Incrementar la flexibiltat de l’enrutament: Està relacionat amb l’enginyeria del trànsit i la optimització del comportament de les xarxes IP on MPLS ofereix grans possibilitats pel que fa a flexibilitat de l’enrutament.

L’etiquetatge de MPLS es basa principalment en dues característiques:

• Forwarding: Utilitza la informació de l’etiqueta per dur a terme el packet forwarding.

• Control: Manté la correcta informació de label-forwarding en tot un grup de switchs etiquetadors interconnectats.

Funcionament de MPLS

En l’extrem d’una xarxa MPLS, els encaminadors ingress (Label Edge Router o LER) classifiquen els paquets IP d’entrada i els assignen a un FEC (Forwarding Equivalence Classes) específic. Cada paquet pertanyent a un cert FEC es marca amb l’etiqueta apropiada i s’envia al veí corresponent. Dins de la xarxa, el Label-Switching Router (LSR) pren les decisions de reenviament en funció de la informació de l’etiqueta i de la interfície per la qual s’ha rebut el paquet. Així, el paquet viatja a través d’un camí

60

preconfigurat o LSP (Label Switching Path) fins que arriba a l’altre extrem de la xarxa on un encaminador egress treu l’etiqueta. Tots els paquets que entren a través d’un mateix encaminador ingress i pertanyen al mateix FEC, viatjaran sempre pel mateix camí a través de la xarxa.

MPLS-Tag Switching.pdf

Integrating MPLS with IP and ATM.pdf

LDP

El càlcul de les rutes i la distribució de la informació de les etiquetes NO està especificat en MPLS. El càlcul de les rutes es pot fer tant de forma centralitzada com distribuïda. Un servidor central de gestió podria determinar els LSPs juntament amb OSPF o IS-IS, de forma que estructurés l’etiquetatge del camí que seguiran els paquets, i després enviar la informació cap als LSR (routers de dins de la xarxa). Per fer aquesta distribució d’etiquetes la IETF especifica el protocol LDP (Label Distribution Protocol). LDP també és responsable de mantenir el correcte funcionament d’aquest etiquetatge pels camins que pateixin canvis en la topologia. El Label Distribution Protocol està connectat amb les taules de routing dels diferents routers, i treballa en paral·lel. Així, si hi ha algun canvi en la topologia, LDP canvia l’etiquetatge per continuar funcionant correctament. El Label Distribution Protocol (LDP) distribueix les diferents etiquetes per fluxos de dades començant per l’últim router (egress) i acabant per l’ingress.

Integrating MPLS with IP and ATM.pdf

3.2.3. Virtual Private Networks

Les VPN són xarxes privades virtuals que tenen per objectiu obtenir una xarxa de resposta ràpida i segura. Bàsicament consisteix a fer tunneling, i es pot dur a terme mitjançant Tunneling IP-IP, IPSEC i últimament s’implementa amb MPLS.

Tunneling IP-IP

El primer router de la xarxa pública col·loca abans de la capçalera IP les adreces dels routers pels quals ha de passar aquell paquet de forma explícita. Infovia-Plus va començar utilitzant aquest mètode i va col·lapsar els seus routers.

61

Vpn.pdf

VPN_over_Public_Networks.pdf

Tunneling IPSec

Protegeix la informació amb criptografia i autenticació. Sobre l’exemple anterior, aquesta seria la figura representativa:

VPN-IPSec.pdf

Tunneling MPLS

Aquesta tecnologia, també anomenada MPLS VPN, canvia la informació explícita que apareix en els altres mètodes per una etiqueta. S’hi afegeix una nova etiqueta explícita de la VPN amb adreces esteses. Sobre l’exemple anterior seria:

62

Aquesta tecnologia permet de forma nativa l’aniuament de túnels (fins a quatre de forma estàndard) però requereix que els routers que implementen aquesta tecnologia disposin de molta capacitat de procés.

MPLS-VPNs.pdf

63

Sessió 9: Qualitat de Servei amb IP

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Qualitat de Servei amb IP Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 5 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Diffserv_Scalable_QoS_Model.pdf IEEE_Internet QoS - A big picture.pdf IP_getting_some_class.pdf RSVP.pdf Congestion Avoidance Overview.pdf Congestion Management Overview.pdf QoS_on_MPLS_networks.pdf MPLS_QoS_Brief.pdf

OBJECTIUS L’objectiu d’aquesta sessió és veure els diferents mètodes per obtenir qualitat de servei en les xarxes IP i en xarxes MPLS.

CONTINGUTS S’inicia en aquesta sessió l’estudi de la qualitat de servei en xarxes IP, mitjançant mètodes de reserva d’ampla de banda (IntServ) o directament de qualitat de servei (DiffServ).

3.2.4. Qualitat de servei en xarxes IP

Actualment els operadors i proveïdors de serveis implementen arquitectures de convergència IP, que tal com s’ha explicat anteriorment, presenten com a principals avantatges la facilitat de creació de serveis convergents (gestió global de la xarxa) i un menor cost d’adquisició i de manteniment de la xarxa. Un dels requisits indispensables perquè aquest procés de migració cap a una arquitectura tot-IP es desenvolupi amb èxit, és que les tecnologies de commutació de paquets puguin oferir serveis de temps real, típicament la veu, assegurant als usuaris els mateixos nivells de qualitat que els que ofereixen avui en dia les arquitectures basades en commutació de circuits. Els protocols de xarxa tradicionals no poden garantir que els paquets de les noves aplicacions multimèdia no tindran retard o seran descartats. Així doncs, la QoS en les xarxes IP és crítica per a les xarxes de nova generació (NGN) i, per tant, aquests protocols de xarxa necessitaran evolucionar. Caldrà gestionar l’ample de banda disponible en les xarxes IP de forma que els paquets es comportin de forma consistent i predictible en termes de latència, jitter,

64

pèrdua de paquets, throughput i disponibilitat. Per exemple, per comunicacions de ToIP la ITU-T recomana tenir un retard màxim de 150 mseg (en un sentit). D’altra banda hi ha el problema de les aplicacions anomenades greedy, que expandeixen el trànsit a tot l’ample de banda disponible i que, per tant, creen congestió per naturalesa. Aquesta problemàtica fa que sobredimensionar la xarxa no sigui una solució efectiva a mitjà termini. Caldrà, doncs, prioritzar certes aplicacions considerades crítiques per a les empreses, com per exemple la telefonia IP, la videoconferència o qualsevol trànsit que sigui vital per a la supervivència d’aquestes. La QoS proporcionarà serveis de valor afegit a través de SLA. També cal tenir en compte que en els darrers anys ha augmentat molt el nombre de clients de les xarxes de comunicacions, fet que ha portat a la inevitable segmentació d’aquests clients. La demanda ha deixat de ser homogènia i ara hi ha clients amb perfils diferents, cadascun amb les seves necessitats. Des d’un punt de vista de negoci, serà beneficiós per als operadors de telecomunicacions oferir nivells diferenciats de qualitat que s’ajustin als diferents segments de clients, per així fixar el preu en funció de la qualitat oferta per cada classe de servei. Existeixen diverses tecnologies per proporcionar QoS en les xarxes IP, centrades a reservar recursos de la xarxa a partir de fluxos, anomenat model de serveis integrats (IntServ), o a prioritzar els fluxos de trànsit agregats i categoritzats, anomenat model de serveis diferenciats (DiffServ). Les xarxes que utilitzen el model DiffServ ofereixen molta més escalabilitat que les IntServ, per tal com en les xarxes DiffServ no hi ha reserva de recursos extrem-extrem. Al contrari que en les xarxes IntServ, en DiffServ NO es pot garantir la QoS, de forma que la màxima aspiració és assolir la QoS desitjada amb una màxima probabilitat. Existeixen altres tecnologies per proporcionar QoS, però funcionen en diferents nivells del model de comunicacions OSI. Alguns exemples en són els protocols 802.1p i 802.1q per proporcionar QoS a la capa MAC (Ethernet o GigaEthernet) o el camp EXP per poder mapar la QoS en la tecnologia MPLS. La principal línia de futur en aquest camp actualment es basa a ampliar aquest estudi per tal de proporcionar QoS en les xarxes MPLS, MPLS-TE i MPLS DS-TE.

IntServ

El model IntServ es basa en el protocol RSVP (Resource Reservation Protocol) per senyalitzar i reservar la QoS desitjada per cada flux a la xarxa (entre dos equips qualssevol). Aquest model és conegut com a Bandwidth Reservation Model. El model de Serveis integrats defineix tres classes de servei diferents:

• Garantit: BW, retard fixat i sense pèrdues. • Càrrega controlada: Servei semblant al de best-effort amb condicions de

càrrega baixes. Es degrada quan la xarxa es congestiona. • Best-effort: Similar al funcionament normal d’Internet.

Es poden reservar recursos a la xarxa de dades abans de la comunicació tot utilitzant protocols com RSVP. Aquest protocol reserva un camí extrem-extrem depenent de la QoS i el BW (ample de banda), és pot aplicar per fluxos de dades però no per aplicació.

65

El protocol RSVP utilitza un mecanisme per destinar recursos en una determinada ruta. Genera dos missatges de nivell 4 inserits sobre IP:

• PATH: Missatge d’anada de recursos on s’especifica la QoS requerida en cada node. Serà usat pel missatge RESV en direcció contrària.

• RESV: Segueix el camí invers determinat pel PATH per a determinar el conjunt de paràmetres de QoS.

En l’exemple anterior el router R1 determina el camí amb el missatge de PATH mitjançant el protocol de routing OSPF fins a R7 i aquest li envia un missatge de RESV per reservar recursos en cada node seguint el camí invers. El procediment és dinàmic i cíclic, ja que les necessitats dels clients poden canviar. Precisament aquest és el gran desavantatge de RSVP, ja que el fa poc escalable. Amb aquesta tecnologia IP copia la tècnica d’ATM (amb camins virtuals) d’assignar etiquetes als paquets. Així doncs RSVP està íntimament lligat a la tecnologia de MPLS i a IPv6. De fet, RSVP també es pot utilitzar per distribuir les etiquetes de MPLS, amb l’avantatge que permet afegir QoS, tal com s’explica en un apartat posterior (MPLS DS-TE). RSVP únicament fa la reserva de recursos a la xarxa, però caldrà aplicar polítiques als encaminadors (droping, shaping, queuing, etc.) per tal de garantir el trànsit i que el Model IntServ funcioni correctament. El problema d’aquest mecanisme és que presenta seriosos problemes d’escalabilitat a causa del gran nombre de fluxos que poden arribar a unir-se en una xarxa de transport. Per tant, RSVP va ser considerat com a no implementable per aplicació, però si per reservar BW per fluxos agregats. Com que els routers encara han d’implementar classificació de fluxos per trànsit entrant, en xarxes IP s’utilitza per garantir certs tipus de trànsits molt prioritaris. A més d’utilitzar-se en xarxes MPLS-TE i MPLS DS-TE, tal com s’ha comentat.

IP_getting_some_class.pdf

RSVP.pdf

DiffServ

El mètode de serveis diferenciats, DiffServ, és el que s’implementa habitualment en les xarxes IP amb routers comercials en configuracions que no requereixen gran complexitat de QoS. L’avantatge fonamental és que suposa molts pocs canvis en les

66

xarxes IP existents. És senzill i, a més, és un mecanisme eficient d’actuació en xarxes IP de velocitats molt altes. Les xarxes DiffServ van ser introduïdes per solucionar les dificultats d’implementació de les xarxes IntServ. L'IETF va definir una arquitectura basada a portar la complexitat del domini gestionat per un operador (format per xarxes que suporten la tecnologia) als extrems de la mateixa, de forma que les funcions de classificació i gestió de paquets en el nucli del domini fos el més simple possible. DiffServ ofereix més escalabilitat en la provisió de QoS que les xarxes IntServ, atès que la quantitat d’informació d’estat és proporcional al nombre de classes més que no pas al nombre de fluxos. Així doncs, aquest mecanisme proposa una arquitectura en la qual el tractament es fa sobre agrupacions de fluxos, de forma que tracta igual tots els fluxos que requereixen la mateixa classe de servei. En aquest tipus de xarxes un client pot ser o bé una organització (domini origen) o bé un altre domini DiffServ (domini upstream). Tots dos tipus han de tenir un contracte de servei, o SLA, amb el seu ISP per tal de rebre els serveis diferenciats, on les classes de servei suportades i la quantitat de trànsit permès en cada classe serà especificat a través de les especificacions de servei SLS (Service Level Specifications). Els fluxos són classificats en els routers d’entrada d’un domini DiffServ (nodes edge) per part d’un classificador MultiField (a partir de múltiples camps de la capçalera IP), i aleshores són mesurats (metered), seleccionats (policed), marcats (marked) i perfilats (shaped) abans d’entrar en les xarxes del domini DiffServ. Els nodes core són tota la resta de nodes del domini DiffServ que interconnecten les xarxes del mateix i gestionen la QoS dels paquets segons únicament els continguts del camp DS de la capçalera IP. El DiffServ CodePoint (DSCP) del camp DS mapa la classe de servei, o prioritat, en la capçalera de cada paquet IP, tant IPv4 (octet ToS) com IPv6 (octet Traffic Class). Així doncs, s’aplica el mateix tractament a la col·lecció de paquets amb el mateix DSCP que travessen un enllaç en una particular direcció en un node amb suport per DiffServ. Quan un paquet entra en un domini DiffServ des d’un altre domini DiffServ, el valor DSCP és susceptible de ser remarcat d’acord amb la política vigent en el nou domini, determinada per la SLA entre els dos dominis. En aquest model hi ha tres tipus de priorització:

• EF (Expedited Forwarding): Marcatge de màxima prioritat pel trànsit amb necessitats de temps real, com la veu. Assegura un retard i un jitters mínims.

• AF (Assured Forwarding): Es defineixen dotze prioritats intermèdies. • BE (Best Effort): Trànsit no prioritzat.

El Model DiffServ no és únicament el marcatge del bits en el camp DSCP, sinó que necessita d’unes polítiques de gestió del trànsit addicionals per fer funcionar el model. Així doncs, els paquets dins d’un domini DiffServ amb xarxes IP de trànsit tenen una determinada marca indicativa de la qualitat de servei assignada per l'encaminador edge per entrar al sistema. Tots els nodes d’aquest domini DiffServ han de disposar de mecanismes de QoS capaços de discriminar els paquets en funció del seu marcatge. Per proporcionar aquesta QoS al model DiffServ existeixen diverses eines o mecanismes:

• Classification: Diferencia entre els diferents paquets d’entrada, de forma que puguin ser marcats amb l’etiqueta DSCP correcta en els routers edge o que

67

puguin ser posats a la cua correcta en funció de DSCP en els routers core. Habitualment s’utilitza CAR (Committed Access Rate).

• Metering: Mesura que la velocitat dels fluxos no excedeixi la contractada. • Marking: Etiqueta els paquets modificant el camp DSCP de la capçalera IP. • Queuing: Defineix una cua (o buffer) per cada prioritat DSCP per tal de

controlar la congestió. Agrupa el paquets que tenen prioritat similar. Serveix amb una major preferència als buffers que tenen paquets més prioritaris (es buidaran abans). Habitualment s’utilitzen cues del tipus WFQ (Weighted Fair Queuing) que proporcionen fins a setze prioritats ponderades.

• Droping: També s’anomena “Policing”. Si part del trànsit excedeix la velocitat contractada, una opció és eliminar alguns d’aquests paquets. Una forma intel·ligent de fer-ho és eliminar paquets TCP de forma que l’origen redueixi la finestra TCP a la meitat i, per tant, la velocitat, i així donar temps a les cues per recuperar-se. Es poden eliminar paquets quan excedeixin les cues (tail drop) o de forma prioritària (WRED).

• Shaping: Consisteix a encuar el trànsit que excedeix la velocitat contractada de forma que s’adapti a la velocitat establerta, mitjançant tècniques de token bucket. Habitualment es fa amb CAR.

El Droping, juntament amb el Shaping, també s’anomenen “Traffic Conditioning”. És important tenir clar el concepte bàsic de funcionament on la classificació i el marcatge dels paquets es fa en els routers d’entrada (edge) del domini DiffServ, de forma que els routers del nucli (core) puguin prioritzar els paquets en base a la classificació feta inicialment. Això simplifica el funcionament i la configuració dels routers del core. Els switchs i routers actuals han de suportar QoS a través dels procediments explicats.

Diffserv_Scalable_QoS_Model.pdf

Congestion Management Overview.pdf

Committed Access Rate

Aquest procediment classifica els paquets en funció de la seva prioritat quan arriben a la interfície i també ajusta la velocitat de sortida a la contractada en funció de l’ample de banda de les interfícies. S’implementa en les targes d’interfícies d’accés a la xarxa (line cards) tant d’entrada (per classificar i ajustar) com de sortida (per ajustar). La idea és limitar la quantitat de trànsit que pot ser rebut/enviat per una interfície posant els llindars per cada tipus de trànsit o cues. Per sota del llindar serà trànsit vàlid, per sobre del llindar es descartarà.

68

Weighted Random Early Detection

Permet detectar situacions de congestió, és a dir, preveu la congestió de xarxa abans que passi. Aprofita el funcionament del protocol TCP per reduir la velocitat. Si es detecta que alguna cua que està a punt de saturar-se (buffer overflow), WRED descarta paquets (que continguin el protocol TCP) de forma aleatòria dins del sistema de cues i descarta proporcionalment més paquets de les cues menys prioritàries, de forma que tot el sistema de cues es relaxa. Aquesta tècnica funciona gràcies a la naturalesa de TCP, que fa que quan s’elimina un paquet la font TCP origen es vegi obligada a retransmetre el paquet i, a causa del funcionament d’aquest protocol, baixa la velocitat transmissió de les dades gairebé a un 50% (es redueix la finestra TCP). Així doncs, si es descarten quatre paquets de quatre fluxos diferents (estadísticament segur que seran de les cues menys prioritàries), les quatre fonts de trànsit d’aquests fluxos baixaran la seva velocitat de transmissió a la meitat.

Congestion Avoidance Overview.pdf

QoS_policies.pdf

IEEE_Internet QoS - A big picture.pdf

Gestió centralitzada de la QoS

La gestió de la QoS per les noves tecnologies IP en les NGN ha experimentat importants avanços amb la introducció de la gestió de xarxes basades en polítiques

69

(PBNM) per a l’assignació de recursos. Les NGN requereixen provisió automàtica de QoS i la PBNM simplifica la definició i desplegament de les polítiques de xarxa a través d’estructures de gestió centralitzada. Així doncs, la gestió centralitzada de xarxes amb QoS i/o enginyeria de trànsit (TE) ha esdevingut un tema fonamental en la recerca recent. Algunes propostes són els bandwidth brokers (BB) per gestionar xarxes DiffServ, els Path Computation Elements (PCE) per xarxes MPLS-TE o, genèricament, els Network Management Systems (NMS). Els bandwidth brokers són dispositius capaços de gestionar automàticament la qualitat de servei utilitzant una arquitectura centralitzada en un domini DiffServ. Aquests dispositius han estat proposats per a la gestió i control de la provisió de QoS amb la finalitat de reduir la complexitat del pla de control d’aquest tipus de xarxes. Bàsicament són controladors de recursos que gestionen la limitada quantitat de recursos físics disponibles (BW) i els que estan especificats en els contractes dels clients o Service Level Agreements (SLA). Les decisions d’assignació de serveis es prenen a partir d’aquests recursos per ser aplicats als nodes dels corresponents dominis. Els bandwidth brokers permeten a l’administrador configurar polítiques de xarxa, amb forma de SLA i Service Level Specifications (SLS), que gestionaran el control de l’accés, amb un llenguatge d’alt nivell i amb una interfície amigable. Aquestes polítiques se salvaran de forma estructurada per cadascun dels diferents nodes afectats (core, edge_A, edge_B, edge_C, etc...). Aquests nodes seran configurats utilitzant protocols especialitzats per la transmissió de polítiques de xarxa, de forma transparent a l’administrador del sistema. Aquestes arquitectures són capaces de gestionar internament dominis propis mitjançant els esmentats protocols de comunicacions intra-domini, però també són capaços d’interactuar i negociar recursos amb altres bandwidth brokers de dominis remots per mitjà de protocols de comunicacions inter-domini.

Altres exemples de propostes de dispositius de gestió centralitzada són els PCE, definits pel Path Computation Element Working Group del IETF (PCE WG) per gestionar les noves xarxes core MPLS TE (Traffic Engineering) i MPLS DS-TE (DiffServ-Aware MPLS TE). Aquest grup de treball afirma que hi ha la necessitat d’una arquitectura centralitzada per gestionar la computació de camins LSP de les xarxes MPLS TE, així com la QoS dels diferents dominis i per la funcionalitat d’enviament de les polítiques de xarxa als diferents nodes.

70

Aquestes arquitectures centralitzades utilitzen protocols d’enviament de polítiques (del dispositiu centrals als routers) molt especialitzats. Un d’aquests protocols és el protocol de comunicació intra-domini COPS-PR (Common Open Policy Service for Policy Provisioning).

3.2.5. Qualitat de servei en xarxes MPLS

La gestió del trànsit amb MPLS s’anomena MPLS Traffic Engineering (MPLS-TE). L’objectiu de l’enginyeria del trànsit (TE) és trobar un camí dins del domini gestionat que respecti una sèrie de restriccions. Així doncs, aquestes restriccions s’hauran de tenir en compte quan es calculin els possibles camins a cada destinació, és a dir, en l'encaminament. Algunes d’aquestes restriccions poden ser d’ample de banda, de número de salts, de retard, de prioritat de LSP, etc. Per calcular un camí que satisfaci aquestes restriccions cal que la informació estigui disponible per cadascun dels enllaços del camí fins a la destinació (no deixen de ser LSP de MPLS) i que aquesta informació sigui distribuïda a tots els nodes/routers que realitzin càlculs d’encaminaments. Això s’assoleix afegint extensions relatives a TE a protocols de routing d’estat d’enllaç com OSPF o IS-IS, de forma que quan enviïn informació sobre un enllaç no es limitin a anunciar l’estat (up/down) i que a més afegeixin informació de QoS de l’enllaç (retard, prioritat, etc.) i l’ample de banda disponible d’aquest. Un cop tots els nodes (routers) d’entrada a la xarxa tenen tota la informació de tots els enllaços de la xarxa, utilitzen una versió modificada de l’algorisme SPF anomenat Constrained-SPF (SPF amb restriccions) per calcular les rutes o els camins, amb les restriccions oportunes, a totes les destinacions. Un cop s’ha calculat el millor camí a una destinació, que compleixi les restriccions, s’utilitza el protocol RSVP-TE per distribuir les etiquetes (com a protocol distribuïdor en lloc de LDP) i fer la reserva de recursos al llarg del camí. És a dir, que RSVP-TE és una versió modificada de RSVP per suportar Traffic Engineering. Un cop s’ha fet la reserva de recursos i s’ha establert el LSP, cadascun dels nodes que intervenen en el

71

nou camí, o LSP, actualitzen els recursos disponibles (remanents) de cada enllaç mitjançant el protocol d'encaminament que s’estigui utilitzant. És important remarcar que encara no s’està oferint QoS, ja que tan sols s’han creat els túnels (LSP) en funció d’unes certes restriccions, però encara no s’està prioritzant el trànsit. És a dir, MPLS-TE no proporciona QoS per si mateixa, però és el pas previ imprescindible per assolir-la. Si volem oferir QoS, caldrà aplicar el model DiffServ, que en aquest cas es dirà “DiffServ aware Traffic Engineering MPLS” (DS-TE MPLS). DiffServ funciona modificant el camp DSCP de la capçalera IP de nivell 3, però l’enrutament MPLS funciona en base a la capçalera de nivell 2-3 MPLS. Això vol dir que en els routers LER d’entrada a la xarxa MPLS (ingress) caldrà mapar (copiar) les prioritats marcades en el camp DSCP, en el camp Exp (Experimental field) de la capçalera MPLS. La QoS en MPLS (DS-TE MPLS) consisteix en prioritzar un LSP respecte d’altres en funció del valor dels tres bits del camp Exp. Tal com passava amb el model DiffServ, s’haurà d’aplicar unes certes polítiques en els routers intermedis per tal de garantir el bon funcionament de la QoS. Com que els LSP funcionen amb vuit prioritats (tres bits del camp experimental), en les actualitzacions de OSPF (o IS-IS) caldrà advertir l’ample de banda per cadascun dels vuit paths o camins que poden existir en cadascun dels enllaços. Actualment els principals operadors estan migrant les seves xarxes ATM a DS-TE MPLS.

QoS_on_MPLS_networks.pdf

MPLS_QoS_Brief.pdf

73

Sessió 10: Qualitat de servei amb IP i NAS

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Qualitat de servei amb IP i NAS Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: GSR12000 series.pdf GSR12000 XR series.pdf GSR12000 architecture.pdf GSR12000 Internet Router Architecture.pdf OC-768 single-port interface.pdf Port 4xSTM-64c_40Gbps.pdf Cisco Carrier Routing System.pdf AS5350 Universal Gateway.pdf AS5400 Universal Gateway.pdf AS5850 Universal Gateway.pdf MAX-TNT.pdf APX1000.pdf APX8000.pdf APX8100.pdf

OBJECTIUS Aquesta és l’última sessió del primer semestre, i s’acaba de veure el capítol de commutació. S’inicia amb un exemple de QoS en xarxes IP i acaba explicant els servidors d’accés a la xarxa juntament exemples significatius del mercat.

CONTINGUTS S’inicia la sessió amb els Giga Switch Router ed Cisco 12.416 i 12.816, que és un dels encaminadors més utilitzats pels operadors de telecomunicacions, on s’acaba de veure l’aplicació dels serveis DiffServ. Per finalitzar aquest primer semestre es veu la interconnexió amb els usuaris a partir dels servidors d’accés a la xarxa.

3.2.6. Giga Switch Routers

Existeixen diversos fabricant de routers d’alta capacitat (carrier router) tot i que el principal és Cisco. A més dels 12.416, 12.816 i el TSR de Cisco existeixen per exemple la sèrie OmniSwitch 7000 de Lucent o la sèrie T de Juniper Networks.

74

GSR Cisco 12416 & 12816

L'encaminador de Cisco Systems 12.416 té 16 slots per interfícies (Line Cards) de 10 Gbps full dúplex, cosa que li proporciona una capacitat de commutació en la matriu Switch Fabric de 320 Gbps (20 Gbps x 16 slots). La matriu Switch Fabric és un mecanisme que permet a cada Line Card transmetre dades a qualsevol altra Line Card i està formada per dos tipus de targes:

• Switch Fabric Cards (SFC): Rep la informació del planificador i el senyal de clock del CSC i realitza les funcions de commutació. En aquest cas els Crossbar són commutadors de blocatge mínim (màxim paral·lelisme i duplicació de camins).

• Clock and Scheduler Cards (CSC): Gestiona les peticions de les Line Cards, proporciona els permisos per accedir al commutador i proporciona el clock de referència a totes les targes i interfícies del sistema per sincronitzar la transferència de dades a través del Crossbar.

El Gigabit Route Processor (GRP) és l’encarregat de l’enrutament a velocitats de Giga. Determina la topologia de la xarxa i calcula el millor encaminament a través d’aquesta, en funció del protocol de routing que tingui configurat. Suporta els protocols de routing EIGRP, OSPF, IS-IS i BGPv4. El Maintenance Bus (MBUS) és un bus sèrie CAN (Controller Area Network) redundat de 1 Mbps que interconnecta el Route Processor, les Line Cards, les Switch Fabric Cards (SFC), les fonts d’alimentació (Power Supplies) i els ventiladors. El trànsit de dades mai va a través del MBUS sinó a través del Switch Fabric. El MBUS s’utilitza exclusivament per gestionar els components del router GSR 12000.

75

Redundància

Els equipaments de telecomunicacions dels operadors de telecomunicacions han de tenir duplicat el cor del router, la matriu i el clock, així com els processadors de ruta. És molt important també que estiguin duplicades les fonts d’alimentació, les plaques de línia i, per cada placa, duplicades les línies (una en on i l’altra en standby). Aquest tipus de routers s’anomenen Carrier Class Routers.

Model DiffServ en els GSR

A més d’actuar com un router normal i disposar de les funcionalitats de QoS explicades en anteriors apartats, per tal de proporcionar QoS a l’entrada i sortida de les interfícies físiques, aquest tipus de routers disposen de funcionalitats de QoS a l’entrada de la matriu de commutació. Aquesta QoS està situada en les Line Cards, però en la banda interna. En concret, hi ha serveis DiffServ implementats que són els que proporcionen la QoS a la matriu. Aquest model permet fer una classificació, priorització i eliminació de paquets mitjançant CAR, WFQ i WRED (basat en cues/buffers virtuals i tècniques de scheduling). La congestió es produeix en l’entrada de les Line Cards transmissores, ja que hi pot confluir trànsit fins a quinze Line Cards. Per solucionar-ho i crear un sistema non-blocking, es podrien posar memòries d’entrada capaces d’absorbir l’ample de banda de les quinze Line Cards (molt car) o establir un sistema de cues virtuals amb schedulers intel·ligents (molt més econòmic). Així doncs, és la Line Card de sortida qui notificarà a les Line Cards d’entrada que hi ha congestió, de forma que pugui actuar en els paquets que hi ha en les cues virtuals (de sortida de les Line Cards cap a la matriu de commutació). CAR i WFQ s’implementen a l’entrada del router i WRED a la sortida. Vistos els procediments que conformen el model, en els GSR els serveis DiffServ funcionen de la següent manera:

76

http://archvlsi.ics.forth.gr/bufxbar/index.html http://archvlsi.ics.forth.gr/sw_arch/

GSR12000 architecture.pdf

GSR12000 series.pdf

GSR12000 XR series.pdf

GSR12000 Internet Router Architecture.pdf

GSR12000 architecture - swfabric.pdf

GSR12000 architecture - packetsw.pdf

GSR 12816

Aquest router és el dispositiu de Cisco de més capacitat en la gamma GSR 12000. Implementa les mateixes funcionalitats que el GSR-12.416 amb la diferència que incorpora les noves interfícies de 40 Gbps (OC-768 / STM-256). Això hi proporciona una capacitat de commutació en el Switch Fabric de 1,28 Tbps (80 Gbps x 16 slots). Aquesta és la primera aproximació a un Tera Switch Router (TSR). http://www.cisco.com/en/US/products/hw/routers/ps167/ps5632/index.html

OC-768 single-port interface.pdf

Port 4xSTM-64c_40Gbps.pdf

http://archvlsi.ics.forth.gr/bufxbar/index.html�

http://archvlsi.ics.forth.gr/sw_arch/�

http://www.cisco.com/en/US/products/hw/routers/ps167/ps5632/index.html�

77

3.2.7. Tera Switch Router - Carrier Routing System

Un dels factors que possibilitaran la construcció de grans troncals de xarxa d’altes prestacions és la disponibilitat de commutadors/encaminadors d’altes prestacions. Aquests equips deuen el seu elevat rendiment a característiques com:

• Integració en el maquinari de funcionalitats que abans es feien mitjançant programari.

• Augment del nombre de ports/interfícies per Line Card. • Augment de la capacitat de Cross-Connection sense blocatge per elevats

nombres d’entrades/sortides. Es poden distingir dos tipus de commutadors d’altes prestacions: els GSR i els TSR.

• Els GSR són els que actualment s’utilitzen en el backbone de la xarxa i en un futur passaran a la seva perifèria, per dedicar-se a tasques d’accés.

• Els TSR són equips d’arquitectura distribuïda i altament escalables mitjançant avançades estructures de Cross-Connexió.

La posició en el mercat de tots dos tipus és diferent. Els GSR s’utilitzen de forma molt satisfactòria com a components principals en el backbone. Això elimina, almenys temporalment, la possibilitat d’introduir en la xarxa els TSR i, per tant, està limitant el seu desenvolupament comercial. El que sí que està clar és que moltes de les propostes dels TSR s’han avançat a les necessitats del mercat. El TSR CRS-1 de Cisco Systems (http://www.cisco.com/en/US/products/ps5763/index.html) és un sistema d'encaminament distribuït i modular que té una capacitat fins a 92 Tbps a partir de 1.152 ports OC-768 / STM-256 (40 Gbps). El seu sistema operatiu basat en una arquitectura amb micro-kernels fa que pugui ser reparat i actualitzat sense interrupcions en el servei. El Switch Fabric té una estructura modular i està dividit en tres etapes lògiques seguint una topologia Benes (http://archvlsi.ics.forth.gr/bpbenes/index.html) que permet l’ampliació d'una a 72 safates de setze Line Cards cadascuna.

Cisco Carrier Routing System.pdf

3.3. Network Access Servers

3.3.1. Introducció

Els NAS han estat, i encara són, part fonamental dels operadors de telecomunicacions. Han arribat a representar el 80% de la commutació de la xarxa. Són semblants al RAS (Remote Access Servers) però amb el grup/pool de mòdems d’aquests evolucionat. La funció del NAS és passar d’enllaços E1 (commutació de circuits) a commutació de paquets (p.e., STM-1, IPoSDH o GigaEthernet). Els ISP estan sobre els routers troncals per millorar la velocitat. Hi ha operadors que no tenen Local ExChange (Central Local) ni ISP i ho lloguen tot.

http://www.cisco.com/en/US/products/ps5763/index.html�

http://archvlsi.ics.forth.gr/bpbenes/index.html�

78

La mateixa topologia s’aplicarà a VoIP (ToIP) de les següents sessions, però amb compressió i paquetització de la veu.

3.3.2. Exemples significatius del mercat

Dos dels fabricants d’equips més representatius en el mercat són Cisco i Lucent Technologies. Tots dos presenten una gamma prou àmplia d’equips NAS. Lucent Technologies presenta quatre models de diferents capacitats:

• MAX TNT acomoda fins a 960 ports de 64Kbps. • APX 1000 acomoda fins a 960 ports de 64Kbps. • APX 8000 acomoda fins a 2.688 ports de 64Kbps. • APX 8100 acomoda fins a 8.064 ports de 64Kbps.

Cisco presenta tres models de diferents capacitats:

• AS 5350 acomoda fins a 248 ports de 64Kbps. • AS 5400 acomoda fins a 1.736 ports de 64Kbps. • AS 5850 acomoda fins a 2.580 ports de 64Kbps ampliables a x6 xassís.

Els models més representatius són el AS-5350 i el MAX-TNT.

AS5350 Universal Gateway.pdf



MAX-TNT.pdf

APX1000.pdf

APX8000.pdf

APX8100.pdf

79

Cisco AS5400

Aquest NAS disposa de set slots per mòduls de vuit PRIs (línies E1), anomenades Feature Cards, el que proporciona una capacitat full del cabinet de 1.736 canals de 64 Kbps. Cal recordar que actualment els operadors consideren que una línia E1 disposa de 31 canals útils, tot i que Cisco Systems en els seus manuals fa els càlculs de capacitat suposant trenta canals per E1. Cisco ha fet evolucionar el seus Access Servers i ara són Gateways universals, de forma que poden operar simultàniament com a NAS i com Gateways de veu. Aquests dispositius suporten H323, SIP i MGCP. Tenen funcionalitats de router d’altes prestacions. De fet, la CPU principal de l'AS5400, anomenada NPE-300 (Network Processing Engine), s’utilitza també en el Cisco 7200 VXR high-end router. Suporta els principals protocols d'encaminament: BGP, OSPF, IS-IS, EIGRP, etc. El Route Switch Controler (RSC) centralitza les funcions de la commutació de paquets de la capa 3, Time-Division Multiplexing (TDM), clock del bus, així com les connexions externes, incloent-hi les interfícies de sortida (egress) a la xarxa IP o a la xarxa de paquets corresponent. La interfícies de sortida són dues interfícies FastEthernet (100BaseT).

El preu d’un port de 64 Kbps és d’uns 153 US $, considerant full cabinet, és a dir, és el preu de l’equip totalment ple. Una configuració típica és:

80


Lucent MAX_TNT

Aquest NAS té una capacitat full del cabinet de trenta enllaços E1, amb un preu per port d’uns 119 US $. És important remarcar que només té un switch interior, per això surt més econòmic que el Cisco. El MAX TNT suporta deu mòduls de tres E1 cadascun. Lucent considera en els seus manuals que un E1 té 32 canals de 64Kbps, al contrari que en el cas de Cisco, que considera que en tenen trenta, mentre que els operadors n'utilitzen 31. Així doncs, la capacitat full cabinet d’aquest dispositiu és de 930 converses simultànies (10x3x31).

Els mecanismes de control de qualitat difereixen entre el Cisco i el Lucent. Mentre que en el Cisco ho fa amb la CPU NPE-300 (la mateixa del router 7200), aquest NAS ho delega en el Edge-Router. Això vol dir que el Lucent no disposa de control de qualitat. Existeix també la versió DSL-TNT, que substitueix els APX8 per DS-SLAM (per a l’accés ADSL).

81

Sessió 11: Introducció a la ToIP

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Introducció a la ToIP Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 2 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia Arch. Impact of IP Telephony.pdf QoS enabled voice support.pdf Resolution in VoIP.pdf RTP Header Compression.pdf ITU-T H.323.pdf Signalling VoIP.pdf Signalling standards.pdf Resolution in Voip.pdf

OBJECTIUS L’objectiu d’aquesta sessió és donar una visió introductòria de la telefonia sobre IP (ToIP), mitjançant l’evolució de les xarxes i la pila de protocols que hi intervenen. També es veu en detall el conjunt de protocols H.323 i el funcionament de la seva senyalització.

CONTINGUTS Inicialment es veu l’evolució de les xarxes de veu, dades i mòbils, fins arribar a la fusió en una sola xarxa multiservei. La segona part de la sessió se centra en la pila de protocols per poder utilitzar ToIP, i com és necessari comprimir tant les dades com les diferents capçaleres per poder complir els requeriments temporals. La recomanació H.323 és un conjunt de protocols i algorismes dedicats a la transmissió de veu i vídeo sobre IP. Consta de protocols de senyalització, algorismes de compressió i protocols en temps real.

3.4. Serveis integrats sobre IP

3.4.1. Introducció a ToIP

Tradicionalment hi ha hagut dues xarxes de veu, la Xarxa telefònica commutada (XTC i la xarxa XDSI (xarxa digital de serveis integrats). Aquesta darrera es divideix en la XDSI-BE (banda estreta) pensada per a veu, i la XDSI-BA (banda ampla) pensada per integrar veu i dades.

82

El plantejament inicial va ser el de tenir dues xarxes diferenciades. Aquestes xarxes se separaven al LEC (Local ExChange) o Central Local, que habitualment és de l’operador dominant provinent de l’exmonopoli estatal.

L’evolució dels operadors ha estat la d’ajuntar-ho tot en una mateixa xarxa. De fet, encara s’està en procés. Aquesta nova arquitectura fa que disminueixi els costos OPEX i CAPEX i que hi hagi més facilitat per desenvolupar serveis de valor afegit.

Evolucionar o no depèn de la situació de cada operador, de la seva estratègia i de l’estratègia de la competència. La principal raó per evolucionar és la facilitat que té aquesta nova estructura per desenvolupar nous serveis, i no pas per l’estalvi de cost que suposa tenir una xarxa menys complexa. El principal problema apareix quan la xarxa operativa actual és encara massa nova i no està amortitzada. D’altra banda cal tenir també en compte la xarxa de comunicacions mòbils.

Així doncs, el que cal és una nova arquitectura basada en IP que inclogui la xarxa fixa de veu i dades i la xarxa mòbil en una sola xarxa. En aquesta evolució final l’únic que canvia és la xarxa d’accés, ja que la part troncal és única (All IP). Així, accessos diferents porten a una xarxa única de paquets. Si s'hi volgués afegir serveis amb les tres xarxes per separat seria tecnològica i econòmicament molt difícil. Per això és interessant la migració cap a una xarxa única i desenvolupar serveis convergents, tal com es veurà amb la xarxa intel·ligent i l’arquitectura IMS en sessions posteriors.

83

Telefonia sobre IP

La ToIP és una tecnologia que permet cursar trànsit de veu/vídeo sobre la xarxa IP. Permet la creació de serveis de valor afegit basats en la senyalització. És important distingir entre VoIP, que només és el transport dels paquets de veu, i ToIP, que és veu amb senyalització associada. La idea és ficar exclusivament la informació de veu/vídeo en paquets IP sense senyalització. Els serveis de valor afegit poden ser:

• Grup tancat d’usuaris • Portabilitat • Xarxes privades virtuals • Conferència a tres

Arch. Impact of IP Telephony.pdf

Torre OSI amb ToIP

Per poder transportar la veu sobre les xarxes de dades, calen molts protocols que, tal com es veu en la següent figura, s’encapsulen uns dins dels altres seguint el model OSI.

S’utilitza UDP perquè no hi ha retransmissions (al contrari que amb TCP). Això és perquè es vol que ToIP sigui en temps real i, per tant, no han d’haver-hi retards. És a dir, millor que un paquet no arribi que no pas que arribi tard. S’utilitza RTP (Real Time Protocol) per posar el número de seqüència i de paquet per tal de saber exactament la cadència de la veu.

• Número de seqüència • Marca de temps • Identificació de què porta dins (Payload Type)

84

S’utilitza RTCP (Real Time Control Protocol) per controlar la qualitat de la sessió, i RSVP per reservar els recursos sobre Internet i així controlar la qualitat del servei. En la capa de sessió hi ha protocols com SCCP, SIP o H.323, que és una recomanació que defineix protocols. En concret, H.323 es veu en detall a continuació ja que tradicionalment ha estat el més implementat. En la capa de presentació és on s’efectua la compressió de les dades, i és on hi ha els algorismes per compressió de veu. A continuació hi ha els més utilitzats en les xarxes actuals:

• G.711: Codificador d’àudio. 3,1 kHz a 48,56 i 64 Kbps (telefonia normal) • G.722: Codificador d’àudio. 7 kHz a 48,56 i 64 Kbps. Ratificat • G.728: Codificador d’àudio. 3,1 kHz a 16 Kbps. • G.723.1: Codificador d’àudio, per 5,3 i 6,4 Kbps. • G.729: Codificador d’àudio 8 Kbps.

Així, l’encapsulament queda de la següent manera:

Aquí es pot veure com la compressió fa que la quantitat d’informació útil en nombre de bits sigui menor que la informació de les diferents capçaleres. Això implica una eficiència molt dolenta.

31

6424

≅

Els 24 bytes corresponen a 30 ms de conversa amb compressió G.723.1 a 6,4 Kbps. La solució passa per comprimir les capçaleres IP + UDP + RTP de forma que es passi de 40 Bytes a tan sols 2 o 4 (entre 20:1 i 10:1), utilitzant la tècnica de Header Compression, tal com es veu a continuació.

La idea és treure'n les parts que no són imprescindibles perquè el paquet pugui viatjar per la xarxa. Així, en el router d’accés no calen ni les adreces origen ni les de destinació, ja que hi ha un etiquetatge que posa el mateix router quan detecta un paquet ToIP.

Amb aquest tipus de compressió, un paquet com el d’abans de 64 Bytes passa a tenir tan sols 26 o 28 Bytes.

QoS enabled voice support.pdf

85

Resolution in VoIP.pdf

RTP header compression.pdf

H.323

Aquesta recomanació és la recopilació d’un conjunt de normes o protocols dedicats a la transmissió sobre IP, que deriva de H.320 (estàndard de videoconferència/multimèdia sobre la XDSI-BE), però assumint connectivitat via LAN en comptes de XDSI. Quan s’utilitza per suportar aplicacions VoIP, les trucades es tracten com a videoconferències només de veu. Els estàndards sobre videoconferència habitualment estan regits per les recomanacions sèrie H de ITU-T. Aquestes inclouen H.320 (XDSI), H323 (LAN) i H.324 (POTS). La conformitat amb aquests estàndards implica que múltiples fabricants tinguin capacitats comuns i interoperabilitat entre les seves xarxes multimèdia. Amb veu sobre Internet tindrem una disminució important de costos d’interconnexió amb altres països, especialment amb els enllaços intercontinentals.

ITU-T H.323.pdf pags.6-9

Signalling standards.pdf

Resolution in Voip.pdf

Estàndards del H.323

La Recomanació H·323 va ser ratificada l’any 1996 i consisteix en els següents protocols:

• H.225: Especifica els missatges de control de trucada (protocols de senyalització de trucada o Call Signaling), incloent-hi la senyalització de trucada (Q.931), enregistrament i admissions de trucada (RAS), i sincronització i paquetització dels fluxos del medi. El RAS realitza l’intercanvi de missatges d’estat amb el GateKeeper (també Media Gateway Controller o MGC) per utilitzar el servei, ja que els usuaris s’han de registrar abans d’utilitzar un servei. Opera sobre UDP. La senyalització de trucada Q.931 opera sobre TCP.

• H245: Protocol que especifica els missatges per obrir i tancar canals, i l'establiment de trucada. La seva funció és crear un canal lògic entre l’usuari, el Gatekeeper i l’altre usuari. Inicialitza els protocols de temps real (RTP i RTCP).

• H.261: Codificador de vídeo per serveis audiovisuals a 64 Kbps. • H.263: Especifica un nou codificador de vídeo per POTS.

86

La pila de protocols d’H.323 (d’acord amb ITU-T) és:

87

Sessió 12: L’operació de xarxa

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: L’operació de xarxa Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Configuring VoIP.pdf VoIP.pdf Building the CarrierClass IP Next-Generation Network.pdf

OBJECTIUS En aquesta sessió s’inicia l’apartat d’operació de xarxa, on es pot veure l’arquitectura sobre la que s’utilitza H.323 actualment. Es veu l’evolució que està patint aquesta arquitectura i cap a on va.

CONTINGUTS L’arquitectura de l’operació de xarxa encara s’està desenvolupant i, de les quatre fases que calen per aconseguir ToIP plenament, tot just s’està implementant la segona. La tercera i quarta fases de l'operació de xarxa encara tardaran a implementar-se, però l’objectiu és assolir una única xarxa troncal que tracti de forma diferent el trànsit de veu (QoS) i de dades.

3.4.2. Operació de xarxa

L’arquitectura sobre la qual s’utilitza ToIP actualment és la següent:

88

Amb aquesta arquitectura, quan A truca a B la trucada no passa per la xarxa clàssica de commutació de circuits (XTC), ja que la Central Local desvia la veu al Media Gateway. Aquest MGw (o Media Gateway) és semblant al NAS. El MGw transforma les trucades de commutació de circuits a paquets IP i al revés. La Central Local agafa la senyalització i la passa al softswitch (MGC+Gk+SGw). Un cop s’ha autenticat l’emissor i localitzat la destinació gràcies al Gk (Gatekeeper), la part de MGC (o Media Gateway Controller), que és qui controla els MGw i els recursos, crea una VPN entre tots dos MGw perquè es puguin comunicar tots dos interlocutors. Si tot és correcte es passa la conversació que volia iniciar A cap al MGw utilitzant l’enllaç E1. El MGw, quan li arriba la trucada ha de comprimir la veu per exemple a 8 Kbps en un sentit, i descomprimir en el sentit contrari. També ha de segmentar en paquets IP, però abans cal posar informació en la capçalera de nivell 4 (UDP i RTP). En RTP cal marcar el temps en el que s’ha originat el paquet IP, i posar la seqüència del paquet. Això és per si el paquet arriba en diferent ordre, de forma que cal indicar que s’està fent ToIP, perquè en la destinació es pugui reconstruir la seqüència temporal original. El MGC diu al MGw que per a tal conversa posi una etiqueta, i la'n tregui per un port concret, de forma que comenci a funcionar MPLS. No calen, per tant, les adreces IP si la destinació es veu. Si fos un ordinador utilitzant programari H.323 sí que caldria recompondre la capçalera (si cal o no ho sap el MGC).

Amb l’etiqueta s’identifica perfectament la trucada gràcies a tota la senyalització prèvia a la trucada. Finalment, el MGw de destinació mira l’etiqueta MPLS, descomprimeix, transforma a E1 i l’envia cap a la CL de destinació per completar la trucada a B.

Softswitch

Un softswitch és una entitat que proporciona la intel·ligència en una xarxa, que coordina el control de les trucades, la senyalització i les funcions que possibiliten que una trucada travessi la xarxa IP. Un softswitch està composat bàsicament per tres entitats lògiques: MGC o Media Gateway Controller, Gk o Gatekeeper i SGw o Signalling Gateway. Un softswitch coordina l’enrutament dels missatges de senyalització entre les diferents xarxes. La senyalització coordina les accions associades amb la connexió amb un dispositiu a l’altra banda de la connexió. Per establir una trucada, cal utilitzar un protocol comú a tots els usuaris que defineixi com ha de ser la informació en els missatges. Els principals tipus de senyalització que realitza un softswitch són peer-to-peer (extrem-extrem) pel control de trucades i softswitch-MGw pel control del medi (configuració de les VPNs). Per a senyalització de trucades els protocols més utilitzats són SS7, SIP i H.323. Per a senyalització de control del medi els protocols més utilitzats són MGCP i MEGACO/H.248 (evolució de MGCP). Les tres parts de què consta un softswitch són:

89

• La part de SGw (Signalling Gateway) és l’encarregada de la gestió de la senyalització de les trucades. La seva funció és la de proporcionar una interfície bidireccional (traduir) entre el protocol SS7 de senyalització i els diferents protocols de gestió de la sessió (SIP o H.323). També pot transportar la senyalització de SS7 per dintre de la xarxa IP amb el protocol SIGTRAN.

• La part del Gk (Gatekeeper) és l’encarregada de traduir les adreces i fer el control d’admissions, per autoritzar l’accés a la xarxa.

• La part de MGC (o Media Gateway Controller) és qui controla els MGw i els recursos, i és, per tant, qui fa que tots dos MGw es comuniquin creant una VPN entre ells.

El softswitch també pot consultar al Radius Server si un usuari té contractat un servei passant-li les dades d’autenticació. Es consulta al Billing System des del servidor Radius. Si es tarifica la trucada és que és correcta. També s’anomena “provisioning”. El servidor Radius fa les funcions d'AAA sobre una base de dades i passa les dades al Billing Server perquè aquest realitzi la tarificació. Per aconseguir ToIP homogènia calen quatre fases.

Configuring VoIP.pdf

Primera fase (accés dedicat)

En aquesta primera fase la integració es realitza a la xarxa privada. Es crea un entorn dedicat o xarxa privada virtual (VPN) entre les dues delegacions. Ja s’integra veu i dades. El problema és que quan es vol trucar a algú fora de l’empresa, se segueix mantenint la xarxa clàssica. En aquesta fase es fa VoIP, però no ToIP.

Segona Fase (accés commutat)

És la primera de les figures. S’ha presentat així perquè és la fase que s’implementa actualment. És un entorn commutat, i la diferència és que els MGw no estan dins l’empresa, sinó que són del operador i no hi ha una ruta dedicada.

90

No es pot accedir a la gent que no estigui dins la VPN. Això implica que si no hi ha una VPN creada entre els dos MGw no es podrà establir la comunicació. En aquesta fase es fa ToIP, ja que hi ha una senyalització addicional als paquets de veu.

Tercera Fase

La principal diferència d’aquesta tercera fase amb la segona és que desapareixen les centrals de trànsit de la XTC. Només existeix la xarxa IP. La resta és idèntica. S’afegeixen els MGw a les Centrals Locals. Actualment els MGw i MGC han de ser del mateix fabricant perquè puguin ser compatibles.

Fase quatre

Encara està molt lluny la seva implementació. Serà quan un telèfon tracti directament els paquets IP i els passi als routers. Si els telèfons tinguessin sortida IP no caldrien els MGw (ja que amb un router n’hi hauria prou) i la conversió es realitzaria a la banda del client. Tot i que ja hi ha diferents fabricants que estan desenvolupant telèfons i centraletes IP, aquests són encara molt cars. Algunes empreses molt innovadores ja comencen a funcionar totalment amb ToIP, però el mercat encara no està prou madur per implementar-lo de forma massiva. El setembre del 2003 British Telecom va ser el primer operador a llençar un servei de telefonia IP a través de la xarxa pública.

VoIP.pdf pags. 30-39

Mecanismes de separació de trànsit

Existeixen mecanismes de separació del trànsit (veu i dades) per no sobrecarregar la Central de Trànsit i fer la separació del trànsit directament en la Central Local. Aquest mecanismes són l’Offloading Soft i l’Offloading Hard.

91

En l'Offloading Soft se separen els trànsits de dades cap al NAS i la veu cap a la CT. Va començar a implementar-se a mitjans del 2001. Aquesta part correspon a la fase 2, i és la implementació pràctica a l’operador.

En l'Offloading Hard se separen els trànsits de dades cap al NAS i la veu cap al MGw. Va començar a mitjans del 2002. Aquesta part correspon a la fase 3, i és la implementació pràctica a l’operador.

Building the CarrierClass IP Next-Generation Network.pdf

93

Sessió 13: QoS en ToIP

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: QoS en ToIP Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Architectural_Impact_of_IP.pdf VoIP.pdf

OBJECTIUS L’objectiu d’aquesta sessió és conèixer quins són els principals paràmetres de QoS que cal tenir en compte i, finalment, veure algunes de les possibles aplicacions de la Telefonia sobre IP.

CONTINGUTS En l’objectiu d’assolir una única xarxa troncal que tracti de forma diferent el trànsit de veu (QoS) i el de dades, aquesta QoS passa per controlar el retard fix, el variable i la pèrdua de paquets. Finalment es veuen les aplicacions de la ToIP, tot diferenciant-se de la VoIP.

3.4.3. QoS amb ToIP

El trànsit de veu difereix del trànsit de dades en els següents punts:

• Les dades funcionen a ràfegues per naturalesa; la veu és determinística (lineal) • Les aplicacions de dades reenvien els paquets eliminats; les aplicacions de veu

emmascaren els paquets eliminats. • Les aplicacions de dades toleren alguns retards; les aplicacions de veu han de

minimitzar el retard, de forma que el receptor no noti els talls en la transmissió. Aquestes diferències obliguen a la utilització d’estratègies de QoS per donar estricta prioritat al trànsit de veu perquè n'assegurin una entrega fiable i un retard mínim en les xarxes que transporten tots dos tipus de trànsit. El paràmetre més important a tenir en compte és el retard. El retard es defineix com el temps que tarda un paquet a viatjar d’un punt terminal a un altre. L’oïda humana accepta normalment un retard de 150 mseg (en un sol sentit) sense notar cap problema. El retard té dues components, una de fixa i una de variable. Un altre paràmetre a tenir en compte és la probabilitat de pèrdua de trànsit (CLR en ATM).

94

Per garantitzar la QoS existeixen diversos mètodes ja vistos en sessions precendents: • DiffServ: Mecanisme basat en la priorització (ja implementat), gràcies a la

gestió dels buffers. No permet garantir el servei. • IntServ: Mecanisme basat en la reserva d’ample de banda i retard màxim,

gràcies a la senyalització de QoS per prioritzar trànsit. RSVP reserva els recursos. Permet garantir el servei.

La QoS és el punt dèbil actual de la ToIP.

VoIP.pdf pags. 10-16

Architectural_Impact_of_IP.pdf

El retard fix

El retard apareix en tots els punts de la xarxa, però en alguns punts és tan petit que no és significant a efectes pràctics. El retard pot ser causat per diferents factors:

• Retard de serialització (fix) • Retard de propagació (fix) • Retard d’encuament (variable) • Retard de processament/reenviament(variable) • Retard de shaping (variable) • Retard de xarxa (variable) • Retard de codificació (fix) • Retard de compressió (variable)

El retard fix, per exemple el que introdueix la compressió de la veu, és un retard controlable. El ITU G.114 recomana un retard de 150 mseg o menys en un sol sentit per comunicacions de veu.

El retard variable o Jitter

El retard variable s’anomena jitter i és provocat per la descompressió, la reconstrucció, etc., a l’hora de reconfigurar la seqüència temporal original. Aquest retard no és controlable, només és acotable. El jitter es defineix com la variació en el temps d’arribada de paquets consecutius que s’han transmès de forma uniforme. El retard preocupant en una transmissió de ToIP és el variable.

Pèrdues de paquets

En una xarxa IP no es garanteix l’entrega de tots els paquets i molt menys que arribin en l’ordre pel qual es generen. Els routers perden/eliminen/descarten paquets per diversos motius. Un motiu és per errors en la transmissió dels bits que fa que les trames no superin la seqüència de comprovació de trama d’entrada al router (FCS).

95

En les xarxes d’avui en dia, el nombre de paquets perduts a causa d'errors de bit en la transmissió és petit, típicament menors d'un entre un bilió (BER de 109 o millor), de forma que la font principal de preocupació és l’eliminació per culpa de les cues plenes o tail-drop. La tècnica WRED explicada en sessions anteriors fa un descart intel·ligent i selectiu de paquets IP (amb contingut TCP) de cues poc prioritàries en cas de congestió.

3.4.4. Aplicacions

Tradicionalment s’han estalviat costos de trucades interprovincials (trucades nacionals) i internacionals mitjançant tècniques mixtes de ToIP.

Clàssicament es fa tal com es pot veure en la imatge anterior. És a dir, es passa la veu i la senyalització de les PBX empaquetades per la xarxa IP. Això es pot fer posant una tarja al router, i d’aquesta forma s'uneixen la PBX i el router.

Nivell 1

Una trucada entre Barcelona i Florència és una trucada internacional. Amb ToIP es pot fer local o provincial. La trucada va de la PBX al router, per la xarxa IP, i quan arriba al router de destinació es passa de nou a la PBX i d’aquí a la destinació final. Això és només VoIP, ja que no hi ha senyalització. Hi ha dues opcions per utilitzar una línia dedicada, o Frame Relay, o una línia punt-a-punt. No hi ha Media Gateway, ja que la seva funció la fa la tarja del router. Es pot aprofitar i enrutar qualsevol trucada a Florència cap allà, aprofitant d’aquesta forma l’enllaç, o també aprofitar-ho i enrutar qualsevol trucada cap a Pisa, tal com mostra la figura anterior. Aquesta va ser la primera utilització de la VoIP. Aquesta utilització no és ToIP, ja que no hi ha cap conversió de protocols (no s'hi passa senyalització) i, per tant, es veu sobre IP.

96

Nivell 2

Suposarem que una persona viu a Girona i vol treballar des d’allà fent trucades de veu i dades sobre IP.

El teletreballador es connecta a la xarxa telefònica commutada amb una connexió ADSL. Envia veu i dades sobre ADSL. Clàssicament se separaven les dades i la veu a la central local, però ara, del LEC anirà cap al MGw i d’aquí a la xarxa IP de l’operador, de forma que veu i dades aniran sobre IP. De les dades de veu, la senyalització anirà cap al softswitch. Abans, tal com es va veure en el nivell 1, no existia el MGw, i la feina la feia la placa que es posava en el router que acceptava la veu de la PBX. El que es feia era VoIP, ja que la senyalització viatjava empaquetada juntament amb la veu. Ara s’ha posat el MGw i el softswitch, que té en compte la senyalització de la trucada, i per tant, el que s’està fent és ToIP. La diferència entre una i l’altra és que si es fa de la primera manera (nivell 1), es té una adreça IP. En canvi, si es fa d’aquesta segona manera, hi ha una adreça de veu, amb un número de telèfon i un prefix autonòmic. Així, cal que existeixi una conversió d’adreces, d’una @Veu de destinació a una @IP de destinació, i l’entitat encarregada de fer la traducció serà el Gatekeeper que hi ha en el softswitch. Aquest aparell realitza dues funcions, per una banda de controlador MGw (MGC), que farà la reserva de recursos de transmissió a la resta de routers, i d’una altra banda de SGw (Signalling Gateway) que és qui realitzarà la conversió d’adreces. Aquest segon nivell és el que es comença a implementar en l’actualitat.

Call Center

Un infraestructura clàssica dels operadors són els Call Center.

97

El Call Center clàssic utilitza un Automatic Call Distribution (o ACD), i la seva missió principal és repartir les trucades entre els diferents operadors (m), i fer esperar la trucada en cas congestió (n trucades>>m).

Els nous Call Center tendeixen a funcionar sobre IP, tal com es veu en la imatge següent. Segueix havent-hi priorització i encuament de trucades.

99

Sessió 14: Plataformes Softswitch

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Plataformes Softswitch Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: The Lucent Tech Softswitch-Realizing the promise of

converge.pdf Cisco Systems PGW-2200.pdf Cisco Systems SC-2200.pdf End-of-Life Announcement SC2200.pdf SONUS_Insignus_Brochure.pdf CirpackHVS_datasheet.pdf Cirpack_MultiNode-B_brochure.pdf Cirpack_MultiNode-B_TechSpec.pdf

OBJECTIUS En aquesta sessió es veu diferents tipus de softswitch que hi ha al mercat, depenent de si estan orientats a la interconnexió d’operadors o per a aplicacions del client final.

CONTINGUTS Es detallen dos tipus de softswitch de cadascun dels dos tipus principals. Dels softswitch orientats a la interconnexió d’operadors es veuen Cirpack i Sonus, mentre que dels softswitch per a aplicacions de client final es veuen de Cisco i Lucent.

3.4.5. Plataformes softswitch

Plataformes softswitch

Existeixen diferents tipus de softswitch depenent de si estan orientats a la interconnexió d’operadors o per aplicacions del client final.

• Softswitch d’interconnexió Cirpack Sonus

• Softswitch per client finals Softswitch de Lucent technologies PGW-2200 de Cisco

Un exemple comercial de ToIP és el de Lucent Technologies o el de Cisco Systems.

100

En aquest exemple es pot veure la seqüència de passos necessària per fer una trucada. Els nou primers passos serveixen per veure si la destinació està disponible. En el pas 9 ja se sap si hi ha recursos disponibles per fer la trucada. El pas número 10 garanteix els recursos per fer la comunicació, i el pas 11 és la comunicació pròpiament dita. Si es tracta del fabricant Lucent Technologies, el softswitch és el Softswitch, i el MGw el APX-8000. Si es tracta del fabricant Cisco Systems, el softswitch és el PGW-2200, i el MGw el AS-5400. El Softswitch de Lucent i el MGw de Cisco són els millors i, per tant, la millor solució seria una híbrida. El problema és que no són compatibles. Actualment s’està desenvolupant una versió del Softswitch compatible amb el MGw de Cisco Systems.

Lucent Softswitch

Lucent Technologies va ser el primer fabricant a desenvolupar un softswitch, que va proporcionar el nom genèric a aquest tipus de dispositius. El model que va crear i l’arquitectura de xarxa per VoIP proposada per Lucent és el que es mostra en la documentació associada. Els protocols que utilitza aquest model són els següents: RTP, RTSP, H.323, SIP, ISUP, BISUP, ISDN, POTS, Q.931,Q2931, CAS, IPDC i MEGACO, entre d’altres menys coneguts. www.lucent.com

The Lucent Tech Softswitch-Realizing the promise of converge.pdf

Cisco Softswitch

El Cisco PGW-2200 es pot configurar en modes separats: senyalització o control de trucades.

http://www.lucent.com/�

101

Quan es configura per proporcionar senyalització, s’utilitza interfície de senyalització SS7 per als servidors d’accés i per als Gateways de veu de la sèrie Cisco AS5x00, és a dir, els interconnecta passant la informació SS7. El PGW-2200 proporciona la interfície de senyalització SS7 i el control de la trucada de la xarxa de veu el realitzen els MGws i Gks localitzats a la xarxa. En aquest mode transporta la senyalització de SS7 per dintre de la xarxa IP amb el protocol SIGTRAN. Quan es configura el PGW-2200 en mode de control de trucades, el PGW-2200 acaba els enllaços SS7 que provenen de la PSTN (Xarxa Telefònica Commutada), proporciona senyalització a les xarxes H.323 i SIP (tradueix entre els diferents protocols de senyalització), pren decisions d’enrutament (routing) i es comunica amb els MGws a través de MGCP/ MEGACO. www.cisco.com

Cisco Systems PGW-2200.pdf

Sonus softswitch

L’empresa nord-americana Sonus Networks té un dels principals softswitchs d’interconnexió que s’anomena Insignus Softwswitch. És el component fonamental del OSA (Open Services Architecture) de Sonus. Aquests softswitchs són els més establerts al continent americà. On els quatre elements principals són:

• GSX9000 Open Services Switch: és un Media Gateway evolucionat que suporta un mòdul del softswitch en mode distribuït incorporat dins el Media Gateway.

• Insignus Softswitch • Sonus Insight Management System: proporciona un sistema de gestió del

sistema i de la facturació, de forma flexible i fàcil d’utilitzar. • OSPA Enhanced Services: Open Services Partner Alliance amb 150 Partners

que proporcionen serveis avançats de ToIP. Garanteix la interoperabilitat entre les aplicacions de diferents fabricants, el softswitch i el Media Gateway.

L’arquitectura interna del softswitch està formada pels següents elements:

• SGX SS7 GATEWAY: Proporciona la interfície necessària entre la xarxa de senyalització existent SS7/C7 i altres elements del Insignus Softswitch. Termina les capes SS7 MTP I passa els missatges SS7 via IP als altres components.

• PSX POLICY SERVER: Determina quins serveis cal aplicar (bloqueig, screening, Number Translation, VPN, AIN services, serveis avançats basats en SIP) i el routing pels elements del softswitch. S’utilitza en totes les aplicacions carrier.

• GSX-GC GATEWAY CONTROLLER: És un mòdul distribuït que gestiona el control de trucada i la senyalització pel GSX9000™ Open Services Switch.

• ASX ACCESS SERVER: Controla els access Gateways utilitzant els estàndards de la indústria i proporciona característiques de classe 5 als subscriptors.

Aquest softswitch proporciona tota la gamma d’aplicacions de Carrier:

http://www.cisco.com/�

102

• Llarga distància/internacional • Tandem switching • Internet Call Diversion • Accés a PBX de negocis • Terminacions de veu IP (i.e., H.323, SIP) • Accés Residencial/Centrex • Veu directa sobre banda ampla (i.e., Cable, DSL) • Veu VPN • Mòbil (GMSC)IMS • Architecture Oriented • Serveis avançat de valor afegit • Switch de llindar de xarxa (Packet Peering, Enterprise…)

Un exemple d’aplicació és la xarxa de transport wholesale (majorista) de classe 4 de l’operador Global Crossing, on es realitza trunking C4, serveis de veu majoristes, es gestionen 2.400 milions de minuts mensuals, 1.100.000 canals de 64Kbps i 150 Media Gateways en 28 Pops. Els diferenciadors de Sonus són l’alta disponibilitat (fail over), les actualitzacions de programari live, l’escalabilitat i el suport internacional.

Un altre exemple és el projecte de Business-VoIP (B-VoIP) de T-Systems, que proporciona serveis de ToIP en onze països, té el servidor d’aplicacions a Frankfurt i està basat en una interfície SIP.

www.sonusnet.com

SONUS_Insignus_Brochure.pdf

Cirpack softswitch

L’empresa francesa Cirpack va ser adquirida al 2005 per Thomson. Actualment els softswitchs d’aquesta corporació s’anomenen Thomson/Cirpack. Aquesta empresa desenvolupa switchs de veu next generation per a infraestructures d’operadors i proveïdors de serveis de telecomunicacions: switchs Local Exchange (classe 5) i de

http://www.sonusnet.com/�

103

trànsit (classe 4) amb suport simultani natiu per xarxes TDM, ATM i IP. Aquests softswitchs són els més establerts al continent europeu. La solució de classe 4 (trànsit de veu i dades) de Cirpack, per a trànsit de llarga distància, i la solució de classe 5 (LEC i serveis a client), per bucles locals de nova generació, es pot veure en la documentació associada. Els switchs de classe 5 de Cirpack es poden actualitzar amb el Cirpack IPC, una aplicació Centrex per a operadors que permet reemplaçar centraletes PBX en empreses petites i mitjanes. Per tal de dissenyar, integrar i implementar grans infraestructures a nivell d’operador així com per oferir suport i serveis de manteniment, Cirpack té signades associacions estratègiques amb organitzacions certificades que ofereixen experiència a nivell local i mundial. Els anomena Xarxa Global de Integradors de Sistemes.

• IBM: EMEA, Àsia i Amèrica Llatina • Telindus: Benelux i Europa Oest • Bull, Sagem, CapGemini: comptes específics • TTC Marconi: Europa central • Harris: venedors líders en xarxes d’accés wireless. Original Equipment

Manufacturer (OEM) de switchs classe 5 per proporcionar solucions globals En la documentació web de Cirpack també s’hi poden trobar les propostes d’arquitectures per entregar serveis avançats de VoIP a qualsevol tipus d’usuari, així com exemples d’aplicació dels softswitchs de Cirpack, com la implementada per l’operador Free, segon ISP més gran a França, o l’implementat per a Og Vodafone, l’operador alternatiu fix i mòbil a Islàndia. www.cirpack.com www.cirpack.com/newsroom/37/0401_FreeIBM.shtml www.cirpack.com/newsroom/52/0502_ogvodafone.shtml www.cirpack.com/newsroom/58/0504_thomson.shtml www.cirpack.com/newsroom/pressreleases.shtml

CirpackHVS_datasheet.pdf

Cirpack_MultiNode-B_brochure.pdf

Cirpack_MultiNode-B_TechSpec.pdf

Selecció de l’operador

Quins paràmetres s’han de tenir en compte per escollir entre un operador i un altre?

• Preu: està limitat per la utilització. No es pot baixar més. • Més atenció al client: si tot està ben dimensionat jo no es pot fer res més. • Serveis afegits: sempre se'n poden crear de nous. És la part diferencial i el

que distingeix un operador de la competència.

http://www.cirpack.com/�

http://www.cirpack.com/newsroom/37/0401_FreeIBM.shtml�

http://www.cirpack.com/newsroom/52/0502_ogvodafone.shtml�

http://www.cirpack.com/newsroom/58/0504_thomson.shtml�

http://www.cirpack.com/newsroom/pressreleases.shtml�

104

Aquest últim punt és el més atractiu, els serveis de valor afegit. Aquests serveis es desenvolupen i es gestionen amb la Xarxa Intel·ligent, que proporciona serveis a les xarxes de commutació i de dades. Actualment també s’estan començant a desenvolupar amb la IMS (IP Multimedia Subsystem) Els serveis oferts per la Xarxa Intel·ligent interconnectada amb els softswitchs són principalment:

• Números “90x” (ARS: Automatic Routing Service) • Targeta prepagament (PrePaid Card) • Tarja de crèdit (Calling Card) • Portabilitat (Number portability) • Xarxes privades virtuals (VPNs) • Advanced Message Protocols (AMP) • Portals d’empreses

105

•

Sessió 15: Qualitat de servei amb IP i NAS

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Aplicacions de la ToIP Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Servicios Triple Play IP.pdf Optimizing the Broadband Aggregation Network for Triple Play

Services.pdf Optimizing Video Transport in Your IP Triple Play Network.pdf Using QoS to deliver Custumer-focused Metro Ethernet

services.pdf

OBJECTIUS Aquesta és l'última sessió del capítol de xarxa de commutació i s'hi veuen els conceptes de Triple-Play i Quad-play, així com els diferents models de negoci de la ToIP.

CONTINGUTS En aquesta sessió es veuen els serveis convergent Triple-Play i Quad-Play, quines possibilitats ofereix i quins en són els requeriments. Es veuen diversos exemples d’utilització de diferents fabricants. Finalment s’hi expliquen els diferents models de negoci que existeixen al voltant de la ToIP, així com els factors que cal tenir en compte a l’hora d’implantar-la.

3.4.6. Arquitectura Triple-Play

Una arquitectura Triple-Play és aquella que ofereix simultàniament tres serveis empaquetats: el servei de veu (telefonia), el servei de dades (accés a Internet) i el servei de televisió. El concepte és portar aquests tres serveis a la llar aprofitant la banda ampla de forma convergent, cosa que aportarà valors afegits i, per tant, serveis afegits. L’objectiu final és que qualsevol dispositiu de la llar tingui accés a la banda ampla: la casa connectada. Aquest tipus d’arquitectura no només ofereix aquests tres serveis, sinó que amplia les possibilitats quan es combinen entre ells, tal com es veu a continuació.

106

Tradicionalment l'única plataforma de les xarxes d’accés capaç d’oferir aquesta arquitectura és el cable, tot i que amb el desenvolupament de la tecnologia ADSL (ADSL2+) també aquesta ho pot oferir actualment. Des d’un punt de vista de tendència tecnològica es pot veure com s’ha passat d’una difusió de continguts broadcast a una difusió multicast, per oferir serveis a grup d’usuaris (cable). El següent pas és passar a una difusió unicast, per oferir serveis individualitzats. Això es podrà assolir mitjançant la Full IP o convergència de xarxes, xDSL, ja que permet un accés a l’usuari individualitzat per part de l’operador, i amb serveis basats en la IPTV (Triple Play). L’accés xDSL té un avantatge afegit sobre el cable en termes de seguretat. El cable és un mitjà compartit. Els paquets de dades per a ordinadors d’usuaris concrets s’envien a tothom dins la mateixa àrea de servei. DSL, en canvi, ofereix un accés dedicat entre l’usuari i l’operador, i fa la interceptació de paquets molt més dificultosa. Per tal de veure diferents opcions per oferir Triple-Play es recomana veure l’examen de juny del segon quadrimestre del 2005 (examen 2Q 2005 juny - solucions.pdf). www.alcatel.com http://en.wikipedia.org/wiki/Triple_play_%28telecommunications%29 http://en.wikipedia.org/wiki/Technological_convergence

Serveis centrats en la Televisió

La tendència és a oferir serveis per IPTV, és a dir, serveis multimèdia oferts a través del televisor, amb el televisor com a terminal clau a la llar. Els mateixos recursos es poden utilitzar en múltiples plataformes (TV, PC i mòbil) entregades per un únic proveïdor de serveis.

• Música i vídeo d’alta qualitat • TV interactiva

http://www.alcatel.com/�

http://en.wikipedia.org/wiki/Triple_play_(telecommunications)�

http://en.wikipedia.org/wiki/Technological_convergence�

107

• VoD • Gravació en xarxa • Broadcast • Chat i missatgeria multimèdia • Jocs • Internet BA àudio • Videoconferència • Accés a Internet • Descàrregues àudio/vídeo

Exemple d’aplicació: IP Centrex

Un exemple de les aplicacions del Triple-Play són les aplicacions de veu amb serveis afegits, com les centraletes IP Centrex. Aquestes són centraletes virtuals instal·lades en la xarxa del proveïdor, gestionades pel mateix proveïdor de serveis de ToIP, que és qui ofereix les diferents funcionalitats en forma d’opcions al client que contracta els serveis. Aquesta és una solució bastant senzilla per migrar a ToIP, ja que és d’implementació immediata i no exigeix una inversió inicial més enllà del cost dels terminals IP. Les centraletes IP inclouen packs de característiques bàsiques de serveis de veu dissenyades per al mercat PIME. Aquestes centraletes ofereixen des dels serveis tradicionals de qualsevol centraleta analògica fins a serveis avançats com bústies de veus personalitzades i amb mobilitat o tractaments personalitzats de trucada. Un exemple comercial en són el servidors d’aplicacions per a operadors de l’empresa Sylantro, que estan pensats per permetre als operadors oferir un servei majorista per proporcionar un valor afegit als revenedors i altres canals de distribució. http://www.sylantro.com

Exemple comercial de topologia Triple-Play extrem-extrem

Per tal d’entregar serveis de Triple-Play extrem-extrem, Alcatel-Lucent proposa la següent implementació a partir dels seus equipaments:

http://www.sylantro.com/�

108

Font: Alcatel-Lucent Aquesta figura és la figura bàsica que utilitzen tots els operadors. Es poden distingir per zones diferents tipologies de xarxes: d’accés, d’agregació (metro-Ethernet), de commutació i de transport.

• Xarxa d’Accés: En aquesta xarxa es troben els DSLAM intel·ligents capaços d’oferir Switching Video (veure FTTen al capítol de xarxa d’accés) i els dispositius a casa dels clients.

7302: Intelligent Services Access Manager (ISAM). Primera plataforma industrial capaç d’entregar serveis 100% Triple-Play – Accés.

7330: Intelligent Services Access Manager (ISAM) Fiber to the Node (FTTN) - Accés.

7342: Intelligent Services Access Manager Fiber to the User (ISAM FTTU) - Accés.

7340: Sistema Fiber-To-The-User robust per proporcionar Triple-Play sobre una única fibra òptica.

• Servidors locals de programació: Aquests són els servidors locals de video: VoD-Server i D-Server. Se situen en la xarxa d’accés o en la d’agregació.

• Xarxa d’Agregació: Xarxa de nivell 2 que trasllada la informació de la informació de forma òptima i amb QoS.

7450 ESS: Ethernet Service Switch (ESS); Transport diferenciat amb valor afegit específics per Triple-Play - Agregació.

• Xarxa de Transport: Xarxa òptica de transport optimitzat per garantir QoS. 16xx: Metrospan Edge. Sistema Metro DWDM i SDH. Optimitzats per

switching Ethernet - Transport. • Xarxa de Commutació: Xarxa que permet l’enrutament del serveis. Permet

arquitectures IP/MPLS extrem-extrem. 7750 SR: Service Router; Transport diferenciat amb valor afegit

específics per Triple-Play - Agregació. • Inserció local de programació: Inserció local de programació de televisió.

Local Feed, MPEG-encoders i A-server. • Video HeadEnd: Inserció del senyal de televisió a nivell nacional: National

Satellite Feed, MPEG-encoders i A-Server.

109

• Softswitch: Dispositius per proporcionar Telefonia IP. 7510: Media Gateway (MGw) - Comunicacions multimèdia 5020: Softswitch - Comunicacions multimèdia 8690 OSP: Multimedia Application Server - Open Services Platform

(OSP) - Comunicacions multimèdia. • Gestió de xarxa: Dispositius per gestionar la xarxa i automatitzar operacions.

56xx i 55xx: Gestió de xarxa.

Introducció a la QoS extrem-extrem

Les xarxes metro-Ethernet són aquelles xarxes que utilitzen la tecnologia Ethernet en entorns de xarxes metropolitanes. Estan formades per dispositius de nivell 2 (switch) o 2/3 (switch routers) connectats amb fibra òptica i acostumen a funcionar com a xarxes d’accés de les empreses cap a xarxes WAN (o Core). Existeixen una gran varietat de topologies: en anell, hub-and-spoke, connectivitat total (full mesh) o parcial. En la documentació associada n'hi ha diversos exemples. Les interfícies Ethernet són molt més barates que les SDH, alhora que suporten altes velocitats i permeten la continuïtat de la tecnologia, atès que a l’interior de les empreses s’acostuma a utilitzar Ethernet, cosa que en facilita l’ús, la gestió i el manteniment. Aquestes xarxes s’anomenen multiservei perquè proporcionen serveis sobre IP de diferents característiques, com veu, dades o vídeo. Això implica que caldrà separar aquests trànsits per poder proporcionar la QoS adequada. Com que s’utilitza Ethernet, la forma més adequada de proporcionar QoS serà mitjançant el protocol 802.1p, que proporciona vuit nivells de prioritat amb tres bits. Aquest protocol està integrat en el 802.1D (Spanning Tree) i en el 802.1Q (associat a VLANs). Per tal de mantenir la QoS extrem-extrem caldrà anar mapejant les prioritats del trànsit a mida que vagin passant d’una xarxa a una altra. En la figura següent es mostra la proposta de Cisco per fer aquest mapatge. En aquest cas, el mapatge dels sis bits de DSCP a 802.1p es fa amb els tres bits més significatius (bits de més pes), que es mapen directament sobre els tres bits de 802.1p. Per passar de metro-Ethernet a MPLS (i a l’inrevés), és més simple atès que tots dos utilitzen tres bits per QoS. Així es mapen els bits de 802.1p sobre els bits experimentals de MPLS (exp. bits).

Aquesta proposta implica que a cada extrem de l’arquitectura, cada usuari/subscriptor tindrà associada una VLAN amb diferents serveis diferenciats mitjançant 802.1p. El model d’Alcatel-Lucent proposa en l’altre extrem de la xarxa d’agregació que existeixi una VLAN per servei, de forma que el mapatge 802.1p diferenciï entre els diferents tipus de prioritat dins de cada trànsit (fins al BSA 7450 ESS). http://metroethernetforum.org

http://metroethernetforum.org/�

110

Optimizing the Broadband Aggregation Network for Triple Play Services.pdf

Optimizing Video Transport in Your IP Triple Play Network.pdf

Using QoS to deliver Custumer-focused Metro Ethernet services.pdf

Arquitectura Quad-Play

Els serveis Quad-Play són aquells que a més dels oferts per les arquitectures Triple_Play, ofereixen un quart servei empaquetat relacionat amb la veu mòbil. Alguns operadors ofereixen Quad-Play amb el servei de telefonia Wireless i altres amb telefonia mòbil. Els primers operadors a oferir-los han estat aquells operadors transversals que disposen de totes les tecnologies. Actualment l'aparició dels OMV (operadors mòbils virtuals), que es veuran en capítols posteriors, ha provocat que molts dels operadors de Triple-Play ofereixin també Quad-Play.

3.4.7. Models de negoci VoIP-ToIP

A l’hora d’implantar ToIP de forma corporativa, les empreses han de tenir en compte tant els factors favorables com els desfavorables, i els diferents models de negoci que actualment s’ofereixen. Els factors desfavorables a la migració de la ToIP són els següents:

• Protecció de la inversió ja realitzada en veu tradicional • Complexitat i risc del procés de migració • Interoperabilitat amb els sistemes actuals • Falta de familiaritat amb la nova tecnologia • Inèrcia

Els factors favorables a la migració de la ToIP són els següents:

• Reducció de preus. Hi ha estudis que mostren que per una empresa de 250 treballadors i tres delegacions, es reduirien un 25% els costos fixos i un 19% els costos d’utilització.

• Eficàcia operativa. Només cal mantenir una única xarxa a causa de la convergència, i flexibilitza molt la mobilitat.

• Funcionalitats de l’usuari. Perfecta integració amb els productes Microsoft, videotelefonia i convergència fix-mòbil amb terminals duals (WiFi - GSM/GPRS/ UMTS).

• Una bona implementació de la convergència de xarxes permet mobilitat total, amb diverses eines (PDA, portàtil, etc.) i amb single sign-on, amb el qual un usuari no haurà d’introduir deu PIN i contrasenyes diferents i amb una sola autenticació n’hi haurà prou.

Existeixen diversos models de negoci amb la ToIP:

111

• Model Peer-to-peer: Solució gratuïta de veu sobre Internet. No es pot dir que sigui una solució de telefonia ja que no es disposa d’un número de telèfon i no suporta serveis com la xarxa intel·ligent, però sí soluciona unes determinades necessitats amb una qualitat raonable. Un exemple és E-bay (Skype). www.skype.com

• Model dels proveïdors purs de Telefonia IP: Solució de telefonia pròpiament dita, amb numeració específica per telefonia IP i amb paquets de preus molt baixos. Ofereixen poques funcionalitats. Un exemple és l’americana Vonage. www.vonage.com

• Model dels operadors tradicionals: Ofereixen moltes funcionalitats i innovació. Estan orientats a empreses, però es comencen a fer proves per oferir serveis al mercat residencial. Un exemple és Colt Telecom. www.colt-telecom.es

• Model dels integradors: Busquen la convergència amb sistemes actuals i tenen una gran experiència. Exemples són Siemens, Avaya o Nortel.

http://www.skype.com/�

http://www.vonage.com/�

http://www.colt-telecom.es/�

http://www.colt-telecom.es/�

113

Sessió 16: Serveis avançats en les xarxes actuals

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Serveis avançats en les xarxes actuals Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 4 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Implementing Intelligent Network Services with the SIP.pdf Nueva generación de servicios de valor añadido ISUP.pdf Mobile_vpn.pdf Portal de Voz.pdf

OBJECTIUS L’objectiu d’aquesta sessió és introduir els serveis avançats i plataformes de mercat que s’utilitzen en les xarxes de comunicacions actuals, on té gran rellevància la Xarxa Intel·ligent. Aquí es veurà quina arquitectura utilitzen aquestes xarxes, quins serveis suporten i es veu en profunditat el servei de xarxes privades virtuals o VPN, el seu funcionament, i es mostra la necessitat d’evolució mitjançant la convergència entre la xarxa de telefonia fixa, telefonia mòbil i Internet. Finalment es veu el funcionament d’una de les plataformes més utilitzades en el mercat, la Lucent SCP Model-2.

CONTINGUTS Inicialment es mostra l’estat de les xarxes de comunicacions actuals amb l’objectiu de veure la necessitat de la Xarxa Intel·ligent. També es mostra l’arquitectura de protocols que utilitza i es veuen els serveis que suporta aquesta xarxa, tot veient en detall dos dels serveis, el de Advanced Routing System o ARS i les VPN. També s’explica l’evolució cap a la convergència de xarxes, de forma que hi hagi una única xarxa multiservei amb un únic protocol de senyalització cap a la Xarxa Intel·ligent. També es veu en detall el servei de Intelligent Call Routing, que s’utilitza per enrutar trànsit de forma intel·ligent entre centraletes. També es veu la plataforma Lucent SCP Model-2, que és una de les més venudes del mercat, així com les seves estadístiques de funcionament.

114

4. Serveis avançats

4.1. Introducció

4.1.1. Xarxes de commutació actuals

Les xarxes de commutació han evolucionat molt en els últims anys, des de les xarxes on existia un únic canal per on circulava tant la veu com la senyalització (anomenat “in-channel”), passant per l’evolució on es va separar la veu i la senyalització en dos canals independents i la senyalització eren missatges curts que viatjaven per la xarxa de commutació de paquets en forma de datagrames, mentre que la veu viatjava per la xarxa de commutació de circuits. L’antiga central de commutació s’ha dividit en dues parts, la central de commutació pròpiament dita que ara és el Service Switching Point (SSP) i el Signaling Transfer Point (STP). Del SSP surt la informació de l’usuari a la xarxa de commutació de circuits, i del STP surt la informació conjunta de senyalització i de xarxa intel·ligent. Actualment, se separa la senyalització i la xarxa intel·ligent. Quan hi ha una petició per la Xarxa Intel·ligent, aquest es redirecciona cap al Service Control Point (SCP), que és una base de dades gestionada i monitoritzada pel Service Management System (SMS), que interacciona amb el Service Control Enviroment (SCE). La Xarxa Intel·ligent està formada pel SCP, el SMS i el SCE. Tant el SCP com el SMS acostumen a estar en una mateixa màquina (tipus SUN), i el SCE en un PC. La part de Xarxa Intel·ligent és molt cara, i no pas pel maquinari, si no pel programari associat als serveis. Només en serveis bàsics pot costar al voltant de nou milions d’euros.

En la figura anterior NR és el número real, mentre que NL és el número lògic. En aquest cas A truca al número lògic de B, i la xarxa intel·ligent retorna a la central local el número real perquè la trucada pugui tenir lloc.

115

El SSP pot disposar de l’Intelligent Peripheal (o IP) que suporti locucions pregravades o Voice Response Unit o (VRU).

Nueva generación de servicios de valor añadido ISUP.pdf

4.1.2. Protocols principals

Els SSP pertanyen a la XTC o a XDSI, els STP i el IP pertanyen a la xarxa de senyalització SS7, i els SCP, SMS i SCE pertanyen a la xarxa Intel·ligent. Cal recordar les funcions del blocs:

• SSP: Central de commutació troncal • CL: Central Local • STP: Punt de Intercanvi de senyalització

El flux per ARS i qualsevol altra aplicació de X.I. és el següent:

USUARI => CL => SSP => STP => SCP (i a l'inrevés) Tot i que en alguns casos s'envia directament del SSP al SCP.

http://www.gwu.edu/~cpd/ceip/courses/courses/cwtc122.html

4.2. Serveis avançats

4.2.1. Introducció

La Xarxa Intel·ligent va ser inventada l’any 1980 per Bellcore, i els principals fabricants són Ericsson, Lucent Technologies (telefonia fixa) i Alcatel (telefonia mòbil). La seva funció és proporcionar serveis lògics deslligats dels sistemes de commutació d’informació i de senyalització. La Xarxa Intel·ligent suporta els següents serveis:

• Gestió de números 80x/90x (ARS) • VPNs • Calling Party Verification o CPV • Prepaid card (tarja prepagament) • Tarja de crèdit (Calling Card) • Number Portability o NP: Portabilitat numèrica • Advanced Message Protocols (AMP)

Les prestacions que en funció de restriccions geogràfiques podria oferir són:

• Gestió de cues de trucades en espera • Accés restringit per PIN • Localitzacions personalitzades

http://www.gwu.edu/~cpd/ceip/courses/courses/cwtc122.html�

116

• Plans de numeració privats • Marcació abreujada

I l’encaminament segons:

• Àmbit geogràfic • Dia de la setmana • Hora • Percentatge de càrrega de treball

És important tenir en compte que la xarxa de commutació SS7 també permet suportar serveis, com poden ser el Calling Line Id (o CLI) per identificar a la persona que truca, o les trucades a tres. http://www.interconnection.bellsouth.com/products/html/intelligent.html

Implementing Intelligent Network Services with the SIP.pdf

4.2.2. Advanced Routing System

La Xarxa Intel·ligent suporta la gestió dels números 80x i 90x:

• Cobrament revertit automàtic: aquells números que comencen per 800 i 900.

• Tarificació addicional (exclusiu per a adults): comencen per 803. • Tarificació addicional (oci i entreteniment): comencen per 806. • Tarificació addicional (professionals): comencen per 807. • Tarificació addicional sobre sistemes de dades: comencen per 907. • Cost compartit: comencen per 901. • Número universal, paga qui truca sense retribució a destinació:

comencen per 902. • Trucades massives i televot: comencen per 905. • Accés a Internet: comencen per 908 si factura l’operador d’accés • Accés a Internet: comencen per 909 si factura un operador diferent al

d’accés Si per exemple es truca a un número 900, que és un número lògic o NL, aquesta trucada passaria directament al SCP i aquest faria la traducció al número real (o NR), i enviaria la trucada un altre cop cap al STP i el SSP. De fet, aquest número real no cal que sigui fix, depèn de moltes variables, com poden ser l’hora, dia de la setmana o ocupació de la línia, i és la Xarxa Intel·ligent qui ho controla. En aquest exemple, el LEC (o CL) passaria la trucada al SSP i aquest al STP en detectar que es tracta d’un número especial. El SCP li assigna el número real corresponent de la base de dades, i quan torna la trucada cap al SSP la tracta com una trucada normal.

http://www.interconnection.bellsouth.com/products/html/intelligent.html�

117

En funció de l’origen geogràfic es pot assignar un número o un altre, assignat per una taula en la base de dades, on NR és el numero real i NL és el número lògic.

http://www.cmt.es/cmt/centro_info/numeracion/index.htm

4.2.3. Xarxes privades virtuals

Per entendre el funcionament de les VPNs en aquest entorn, el millor és veure'n un exemple pràctic. L’exemple que hi ha a continuació mostra una gran xarxa virtual de veu per a una empresa amb dues sucursals, una a Barcelona i l’altra a Madrid, que ha contractat els serveis de VPN a un operador amb Xarxa Intel·ligent. La idea és abaratir costos utilitzant la tarifa plana. En aquesta situació (amb VPN), quan es vol trucar a la sucursal només cal marcar l’extensió, i no un número sencer de nou xifres (el número real). Perquè això sigui possible cal que la X.I. conegui dues dades: el Calling Line Identification (o CLI), que identifica a la persona que està trucant, i el Calling Line Dialed (o CLD), que és el número virtual de l’extensió marcada.

Mobile_vpn.pdf

Exemple pràctic

L’usuari A en la sucursal de Barcelona vol trucar a algú de la sucursal de Madrid que té l’extensió 2240. Un cop marcat aquest número, la trucada va al LEC, que rep una trucada per a l’extensió 2240 de part de l’usuari 934125289. El LEC (o CL) veu que la trucada és provinent d’una VPN i envia la trucada cap a la Xarxa Intel·ligent, tot posant el prefix 555 a l’extensió (CLD). Perquè això sigui possible és important que el número de VPN 123 estigui associat al LEC, per tal que aquest el pugui reconèixer. La trucada arriba a la Base de Dades SCP, i aquesta farà la traducció de l’extensió al número real, que en aquest cas és el 917682125, i retorna la trucada al SSP però

http://www.cmt.es/cmt/centro_info/numeracion/index.htm�

118

indicant-hi el número real on ha d’enviar la trucada, perquè aquest pugui commutar la trucada cap a la destinació. Habitualment es fa quadrar que els últims números del número real coincideixin amb els de l’extensió. En aquest cas no és així, per tant s’ha d’enviar l’extensió a part mitjançant la senyalització. Si la destinació vol veure el número de l’extensió de la persona que truca, cal que faci una consulta a la base de dades de la destinació. És una consulta a la xarxa Intel·ligent com la inicial, però a l’inrevés. Tenint el NR es vol aconseguir el NL. És el que s’anomena consulta bifurcada, ja que hi ha dues consultes en una mateixa comunicació.

4.2.4. Intelligent Call Routing

El ICR és un servei que els operadors donen a les empreses que posen un Call Center, i es basa en l’encaminament intel·ligent de les trucades. La Xarxa Intel·ligent, en temps real, distribueix la trucada cap al lloc o al l’operador corresponent segons l’hora, data, idioma de la persona que truca, etc. La Xarxa Intel·ligent proporciona estadístiques de tot en temps real (ocupació, coneixements, etc.). El mercat dels Call Centers ha tingut durant molt temps un creixement proper al 15%.

119

El CTI fa d’interfície entre la centraleta distribuïdora de trucades, la base de dades de la LAN i la mateixa LAN. Quan l’operador rep la trucada, abans de despenjar veu en el PC la informació del client, la gestió que cal fer, etc. Així com la implementació de l'Agent Profile (perfil de cada agent integrador que contesta). Això s’anomena Computing & Telephony Interconnection (o CTI). La lògica d’encaminament es basa entre d’altres en:

• Skil Based Routing: En funció de l’idioma, segment del mercat, producte o acció a realitzar.

• First Available Agent: Disponibilitat • Minimum Expected Delay: Criteri de mínima espera.

Taking Control of the Network.pdf

Exemple de funcionament del ICR

Si un usuari truca a un número 900 (NL), el procediment per encaminar-la (atendre-la) és el següent:

• Segons l’origen de la trucada: Si la trucada té l’origen a València l’ha de gestionar el Call Center de València.

• Skill de l’operador: En funció de l’idioma, activitat o rapidesa en atendre. • Operador lliure.

Una opció és la de posar operadors al Marroc o Amèrica Llatina que parlin castellà perfectament, per tal d’abaratir costos laborals, demandes de contractes fixes, etc., com fa Telefonica.

120

4.2.5 Plataforma Lucent SCP Model-2

Aquest dispositiu implementa:

• ARS • VPN concurrent • Credit Card • Prepaid Card • Calling Party Verification (o CPV) per N millons • Number Portability: Implica modificar el servei CPV per comprovar si el

número trucat està portat. La disposició de la Xarxa Intel·ligent en l’entorn de xarxa.

La xarxa IP informa quan un nou client és donat d’alta a la provisió, per exemple en números portats. Un altre exemple es dóna quan algú vol veure el número de la persona que truca, que ho demana al Call Center, aquest passa la petició a Provisió, i aquest s’informa a la Xarxa Intel·ligent. Aquesta plataforma utilitza Signaling Data Links (o SDL), que implementa SS7 a 64 Kbps, però que té un preu de les llicències poc assequible. Una llicència per implementar SDL en el costat del SCP costa aproximadament 150.000 €, i una llicència de la part del SSP (o CT) costa uns 90.000 €. En l'SCP, per tenir els serveis de CC, PC i NP s’ha de pagar una llicència de quatre milions de € per cadascun d’ells. La plataforma de Xarxa Intel·ligent va de la CT fins l'SCE, i un cop posat el maquinari, Lucent integra el seu programari de gestió de bases de dades de serveis. http://www.lucent.com/

Advanced Services Platform.pdf

http://www.lucent.com/�

121

4.2.6. Convergència de serveis

Existeixen diferents models de convergència, depenent de les xarxes que s'hi vulguin integrar. Aquí es veu la convergència entre les xarxes de telefonia i mòbil i la convergència entre les xarxes de telefonia, mòbil i Internet.

Convergència entre telefonia fixa i mòbil

La tendència tecnològica és la convergència entre telefonia fixa i mòbil, com es mostra en la següent imatge, on la senyalització ISUP és l’acrònim d'ISDN Signaling User Part, i INAP ho és d'Intelligent Application Protocol

Convergència entre telefonia fixa, mòbil i Internet

La convergència entre telefonia fixa, telefonia mòbil i Internet, també s’anomena VPN convergent. Amb aquesta configuració, les tres xarxes convergeixen en un únic punt, l'STP. En aquest cas, la Xarxa Intel·ligent estarà formada per dos elements, l'SCP i l'HLR (equivalent a l'SCP per telefonia mòbil), que són bases de dades. Amb aquest model s’utilitzen dos protocols, l'Intelligent Network Application Protocol (INAP) i el Customised Application for Mobile network Enhanced Logic (CAMEL), que pretén facilitar la creació i implementació de serveis de Xarxa Intel·ligent sobre la xarxa GSM d’una forma general i compatible, de forma que es pugui diferenciar la gamma de serveis mòbils d’un operador a un altre. CAMEL és l’equivalent d'INAP per a xarxes mòbils.

122

Fins ara, la xarxa fixa tenia nivell local i de trànsit, ara només tindrà nivell local. La xarxa mòbil fins ara tenia nivell d’accés i troncal, a partir d’ara només tindrà nivell d’accés (desapareix el nivell troncal). De fet, tot això estarà dins la xarxa IP en forma de QoS i MPLS.

Nous Serveis

Amb la convergència de xarxes, apareixen nous serveis de valor afegit: • Internet Call Waiting

http://home.frontiernet.net/icw/ • Portal de veu: Un únic número d’accés per telèfon a tot tipus de facilitats

(fixa i mòbil), amb agenda virtual, connexió directa, despertador, etc. Això permet, per exemple, que dient “truco a Jordi”, la xarxa truqui directament a la persona en qüestió sense necessitat de marcar cap número.

http://www.ydilo.com

Portal de Voz.pdf

Evolució de la Xarxa Intel·ligent

L’evolució fa que INAP i CAMEL evolucioni vers un únic protocol dins l’entorn de la convergència. Bàsicament es tracta de passar tota la informació del HLR al SCP, i tenir únicament un únic protocol de senyalització, l'INAP. La tendència, tal com s’ha comentat anteriorment, és que tant les xarxes de telefonia mòbils com la de telefonia fixa acabin essent només xarxes d’accés.

http://home.frontiernet.net/icw/�

http://www.ydilo.com/�

123

Recordant la convergència de veu sobre IP, es pot veure com la Xarxa Intel·ligent es connecta al Gatekeeper. Així, en la xarxa mòbil es deixa d’utilitzar la MSC i es passa a utilitzar la BTS com una central local, i es passa la veu al MGw i les dades al NAS. Tot i que es deixa d’utilitzar la MSC per enviar les dades, la senyalització segueix passant pel primer MSC (que es manté), ja que la BTS no té capacitat per gestionar-la. Els que desapareixeran seran els MSC troncals.

125

•

Sessió 17: IP Multimedia Subsystem

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: IP Multimedia Subsytem Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: IMS_an_overview IEEE.pdf IP Multimedia Subsystem- Principios y Arquitectura.pdf IEEE_JNL_Overview of ITU-T NGN QoS Control_Song_2007.pdf

OBJECTIUS L’objectiu d’aquesta última sessió del capítol és veure la forma de proporcionar serveis avançats en les xarxes de nova generació o NGN.

CONTINGUTS En aquesta sessió es veu com proporcionar serveis avançats en les xarxes de nova generació. Inicialment es veu com proporcionar serveis de veu de valor afegit en aquestes xarxes, i posteriorment s’hi introdueix l’arquitectura IP Multimedia Subsystem o IMS, derivada dels serveis avançats de les xarxes de telefonia mòbil.

4.3. Serveis avançats de nova generació

4.3.1. Serveis de veu de valor afegit en les NGN

Amb la infraestructura de la Xarxa Intel·ligent, els proveïdors de serveis estan equipats amb mecanismes que els hi permeten crear, provar, implementar i donar suport a serveis de veu de valor afegit. Els serveis de veu de valor afegit en les xarxes de nova generació (NGN) funcionen gràcies a les plataformes de serveis que entreguen la intel·ligència de programari necessària per gestionar serveis de veu avançats fetes a la mida de les necessitats úniques de cada operador.

Connexió amb els SCP heretats

Les plataformes de servei es poden connectar als softswitchs utilitzant les XDSI heretades o protocols de intel·ligència de xarxa (INAP), revaloritzant les inversions fetes en equipament heretat i tecnologies de la xarxa intel·ligent.

126

Connexió amb les plataformes de servei de les NGN

Les plataformes de serveis es poden connectar al softswitch via TDM (ISDN o INAP) o IP (amb SIP o H.323), i són les responsables d’entregar els serveis avançats. El softswitch manega el control de les trucades i l’enrutament de les trucades, així com la interconnexió entre totes les tecnologies de la xarxa.

4.3.2. IP Multimedia Subsystem en NGNs

Fins fa poc temps en les xarxes de comunicacions s’utilitzava la configuració clàssica de commutació de circuits. En aquesta configuració hi havia una xarxa per a veu i una altra per a dades. Tal com s’ha vist anteriorment, en actualitat les xarxes de dades són xarxes multiservei convergides, on hi ha només una única xarxa IP per a veu i dades, on n'és molt més senzill el manteniment. A aquest fenomen se l’anomena “convergència IP”. Aquesta convergència IP, o arquitectura tot-IP, no ha estat suficient per augmentar el trànsit de dades en les xarxes mòbils. De fet, només ha proporcionat beneficis als operadors pel que fa a l’estalvi de costos d’infraestructura, a una millor escalabilitat, a una major flexibilitat i a la simplificació de l'operació i manteniment, però no ha augmentat per si mateix la utilització dels serveis de dades, és a dir, l’ARPU del clients. L’evolució de les xarxes de comunicacions ha portat a les xarxes de nova generació o Next Generation Networks (NGN), on la utilització de les tecnologies IP i MPLS és una característica comuna tant en les xarxes d’accés com en les core. D’acord amb la ITU-T les NGN es basen a maximitzar l’ample de banda del canal utilitzant tècniques de QoS de forma que el transport sigui totalment independent de la infraestructura de xarxa utilitzada (www.itu-t.org/ngn/). A nivell d’aplicació el protocol principal serà SIP (Session Initiation Protocol), encarregat de gestionar les sessions dels usuaris. En aquestes xarxes el suport de IPv6 és una premissa, així com els requeriments de QoS per suportar els nous serveis multimèdia principalment proporcionats per l’arquitectura IMS (IP Multimedia Subsystem).

http://www.itu-t.org/ngn/�

127

Font: Wikipedia. NGN. L’arquitectura IP Multimedia Subsystem (IMS) forma la base del desenvolupament de les xarxes NGN. Aquesta arquitectura va ser definida pel projecte 3 GPP (www.3gpp.org), encarregat de la supervisió del procés d’elaboració d’estàndards relacionats amb 3 G, amb l’objectiu de desenvolupar i proporcionar nous serveis multimèdia en les xarxes UMTS que milloressin globalment l’experiència de l’usuari final i la forma en què s’efectua el subministrament, personalització i gestió d’aquests serveis. IMS va ser inicialment incorporada al nucli de la xarxa mòbil, però posteriorment s’ha expandit a totes les xarxes IP, principalment gràcies als esforços dels organismes ETSI/TISPAN i ITU-T. IMS desenvolupa una nova capa intermèdia entre la capa de transport i la d’aplicacions, de forma que proporciona independència entre la capa de serveis i la capa d’accés. Així doncs, qualsevol usuari utilitzarà, de forma transparent a ell, un únic punt centralitzat d’accés als serveis, que estarà situat en aquesta nova capa, independentment de la tecnologia d’accés que utilitzi per accedir als serveis. Per tant, l’arquitectura IMS centralitza la informació associada a cada usuari, amb independència de la forma d’accés a la xarxa i possibilita concentrar les dades que són rellevants per a les aplicacions, així com conèixer de forma dinàmica l’estat de l'usuari (informació de presència). D’aquesta manera, s’ofereix la possibilitat d’ajuntar diferents serveis en funció de l’estat de l’usuari (localització, disponibilitat, activitat, etc.). A més, al permetre una interfície d’usuari independent del terminal i la forma d’accés, existeix la possibilitat de disposar d’una pantalla amb una aparença única. Per tant, en IMS el client està subscrit al domini de l’operador, el qual controla totes les sessions dels seus usuaris sota perfils de subscripció i l’accés d’aquests a qualsevol aplicació (estigui o no a la seva xarxa) i possibilita la comunicació a través de totes les xarxes (ja siguin fixes o mòbils) de manera totalment transparent per a ells, utilitzant tot tipus de dispositius. Aquesta arquitectura permet que els proveïdors de servei només hagin de construir una única infraestructura de servei, és a dir, menys elements de xarxa comuns a totes les tecnologies d’accés. Donat que és possible compartir funcions comunes i informació entre múltiples aplicacions i les diferents xarxes d’accés, això redundarà en una reducció en el cost de les operacions i per tant, l'OPEX i el CAPEX.

http://www.3gpp.org/�

128

D’altra banda l’existència d’una única infraestructura de servei permetrà i promourà la introducció de nous serveis de continguts i comunicacions multimèdia en temps real ja que la implementació se'n simplificarà enormement. Així, l'IMS afavorirà l’increment del consum de dades i, amb ell, l’ARPU dels clients i, per tant, els ingressos, ja que ofereix als proveïdors de serveis incrementar la capacitat d’oferta en serveis multimèdia. La intenció d'IMS no és estandarditzar aplicacions per si mateixa sinó ajudar a accedir a les aplicacions multimèdia i de veu a través de terminals amb fils i sense fils. Així doncs, IMS no defineix les aplicacions o serveis que puguin oferir-se a l'usuari final, sinó la infraestructura i capacitats dels serveis que els operadors i proveïdors de serveis poden utilitzar per construir les seves pròpies aplicacions i produir la seva oferta de serveis. En aquest sentit, IMS no imposa límits, ja que les restriccions les fixen els terminals i les xarxes d’accés.

Tecnologia i arquitectura

Durant l’especificació de l’arquitectura IMS, que encara es troba en curs i evolució, el projecte 3GPP i la IETF van establir un acord de treball de forma que gairebé tots els protocols seleccionats per a IMS han estat originalment desenvolupats per la IETF. De fet, aquest darrer ha hagut d’accelerar l’estandardització d’alguns del protocols IP emergents utilitzats per IMS alhora que ha hagut de realitzar especificacions a mida i exclusives per a 3GPP. Les dues tecnologies IP en què es basa IMS són SIP i IPv6. El control de sessió es realitza mitjançant el protocol de control de trucada IMS basat en SIP i SDP, mentre que el transport de xarxa es realitza mitjançant el protocol IPv6. IMS s’ha definit des dels seus inicis com una xarxa i un servei fonamentat completament sobre IPv6. A més d’aquests dos protocol bàsics, s’utilitzen altres protocols de la IETF per a la provisió dels diferents serveis IP multimèdia:

• RTP (Real Time Protocol) i RTCP (Real Time Control Protocol) per al transport de fluxos IP multimèdia del plano d’usuari.

• RSVP (Resource Reservation Protocol) i DiffServ, per assegurar la QoS extrem-extrem, especialment quan la connectivitat IP requerida s’estén més enllà de la xarxa mòbil GPRS.

• COPS (Common Open Policy Service), per al control dels recursos de les xarxes d’accés mitjançant la utilització de polítiques d’assignació dels mateixos en funció dels objectius marcats de qualitat. En concret, IMS utilitza una variació per a DiffServ anomenada COPS-PR.

• Diameter per les accions relacionades amb autorització, autenticació i tarificació (AAA).

• MEGACO per al control remot dels Media Gateways. En el procés de senyalització de paquets amb SIP, existeixen diferents rols per als diferents servidors i proxies SIP que estan situats en la capa definida per IMS, s’anomenen de forma col•lectiva CSCF (Call Session Control Function). L’entitat funcional clau és el node CSCF (Call State Control Function), que és bàsicament un servidor SIP amb funcions de proxy.

129

El CSCF executa tres rols diferents en l'operativa d'IMS:

• P-CSCF (proxy CSCF): És el punt d’entrada de totes les comunicacions al subsistema IMS i que rep directament la senyalització IMS des del terminal final amb suport IMS. Implementa les funcions de protecció, de senyalització (seguretat) i el control dels recursos del subsistema de transport (QoS).

• S-CSCF (Serving CSCF): A cada usuari registrat en IMS se li assigna un S-CSCF, el qual s’encarrega d’encaminar les sessions destinades o iniciades per l’usuari. També realitza el registre i autenticació de l’abonat IMS i la provisió dels serveis IMS (mitjançant el desviament de senyalització als servidors d’aplicació). És el node central del pla de senyalització.

• I-CSCF (Interrogating CSCF): És un node intermedi que dóna suport a l'operació IMS. Bàsicament ajuda altres nodes a determinar el següent salt dels missatges SIP i a establir un camí per a la senyalització.

El HSS o (Home Subscriber Server) és una Base de Dades que dóna suport a les entitats de la xarxa IMS que gestionen les trucades. Conté informació relativa a la subscripció dels usuaris (els seus perfils), realitza l’autenticació i autorització de l'usuari i pot proporcionar informació sobre la situació física dels usuaris. El CSCF utilitza el protocol Diameter per comunicar-se amb l'HSS. L'MRF (Media Resource Function) proporciona les funcions relacionades amb multimèdia, com la manipulació del mitjà (p.e., mixing dels fluxes de veu) i/o la inserció de tons i anuncis. Un exemple de trucada extrem-extrem entre dos usuaris en dues tecnologies d’accés diferents es pot veure a continuació:

130

http://en.wikipedia.org/wiki/IP_Multimedia_Subsystem

IMS_an_overview IEEE.pdf

IP Multimedia Subsystem- Principios y Arquitectura.pdf

QoS en IMS/NGN

Un dels majors problemes relacionats amb els serveis multimèdia és la manca de QoS. L’arquitectura IMS proporciona suport per a la negociació de QoS de les sessions multimèdia, suportant diferents models de QoS extrem-extrem dintre les xarxes 3 G definits a les especificacions 3GPP TS 23.107 i 207 (www.3gpp.org). La idea principal d’aquests models és la centralització de la gestió de la QoS basada en polítiques de xarxa mitjançant el protocol COPS-PR, a partir del P-CSCF. http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23107.htm http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23207.htm Avui en dia, però, les comunicacions multimèdia es realitzen des de diferents xarxes d’accés (cable, Wi-Fi, Internet, UMTS, etc...) i cal una infraestructura global capaç d’assegurar uns requeriments mínims de QoS extrem-extrem independentment de la localització de l’origen i la destinació. L'ITU-T (www.itu-t.org/ngn/) està actualment desenvolupant aquesta infraestructura de xarxa, que pren com a base l’arquitectura IMS i que utilitza igualment arquitectures centralitzades per proporcionar la QoS. Això són Bandwidth Brokers, PCE, etc...

IEEE_JNL_Overview of ITU-T NGN QoS Control_Song_2007.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/IP_Multimedia_Subsystem�

http://www.3gpp.org/�

http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23107.htm�

http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23207.htm�

http://www.itu-t.org/ngn/�

131

Sessió 18: Introducció a xDSL i la OBA

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Introducció a xDSL i la OBA. Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 4 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Introducció a les tecnologies d'accés.pdf Tecnologia_ADSL.pdf ADSL fonaments i estudi de mercat.pdf SHDSL.pdf VDSL.pdf OBA_Maig2008.pdf CMT Marzo.pdf TRH module3.pdf Regulación del bucle de abonado.pdf

OBJECTIUS Es tracta de donar una visió general de les diferents tecnologies d’accés i en particular, en aquesta sessió es comença a veure xDSL, la tecnologia que utilitza el parell de coure implementat per la telefonia. És important conèixer les diferents alternatives tecnològiques d’aquest tipus d’accés, així com els seus corresponents sectors del mercat i els tipus d’interconnexionat per ULL.

CONTINGUTS Inicialment es veuen les diferents tecnologies d’accés a partir de les seves velocitats tant de pujada com de baixada, i a continuació s’endinsa en xDSL tot mostrant les diferents alternatives que ofereix el mercat (ADSL, VDSL) i el seu posicionament en aquest. En aquesta sessió també es comença a veure les possibilitats que ofereix la tecnologia per a la interconnexió. Més concretament es veuen la modalitat de l’accés indirecte i la de l’accés compartit.

132

5. Xarxa d’accés

5.1. Introducció

5.1.1. Tecnologies d’accés

Les diferents tecnologies d’accés (última milla o local loop) existents actualment són:

• XTC. Mòdem V.90 • XDSI. Accés bàsic i primari. • xDSL amb parell de coure, coaxial i fibra òptica. • WLL. Ràdio Punt-a-Punt i Punt-MultiPunt. Inclou LMDS, MMDS i WiMAX • FTTx i H.F.C • PowerLine (PLC)

Cadascuna d’aquestes té els seus avantatges i inconvenients. Algunes comencen a estar en desús (mòdem V.90) o encara estan per desenvolupar comercialment a gran escala (PLC). A Catalunya principalment s’accedeix a Internet mitjançant ADSL i HFC (FTSA). http://www.broadband-forum.org/

5.2. xDSL

5.2.1. Tecnologia xDSL

xDSL utilitza transmissió per parell de coure i la tecnologia de transmissió ATM sobre aquest parell de coure. En concret, utilitza la capa d’adaptació AAL-5 per IP VoIP i la capa AAL-2 per veu VoDSL. Per tant hi ha dues possibilitats per transmetre veu sobre DSL:

La tecnologia xDSL permet diferents tipus d’implementacions, que van des de les asimètriques ADSL i VDSL (compatible amb servei de telefonia analògica) fins a les simètriques HDSL i SHDSL (incompatibles amb servei de telefonia analògica). Les tecnologies ADSL, SHDSL i VDSL estan disponibles en el mercat des de fa temps, mentre que HDSL esta obsoleta i se'n comencen a implementar les variacions ADSL2+ i VSDL2. Cal dir que segons el BOE, la distància que ha de suportar com a mínim és de 2 Km.

http://www.broadband-forum.org/�

133

http://ca.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnia_Digital_d%27Abonat

Tecnologia_ADSL.pdf

ADSL

Són les sigles d'Asymmetric Digital Subscriber Line. És una tecnologia asimètrica i, per tant, molt adequada per a la interfície de xarxa local. Té com a principal objectiu el mercat residencial i la petita i mitjana empresa. Actualment se n’ofereixen tres tipus de serveis a diferents velocitats: ADSL, ADSL2 i ADSL2+. Va ser creada per funcionar en la xarxa de commutació de paquets. Actualment la màxima velocitat teòrica assolida és de 24 Mbps amb ADSL2+. Actualment està en procés d’estandardització una nova variant d’ADSL, coneguda com ADSL2++ que augmenta la velocitat màxima fins als 52 Mbps mitjançant l'increment de la banda de freqüències fins a 3,75 MHz amb unes distàncies màximes dels 400 metres. http://es.wikipedia.org/wiki/Asymmetric_Digital_Subscriber_Line http://ca.wikipedia.org/wiki/ADSL2

ADSL fonaments i estudi de mercat.pdf

Tecnologia_ADSL.pdf

SHDSL

Són les sigles de Single-pair High-speed Digital Subscriber Line i és el resultat d’unir les tecnologies SDSL i HDSL-2. Té com a principal objectiu la mitjana i gran empresa, i ofereix alta velocitat simètrica per un o dos parells de coure. És important remarcar que necessita condicionament de bucle, és a dir, canviar el parell de coure per un de més qualitat. Està més orientada a la commutació de circuits que a la de paquets. La utilització principal és la videoconferència i la connexió de centraletes PBAX. SHDSL esdevé el substitut de les línies llogades punt a punt a 2 Mbps i pot arribar a velocitats simètriques de 4,6 Mbps a una distància de 5 Km. Aquesta tecnologia permet assolir distàncies més grans que amb ADSL. http://es.wikipedia.org/wiki/SHDSL

SHDSL.pdf

Tecnologia_ADSL.pdf

http://ca.wikipedia.org/wiki/Línia_Digital_d'Abonat�

http://es.wikipedia.org/wiki/Asymmetric_Digital_Subscriber_Line�

http://ca.wikipedia.org/wiki/ADSL2�

http://es.wikipedia.org/wiki/SHDSL�

134

VDSL

Són les sigles de Very-High-Bit-Rate Digital Subscriber Line. És el futur de l’alta velocitat, i el successor de l'ADSL en uns anys. Tot just s’està començant a comercialitzar. L’inconvenient és que es preveu que calgui canviar el parell de coure actual per un de més qualitat. Permet funcionar tant amb configuracions simètriques com asimètriques. Actualment ja s’ofereix la seva variació VDSL2, que pot arribar teòricament fins a 200 Mbps simètrics, depenent de la distància fins a la central. Actualment es comercialitza a 50 Mbps. El principal problema que presenta és referent a l’espectre del parell de coure, ja que VDSL utilitza 12 MHz mentre que l’ADSL només 1 MHz. Això permet a VDSL oferir majors velocitats però al mateix temps la fa més susceptible de patir interferències. En comparació amb l'FTTH, els costos de desplegament de la tecnologia VDSL se situen molt per sota de la inversió necessària per al desplegament de fibra fina a la llar, amb l’avantatge afegit de tenir un retorn de la inversió més ràpid. Com a contrapartida, la velocitat màxima amb VDSL és inferior a la que proporciona FTTH. http://es.wikipedia.org/wiki/VDSL http://es.wikipedia.org/wiki/VDSL2

VDSL.pdf

Tecnologia_ADSL.pdf

Mercat

Tal com s’ha vist, cadascuna d’aquestes tecnologies està orientada a un segment del mercat, i així:

http://es.wikipedia.org/wiki/VDSL�

http://es.wikipedia.org/wiki/VDSL2�

135

A Espanya, 123 ciutats concentren el 55% de la població, el 60% de SOHO (menys de deu treballadors) i el 75% de les petites i mitjanes empreses. S’ha de tenir compte que es considera petita empresa fins a 75 treballadors, mitjana fins a 300, i gran empresa més de 300 treballadors. Això són dades de referència aproximades.

Tecnologia_ADSL.pdf

5.2.2. Oferta del bucle d’abonat

El Local Loop Unbundling (LLU) és com es coneix internacionalment a la obertura del bucle d’abonat de forma que l’operador tradicional (o dominant), en aquest cas Telefonica, cedeix les línies d’accés (el parell de coure) dels usuaris que ho desitgen a l’operador alternatiu que ho sol·licita. Amb l'obertura del bucle d’abonat, Telefonica està obligada no només a cedir les línies a altres operadors, sinó que està obligada a cedir-los un espai físic en les centraletes per posar els seus equipaments (coubicació). http://en.wikipedia.org/wiki/Local-loop_unbundling L'OBA és l'Oferta d’accés al Bucle d’Abonat. Aquesta OBA ha estat definida per l’organisme regulador, CMT (http://www.cmt.es), i recull un conjunt de contractes, serveis, procediments administratius per a la seva provisió, condicions tècniques i preus que permetrà als operadors autoritzats (per la CMT) l’accés desagregat i indirecte al bucle d’abonat de Telefonica (el parell de coure de l’usuari) en condicions transparents, objectives, no discriminatòries i orientades a costos, és a dir, de forma que Telefonica en tregui el mínim profit possible. Hi ha tres modalitats d’interconnexió regulades per la CMT que descriuen quines opcions tenen els operadors alternatius (també anomenats entrants o autoritzats) que no tenen el bucle local d’un determinat client i el volen sol·licitar a qualsevol dels operadors dominants (en aquest cas només Telefonica). Aquestes tres modalitats estan descrites a l'OBA, i tota la informació relacionada està recopilada a: http://www.cmt.es/cmt_ptl_ext/SelectOption.do?nav=doc_ofertas_mayoristas La CMT publica mensualment notícies referents al mercat de les telecomunicacions. En aquest cas, sobre l’estat del bucle d’abonat a Espanya. Fins fa relativament poc temps, si un operador volia coubicar-se, Telefonica primer li comunicava el cost de l’alta i de la gàbia on podria posar els seus equips. Un cop acceptat li deia la resta de costos: cablejat, quota mensual i acompanyament (una persona de Telefonica l'acompanya per anar obrint les portes de les instal·lacions). Per tant, una operadora no sabia quant li costaria la coubicació abans d’acceptar-la. Això va significar unes quantes denúncies a la CMT.

OBA_Maig2008.pdf

TRH module3.pdf pags. 43-44

http://en.wikipedia.org/wiki/Local-loop_unbundling�

http://www.cmt.es/�

http://www.cmt.es/cmt_ptl_ext/SelectOption.do?nav=doc_ofertas_mayoristas�

136

Accés indirecte al bucle d’abonat

En aquesta modalitat tot l’equipament és de Telefonica (TdE). El que fa l’operador dominant és entregar amb una línia d’alta capacitat la informació d’ADSL a l’altre operador, a l’operador entrant o autoritzat. Així, l’operador autoritzat accedeix al flux de dades DSL per damunt de les freqüències de veu. La CMT defineix aquesta modalitat d’accés com a la connexió a la xarxa de l’operador dominant que, mitjançant la incorporació de qualsevol tipus de tecnologia, permet a altres operadors la utilització d’una capacitat de transmissió definida sobre el bucle d’abonat, de forma que aquest operador podia afegir capacitats de transport addicionals i, en el seu cas, de concentració fins al punt on s’ofereix l’accés indirecte. TdE, en aquest cas, desplega la tecnologia DSL i entrega un flux de dades d’alta velocitat (concentració d’un nombre variable de clients i centrals) en un únic punt definit per l’operador autoritzat. (PAI o Punt d’Accés Indirecte). Aquest era l’únic mode que existia abans de la liberalització del sector de les telecomunicacions, on el DSLAM (veure sessió següent) és de l’incumbent (operador dominant). Esdevé el mode 3 de l'OBA. Quan el punt d’interconnexió (o PDI) es dóna en el cas d’accés indirecte, en ADSL, s’anomena Punt d’Accés Indirecte (o PAI).

L’operador entrant ha de demanar a TdE d'obrir una demarcació. Aquesta demarcació és el lloc on l’operador pot donar el servei ADSL. Per a cada demarcació hi ha un o diversos PDI, i s’ha d’escollir el tipus d’enllaç (STM-1, E3, etc.). Actualment, les plaques STM-1 que s’utilitzen per aquestes funcions suporten unes 32.000 connexions.

Tecnologia_ADSL.pdf pag. 29

Regulación del bucle de abonado.pdf

OBA_Maig2008.pdf

Exemple d’accés indirecte

Tal com s’ha explicat, l’operador autoritzat cobra de l’usuari, però paga a TdE (Telefonica). Així, el marge que li queda a l’operador és aproximadament del 3%.

Marge = Cobrat de l’usuari - Pagat a TdE - Costos interns de suport = 3%

137

Això vol dir que si ADSL costa uns 39 € mensuals (+IVA), l’operador ingressa 1,17 € mensuals per usuari i Telefonica ingressa 23,4 € (60%). Cal tenir en compte que quan Telefonica dóna el servei ADSL, no ha de pagar-se a si mateixa i, per tant, en principi podria oferir el servei a millor preu. Com es pot observar, el marge per als operadors entrants és molt petit i, per tant, no és una bona modalitat per oferir ADSL. L’operador (3% de benefici) es converteix en un distribuïdor del dominant (60% de benefici). Tradicionalment s’ha utilitzat aquesta modalitat per part d’operadors estrangers (p.e., France Télécom, British Telecom o Deutsche TeleKom) quan inicialment encara els mancava d’infraestructura.

Accés compartit al parell de coure

Aquesta modalitat desagrega el bucle de l’operador dominant, però només per la part de dades, deixant la part de veu a l’operador tradicional. Es pot dir que es tracta d’una desagregació parcial. TdE només cedeix la part alta de la freqüència del bucle per donar servei de dades, conservant la part baixa (de 0 a 4.100 Hz) per donar el servei de veu. Esdevé el mode 2 de l'OBA. La CMT ho defineix com una connexió a la xarxa de l’operador dominant que permet a altres operadors la utilització de freqüències no vocals de l’espectre sobre el bucle d’abonat, mantenint-se per part de l’operador dominant la prestació del servei telefònic fix disponible al públic.

L’operador autoritzat accedeix a les altes freqüències del bucle d’abonat DSL. Això s’aconsegueix separant el trànsit de veu i dades amb splitters (filtres). Amb aquest tipus d’accés, l’usuari pot tenir dos tipus d’accés per veu:

• Veu clàssica: per Telefonica amb les baixes freqüències. • Veu sobre xDSL: Ofert pel nou operador (VoDSL).



OBA_Maig2008.pdf

138

Accés compartit sense STB

En la revisió de l'OBA del 2006 es va afegir una nova modalitat de desagregació, denominada “accés compartit sense STB”, és a dir, sense l’abonament telefònic amb Telefonica. En aquesta modalitat de desagregació, s’utilitza l’arquitectura de cablejat en la central pròpia dels bucles compartits, i per tant no es disposa de tot el marge freqüencial per oferir els serveis, únicament les freqüències altes. Aquesta modalitat és utilitzada per alguns operadors alternatius per oferir serveis com donar una factura única als seus clients o oferir ToIP.

OBA_Maig2008.pdf

Accés completament desagregat

Amb aquesta modalitat TdE cedeix a l’operador autoritzat el parell de coure, incloent-hi tant les freqüències de veu (baixes) com les de dades (altes). Així, l’operador autoritzat té accés a l’usuari final. Per tant, es tracta d’una connexió a la xarxa de l’operador dominant que permet a altres operadors l’ús exclusiu dels elements que formen part del bucle. En aquesta modalitat és l’operador entrant qui fa, i per tant el que cobra, el manteniment del parell de coure fins a l’usuari. Així, TdE lloga la central local i l’operador hi posa els seus equips. L’operador paga pel lloguer de bucle local i per l’espai físic. El cost de la interconnexió per l’accés totalment desagregat és del 40%, contraposat al 60% de l'indirecte. Aquests costos són els relatius al lloguer de la gàbia i els serveis en la central de Telefonica, és a dir, a la coubicació.



OBA_Maig2008.pdf

139

Sessió 19: Arquitectura de xarxa d’accés ADSL

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Arquitectura de xarxa d’accés ADSL Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 4 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Tecnologia_ADSL.pdf Servicios de distribución de voz sobre DSL.pdf OBA_Maig2008.pdf TRH module3.pdf Impacto de la liberalización del bucle de abonado.pdf Informe de implementación.pdf Servicio de entrega de señal.pdf

OBJECTIUS En aquesta sessió és important entendre les arquitectures dels diferents modes d’accés, és especial la de l’accés completament desagregat. També és important conèixer la terminologia que hi ha associada, els tipus de serveis que es poden oferir i els preus que s’ofereixen per als diferents accessos.

CONTINGUTS S’explica inicialment el model de referència de l'ADSL. També es presenta l’arquitectura de xarxa d’accés ADSL, veient-ne en detall les tres modalitats, i s’expliquen els diferents elements que intervenen (ILEC, IAD, DSLAM, gàbia...), els tipus de serveis que s’ofereixen i els preus de l’accés que ofereixen els diferents operadors.

5.2.3. Arquitectura de la xarxa ADSL

En aquesta arquitectura s’ha de distingir entre l’usuari (o subscriptor), separat de la línia de bucle local pel punt de demarcació (a la sortida de l'IAD), la central local de l’operador dominant o incumbent (ILEC), i la central local de l’operador entrant o autoritzat (CLEC). Acostuma a haver-hi un splitter (o repartidor), que depenent del tipus d’accés que es tracti serà propietat de l’operador dominant o de l’entrant, a l’entrada del LEC, que separa els senyals en funció del tipus d’accés que tinguin. Si es tracta d’accés desagregat l’splitter serà el CLEC (operador entrant), si es tracta de qualsevol dels altres dos modes, serà propietat de l'ILEC (operador dominant).

140

OBA_Maig2008.pdf

Model de referència

El model de referència defineix les interfícies i funcionalitats de cada part de la comunicació ADSL. La zona de l’abonat comença amb l'U-R i la central local en l'UC.

• ATU-C: S’instal·la a la central telefònica de l’abonat i s’encarrega de modular els senyals que arriben de la xarxa principal per enviar-los a través del cable de parell trenat; a més, també s’encarrega de recollir el senyal que ve de l'ATU-R de l’usuari i de demodular-lo per enviar-lo cap a la xarxa principal. El senyal enviat cap al bucle d’abonat per l'ATU-C és sumat mitjançant l'splitter al senyal POTS.

141

• ATU-R: S'instal·la a casa de l’abonat, es pot dir que és el mòdem que aquest té connectat a l’ordinador. Així doncs, aquest mòdem s’encarrega de demodular el senyal provinent de l'splitter (el qual prèviament ha fet la separació entre el senyal PLOT i el de dades) i el converteix en informació digital que l'ordinador pot processar. A més, també s’encarrega de modular informació que s’ha d’enviar de l’ordinador cap a la xarxa principal (que es troba a la central telefònica).

• Access Node: Punt de concentració per dades de banda ampla (Broadband) o banda estreta (Narrowband). El node d’accés es pot situar a l’oficina central o a un lloc remot.

Tecnologia_ADSL.pdf

Servicios de distribución de voz sobre DSL.pdf pag 245

Impacto de la liberalización del bucle de abonado.pdf

Splitter o repartidor

Un repartidor o splitter és un node de concentració implementat dins de les instal·lacions de l’operador que separa els serveis de veu commutats de classe 5, els serveis de paquets de veu i els serveis de dades (via ports LAN) sobre un únic enllaç WAN. Bàsicament l’splitter aplica difernets filtres als diferents ports. Aplica un filtre passa-baix (LPF) al port de telefonia, de forma que només hi passen les freqüències baixes (filtra a partir de 4 KHz) que és on està modulada la veu. Pel port de dades aplica un filtre passa-alt (HPF), de forma que elimina les freqüències baixes i hi deixa passar a partir de 26 KHz. Una alternativa per filtrar dins la banda del subscriptor és la utilització de microfiltres. La idea és eliminar el punt de filtratge centralitzat i canviar-lo per un sistema distribuït. Els microfiltres es col·loquen en cada terminal telefònic de forma que actuen de filtres passa-baix (LPF). En l’accés al mòdem o router és on es col·loca el filtre passa-alt (HPF).

IAD

Un Integrated Access Device (IAD) és un node d’accés implementat dins de les instal·lacions de l’usuari que pot entregar simultàniament serveis de veu commutats de classe 5, serveis de paquets de veu i serveis de dades (via ports LAN) sobre un únic enllaç WAN. La diferència amb un splitter convencional, és que aquest tipus de dispositius habitualment suporten VoIP (veu sobre IP), VoATM (veu sobre ATM), eines per garantir la QoS, eines per fer un control de trucada amb múltiples protocols (SIP, H.323, MGCP i SCCP si és Cisco) i diversos còdecs de VoIP.

142

Servicios de distribución de voz sobre DSL.pdf pag 245

DSLAM

És el Digital Subscriber Line Access Multiplexer (o multiplexor d’accés DSL). És un concentrador de les connexions ADSL dels diferents usuaris situat en la central de l’operador dominant (ILEC). Es pot dir que el seu funcionament és similar al d’un RAS, ja que realitza les mateixes funcions. En el cas de la veu és com un MGw. En la modalitat d’accés indirecte, el DSLAM pertany a l’operador dominant, així com tots els aparells de l'ILEC, i és aquest operador dominant qui enviarà les dades i la veu separades a un únic punt d’interconnexió (PDI). En la modalitat d’accés compartit i completament desagregat, el DSLAM, tot i estar a l'ILEC, pertany a l’operador autoritzat. En aquests casos, el DSLAM estarà col·locat dins la gàbia que l’operador entrant té dins de l'ILEC. L’splitter situat a l'ILEC, està situat abans del DSLAM i separa la veu, que va cap al switch TDM de la XTC, de les dades que van cap al DSLAM. Depenent del mode de funcionament tant el DSLAM com l’splitter seran d’un operador o de l’altre.

En el cas d’accés completament desagregat, l’operador entrant rep directament el parell de coure, amb el qual tots els dispositius o bé es troben a la central local d’aquest operador o en una gàbia en l'ILEC.

Tecnologia_ADSL.pdf pag. 26-27

TRH module3.pdf pags 52-53

Gàbia

El lloc on hi ha els equips de l’operador s’anomena “gàbia”, i n’hi ha de dos tipus: • SdT: Sala de Telefònica. Quan els equips ocupen menys de 20 m2. • SdO: Sala d'Operadors. Quan els equips ocupen més de 20 m2.

143

Aquesta pràctica s’anomena coubicació. La coubicació és un servei ofert per Telefonica, obligada per llei, atesa la seva posició monopolística en el passat, i gestionat per la CMT. Aquesta coubicació té lloc en els LECS, on s’habilita un espai (gàbia) per albergar els elements de xarxa per desagregar el bucle d’abonat, s’hi assignen recursos tècnics, condicions de seguretat i de l’acondicionament necessari per a la instal·lació dels equips utilitzats pels operadors autoritzats i la connexió als bucles d’abonat de la xarxa telefònica.

Informe de implementación.pdf pags 6-8

Impacto de la liberalización del bucle de abonado.pdf

Arquitectura amb accés indirecte

L’operador entrant es connecta a l’usuari a través de la xarxa de transmissió de dades de l’operador dominant; per tant, el servei telefònic queda en mans de l’operador dominant i l’operador entrant s’ha de limitar al transport de dades, però depenent de l’operador dominant. El DSLAM és propietat de l’operador dominant.

Tecnologia_ADSL.pdf

Arquitectura amb accés compartit

Quant a l’accés indirecte, en l’accés compartit el DSLAM és propietat de l’operador entrant, per tant, ja no depèn de la xarxa de transmissió de l’operador dominant. Aquesta modalitat dóna més facilitats a l’operador entrant, el qual haurà de situar equips en la seva gàbia corresponent.

144

Tecnologia_ADSL.pdf

Arquitectura amb accés completament desagregat

L’operador entrant rep directament el parell de coure del client, de forma que el paper de Telefonica és únicament el de passar el parell per les seves instal·lacions fins a la gàbia de l’operador entrant, mitjançant un repartidor, on aquest operador tractarà les dades com cregui convenient.

Tecnologia_ADSL.pdf

Tipus de serveis

Es poden proporcionar diferents serveis en aquesta arquitectura: • Servei de propagació de parells: Aquest servei es dóna a l’enllaç entre

l'MDF i el DSLAM, i proporciona diferents serveis: o Servei de gàbia o Servei d’Alimentació Redundant: En el DSLAM.

• Entrega de Senyal (o EdS) cap a la xarxa de l’operador. Poden haver-n'hi dues modalitats:

o Fibra vacant: L’operador sol·licita el senyal ADSL a TdE per una fibra del PDI que estigui lliure. És l'opció més econòmica. El

145

problema és que l'OBA diu que en 35 dies s’ha de passar el senyal de TdE a l’operador, i actualment es triga dos o tres mesos.

o Sota demanda: O bé es lloga una fibra o radioenllaç a TdE (que la ha de posar nova) o es pot construir una nova fibra o radioenllaç amb càrrec a l’operador nou. Fins ara TdE no permet aquesta opció.

Servicio de entrega de señal.pdf

Opcions de BW en l’accés

Hi ha més d’una dotzena d’empreses que ofereixen accés ADSL en el mercat espanyol, cadascuna d’elles amb condicions similars però sensiblement diferenciades. L'ADSL presenta diferents velocitats, depenent principalment de la distància entre el LEC i el client. La velocitat descendent pot ser anar d'un màxim de 9 Mbps a un màxim de 640 Kbps de pujada, si es redueix la distància fins a 3 Km. El 19 de maig del 2005 la CMT va aprovar la duplicitat de velocitats de Telefonica, cosa que es mostra en la següent taula. Es pot observar que hi ha dos tipus de servei: el residencial, amb un SCR del 10%, i l’empresarial, amb un SCR del 50%. Fa relativament poc temps aquests valors han tornat a augmentar.

Tecnologia_ADSL.pdf pag. 29-33

5.2.4. ADSL 2+

La tecnologia ADSL2+ evoluciona de les tecnologies ADSL i ADSL2, i està basat en la recomanació de l'ITU ITU-T G.992.5. ADSL2 i ADSL2+ són unes tecnologies preparades per oferir taxes de transferència majors que de l’ADSL convencional, fent ús de la mateixa infraestructura telefònica basada en el parell de coure. Així s’aconsegueixen les següents velocitats màximes:

146

A més de la millora de l’ample de banda, en aquest estàndard es contempla una sèrie d’implementacions que milloren la supervisió de la connexió i la qualitat del servei dels serveis demandats a través de la línia. La principal diferència amb respecte el sistema ADSL és que la quantitat d’espectre que es pot utilitzar sobre el cable de coure del bucle d’abonat és el doble. La migració a ADSL2+, només requereix la utilització d’un terminal especial que permeti el nou ample de banda, cosa que suposa un gran cost pels operadors. L’accés ADSL2+ permet connectivitat switching video fins a 24 Mbps/2 Mbps. La tecnologia d’accés switching vídeo permet que cada client rebi únicament el que li pertoca gràcies al parell de coure individual de cada client i a un DSLAM concret que suporti aquesta característica. D’aquesta manera no cal enviar tots els canals de TV a l’usuari, tal com fa el cable, tan sols el que s’esculli. Així s’optimitza molt l’ample de banda. A continuació es mostra la gràfica de degradació de les prestacions de l’accés ADSL2+ amb la distància fins al LEC.

Aquesta tecnologia és perfecta pel desplegament de serveis triple-play. Per desplegar els serveis esmentats sobre ADSL2+, la modalitat d’accés ADSL més adequada a sol·licitar a Telefonica és l’accés completament desagregat.

Exercici d’ADSL2+ oferint el servei Triple-Play

En el cas que fóra adient utilitzar ADSL2+ a plenes prestacions, quina serà la màxima capacitat d’accés a Internet + ToIP disponible per client, considerant compressió MPEG-4? Considerant que:

• MPEG-2 afegeix un 40% més d’informació a transmetre respecte MPEG-4. • Amb MPEG-2 es tenen les següents distribucions de serveis Triple-Play

download (que poden ser simultanis): o HDTV: un canal de 18 Mbps o VoD: un canal de 2 Mbps o Premium: un canal de 2 Mbps

147

2 + 2 + 18 = 22 Mbps amb MPEG-2 => 22Mbps / 1,4 = 15,71 Mbps amb MPEG-4 L’accés a Internet +ToIP serà de: 24 - 15,71 = 8,29 Mbps

149

•

Sessió 20: WiMAX

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: WiMAX Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 4 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Tecnologia inalámbrica de banda ancha.pdf WiMAX - Renaudeau.pdf

OBJECTIUS L'objectiu d'aquesta sessió és donar una visió general de la tecnologia wireless d’accés tant des del punt de vista de les freqüències com des del punt de vista de l’arquitectura de xarxa i dels diferents. És important conèixer la capacitat de cadascuna de les estacions base, tant d’usuaris com d’ample de banda, així com les característiques de la nova tecnologia WiMAX.

CONTINGUTS La introducció mostra a grans trets el funcionament d’aquesta tecnologia, alhora que en destaca alguna de les característiques (bandes de freqüències). A continuació es mostra l’arquitectura de la xarxa, els elements que la componen i la seva distribució. S’explica la instal·lació de material als edificis dels usuaris i les seves modalitats. Finalment s’explica la nova tecnologia WiMAX i es compara amb WiFi (WLAN).

5.3. WiMAX

5.3.1. Introducció a WiMAX

La tecnologia WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) és el nom pel qual es coneix el nou estàndard tecnològic 802.16 de comunicacions sense fils d’accés en banda ampla. Aquest estàndard i les seves esmenes 802.16d (WiMAX fix) i 802.16e (WiMAX mòbil) han estat aprovats pel WiMAX Forum i estan disponibles comercialment. El seu desplegament es va iniciar amb la tecnologia pre-WiMAX durant el 2006 i funciona en la freqüència de 3,5 GHz. Actualment el govern espanyol intenta migrar aquestes freqüències a les proposades per l'UE al voltant de 3,7 GHz, amb la possibilitat d’oferir mobilitat als clients. Bàsicament es tracta d'una tecnologia d’accés ràdio punt-multipunt que permet capacitats de fins a 75 Mbps (2-11 MHz) o fins a 120 Mbps (10-66 MHz) a distàncies considerables.

150

WiMAX es presenta com a alternativa a altres tecnologies de banda ampla (ADSL, cable-mòdem, PLC o satèl·lit). Ofereix serveis a empreses i usuaris particulars d’accés a Internet, telefonia i connectivitat amb grans amples de banda i amb qualitats de servei garantides, depenent del tipus de servei que es desitgi. Cal tenir en compte que les tecnologies de radioenllaç predecessores com LMDS o MMDS no garantien cap tipus de qualitat del servei. Aquesta tecnologia redueix els costos de desplegament de noves xarxes de banda ampla i simplifica l’accés al client final (“última milla”) gràcies a l'àmplia cobertura que proporciona. Permet enllaços punt-a-punt amb visibilitat directa fins a 70 Km des de l’estació base i pot cobrir, amb senyal adequada, àrees d'1 o 2 Km2, tot i que depèn molt de la freqüència utilitzada. Això fa que sigui la solució ideal per a un desplegament ràpid de xarxes de telecomunicació en àrees sense cobertura de banda ampla.

Els serveis que ofereix aquesta tecnologia són:

• Accés a Internet d’Alta Velocitat. • Veu (VoIP). • Transmissió de Dades (VPN IP, Línia Dedicada). • Connectivitat a Internet per a xarxes Wifi / GSM / GPRS / UMTS com a

enllaç troncal Les prestacions que ofereix aquesta tecnologia són:

• Gran ample de banda teòric: Fins a 75 Mbps per usuari i fins a 560 Mbps simultanis per estació base.

• Ràpid desplegament (fins a 70 km de cobertura amb visió directa i fins a 30 Km sense visió).

• Fàcil instal·lació (es pot executar en un termini de dues hores).

151

• La prestació de serveis WiMAX en freqüències d’ús exclusiu (sota llicència estatal) com la que utilitza Iberbanda (3,5 GHz), permet garantir qualitats de servei (carrier class).

• Alta eficiència en l’ús de l’espectre i estabilitat. • Permet la transmissió simultània de veu, dades i vídeo. • Suporta diferents nivells de servei per a usuaris particulars i empreses. • Possibilitat d’augmentar l’amplada de banda o les prestacions en funció

de l’augment de les necessitats dels usuaris. • Preu de serveis similars a ADSL/cable però amb prestacions superiors:

o Simetria (mateixa velocitat upload/download). o Major ample de banda. o Qualitats de servei amb velocitats garantides. o Sistema remot de control per a la resolució d’incidències.

A la banda de 3,5 GHz la capacitat DL (DownLoad) a l’entorn nomàdic (802.16e) és fins 20 Mbps/sector ràdio i una capacitat fins a quatre sectors ràdio per BTS amb un abast de 3,5 Km. En entorn mòbil (també 802.16e) i per cobertures Indoor (interior d’edificis) la velocitat baixa fins als 12 Mbps/sector ràdio amb un radi de cobertura d'1 Km. Les estacions d’usuari tenen típicament 4 o 5 Km d’abast i capacitats de 20 Mbps/sector baixada (DL) i 5 Mbps/sector pujada (UL), amb un màxim de quatre sectors per BTS. Els enllaços E1 (2 Mbit/s) WiMax poden costar al voltant del 10% dels enllaços E1 cablejats. S’estima que el cost de les estacions d’accés WiMax per a ús domèstic serà inicialment de 300 €. Les estacions base costen de mitjana uns 93.000 €, tot i que poden variar entre 50.000 i 100.000 €, depenent del seu abast. Cada estació base podrà suportar fins a 60 línies E1 (2 Mbit/s) d’usuari. Cal remarcar que la utilització de WiMax és bàsicament outdoor. http://www.wimaxforum.org http://en.wikipedia.org/wiki/WiMAX

WiMAX - Renaudeau.pdf

Normativa

Els estàndards els integren la família IEEE 802.16:

• 802.16-2001: Sistemes sense fils fixes punt-multipunt de banda ampla entre 10 i 66GHz

o Sempre en banda amb llicència o Connexions amb línea de visió directa

• 802.16a-2003: Operació entre 2 y 11GHz

o En bandes amb llicència i sense llicència o Sense necessitat de línea de visió directa

http://www.wimaxforum.org/�

http://en.wikipedia.org/wiki/WiMAX�

152

• 802.16d-2004: Revisió de l’estàndard 802.16-2001 més els estàndards 802.16a i 802.16c. Actualment és el que s’utilitza per a xarxes fixes backhaul (troncals) i punt-a-multipunt. Habitualment se l’anomena 802.16d.

• 802.16e-2005: Revisa l’anterior per suportar mobilitat. Banda 2-11GHz.

Habitualment se l’anomena 802.16e. http://standards.ieee.org/getieee802/802.16.html http://www.ieee802.org/16/ http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.16

Arquitectura de xarxa

L’arquitectura de xarxa amb WiMAX, vista amb grans blocs, és la següent:

Els blocs amb una mica més de detall són els següents:

On els diferents acrònims signifiquen:

• TS: Estació Terminal (terminal subscriber/TS or subscriber station/SS) o NT: Terminació de xarxa o RT: Terminació Ràdio

http://standards.ieee.org/getieee802/802.16.html�

http://www.ieee802.org/16/�

http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.16�

153

• BS: Estació Base o RBS: Estació Ràdio Base o DBS: Estació Base Digital

• BB: Backbone. Xarxa de commutació. Hi ha el LEC. • NMS: Sistema de gestió • NMS-R: Sistema de gestió de nivell superior

WiMAX vs. WiFi

WiMAX no és un substitut ni un competidor de Wi-Fi sinó que en són complementaris. WiMAX està plantejat com a una solució de backhaul per a Wi-Fi, en substitució del coure i la fibra, ja que mentre Wi-Fi opera en un espectre sense llicència per donar cobertura a àrees geogràfiques petites, WiMAX opera en un espectre sota llicència i dóna cobertura exterior de grans àrees geogràfiques. La tecnologia WiMAX permet créixer Wi-Fi gràcies al baix cost i l'abast de la combinació de WiFi i WiMAX. Aquest duet permet desenvolupar serveis WiFi en entorns urbans i rurals, amb una solució tant punt-a-punt com punt-multipunt. WiMAX és una xarxa MAN-WAN que opera en entorns rurals i urbans, que ofereix qualitat de servei a veu, dades i vídeo. Wi-Fi és una xarxa LAN de cobertura limitada que ofereix servei de dades amb qualitat de servei mitjançant l’estàndard 802.11e. Proporciona QoS a nivell MAC (capa 2 d'OSI) però no hi ha DiffServ per usuari (només quatre cues de priorització). Per contra, WiMAX ha estat dissenyat per suportar de forma nativa veu i vídeo, utilitza DiffServ i també una arquitectura de QoS centralitzada.

Actualment hi ha dispositius capaços de funcionar amb ambdues tecnologies, com el MeshMAX de Proxim Wireless (abans Orinocco). http://www.proxim.com/products/meshmax/index.html

http://www.proxim.com/products/meshmax/index.html�

154

Operadors nacionals

Únicament quatre empreses disposen de llicència per desplegar WiMAX a nivell estatal en la freqüència de 3,5 GHz (estrictament llicència per LMDS): Iberbanda (Telefonica), Clearwire (abans BandaAncha i Aló 200), Neo-Sky (Iberdrola) i Ono. Cal destacar que Euskaltel utilitza la llicència d'Ono al País Basc. www.iberbanda.es www.clearwire.es www.neo-sky.com www.ono-es Iberbanda va ser el primer operador a Espanya a implantar la tecnologia WiMAX amb equips Intel, és membre del WiMAX Forum i ha desplegat una de les principals xarxes WiMax a Europa, amb una cobertura del 25% del territori amb xarxa preWiMax (IEEE 802.16). Va començar a llençar aquests serveis preWiMax en el Q4 del 2005. Clearwire ha desplegat tecnologia preWiMAX a Sevilla i Madrid, i ofereix als seus clients un servei DL d'1 Mbps. Altres operadors que estan instal·lant WiMAX a altres freqüències de lliure utilització són Instanet (Andalusia), Neomedia (Madrid), NXT-Telecom (Catalunya) o Eurona (Catalunya), entre d’altres. Un bon lloc per seguir les darreres informacions sobre WiMAX és el blog: http://blogwimax.com http://www.wimaxforum.org http://www.mityc.es/Telecomunicaciones/Secciones/Espectro/cnaf/

http://www.iberbanda.es/�

http://www.clearwire.es/�

http://www.neo-sky.com/�

http://www.ono-es/�

http://blogwimax.com/�

http://www.wimaxforum.org/�

http://www.mityc.es/Telecomunicaciones/Secciones/Espectro/cnaf/�

155

•

Sessió 21: Introducció a la tecnologia FTTx

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Introducció a la tecnologia FTTx Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: TVdigital.pdf Distribución en la Red de Acceso HFC.pdf Introducció a les tecnologies de cable.pdf Providing Local broadband services.pdf Tecnologies de telecomunicacions per cable.pdf The set-top box for interactive services.pdf XILINX STB evolution.pdf XILINX STB residential gateway.pdf

OBJECTIUS L'objectiu d'aquesta sessió és introduir les tecnologies d’accés amb fibra òptica FTTx i detallar la tecnologia FTSA, on es veu l’estructura de la xarxa així com el pla de freqüències que utilitza i el descodificador de l’usuari (Set-Top Box / Modem-cable).

CONTINGUTS La introducció explica com els avenços tecnològics dels darrers anys han permès l’accés per cable mitjançant la utilització de l’ample de banda no aprofitat pels senyals de TV, i permeten així diversos tipus d’estructura de xarxa com són les de FTSA, FTTC i FTTH. En concret la tecnologia FTSA s’explica en detall en aquesta sessió.

5.4. FFTx

5.4.1. Introducció a FTTx

L’acrònim FFTx és àmpliament reconegut com a Fiber-to-the–X, on aquesta X indica les destinacions de la tecnologia. Bàsicament indica l’abast que tindrà la xarxa de fibra òptica pel camí fins a l’usuari. Aquest pot ser tirada fins a la casa mateix de l’usuari si s’utilitza FTTH o fins a un node a mitjan camí si s’utilitza FFTN. Aquestes tecnologies han estat possibles gràcies a certs avenços, com ara:

• La transmissió de vídeo amb QoS i en l'àmbit de la commutació (SDH i ATM).

156

• La compressió de vídeo MPEG-2 i MPEG-4. L’augment de les raons de compressió, com per exemple en High Definition TV (o HDTV) on la compressió és de 10:1 amb Loss Less System o amb un canal de Vídeo on Demand (o VoD) que accepti pèrdues el factor pot ser de 30:1 (la qualitat és major que la TV analògica). Un cop comprimit es modula, i pot passar de 90 Mbps a 9 Mbps o a 3 Mbps.

• Vídeo Servers per NVoD o VoD. • Set-top-box. • Mòdems per a la transmissió via cable coaxial en l’última part de la xarxa

(xarxa d’accés).

Tecnologia MPEG

La compressió de vídeo MPEG-2 (Motion Picture Experts Groups versió 2) utilitza la compressió Intraframe Loding 1, que usa la transformada del cosinus, aplicant Run Length Coding, DCT i Huffman, i la compressió Interframe Loding 2, aprofitant la correlació entre imatges amb Motion Estimation, Differential Coding, que és la compressió entre imatges consecutives aplicant Intraframe Coding. La versió 1 no donava suficient qualitat per full-motion video. MPEG-4, utilitzant la meitat de la taxa de bit de MPEG-2 per una qualitat de vídeo similar, ofereix l’habilitat d’enviar fluxos de vídeo d’alta qualitat sobre gairebé qualsevol connexió de banda ampla. MPEG-4 millora la compressió de MPEG-2 un 30%, ja que comprimeix més efectivament. Actualment encara no existeixen comercialment decoders MPEG-4 maquinari, els decoders existents són PC-based. Per aquest motiu la millora és només del 30% i no del 100%, com faran els decoders de maquinari.

Aquesta taula mostra el bit-rate per canal de la codificació. Cal tenir en compte que la SD és la televisió actual i HD és referent a la HDTV. La IPTV que s’ofereix amb Triple-Play està codificat actualment amb 2 M (MPEG-2), tot i que alguns operadors comencen a oferir IPTV codificada amb 8 M (MPEG-4). Un exemple d’utilització de codificació amb 640 K és la tecnologia DVB-H, per tenir televisió en el mòbil. http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-2/mpeg-2.htm http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-4/mpeg-4.htm http://web.salleurl.edu/Eng/elsDTA/elsVideo/tutorialtvd/3aPart.html http://en.wikipedia.org/wiki/MPEG

TVdigital.pdf

http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-2/mpeg-2.htm�

http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-4/mpeg-4.htm�

http://web.salleurl.edu/Eng/elsDTA/elsVideo/tutorialtvd/3aPart.html�

http://en.wikipedia.org/wiki/MPEG�

157

Video servers

Els video servers són com videoteques i són el servei fonamental per construir VoD. N’existeixen tres tècniques:

• NVoD (Near VoD): Espera de més de quinze minuts per veure el programa. • VoD: Espera de menys de cinc minuts per veure el programa. • TVoD True: Espera de menys de cinc minuts, però amb el programa

carregat al meu sistema (STB) de forma que es pugui rebobinar, repeticions, pausa, etc. Requereixen un elevat BW i capacitat d’emmagatzematge.

Cal esmentar que el terme "Video Dial Tone" és una terminologia que de vegades s'utilitza per parlar genèricament d'entrega de serveis de televisió genèrics i de vegades s’utilitza també per parlar de Video On Demand.

Set Top Box

Són els descodificadors. La part més cara és l’STB, ja que s’ha de posar en totes les cases. És la part final fins a la televisió.

Estructura de xarxa

Aquesta tecnologia acostuma a tenir els troncals amb fibra òptica (xarxa de transport), i des dels repetidors fins a les llars arriben amb cable coaxial o parell de coure (xDSL). Tradicionalment s’hi ha utilitzat cable coaxial, d’aquí que s’anomenin “xarxes híbrides” o “HFC”. Existeixen diferents modalitats en funció d’on acabi la fibra:

• FTTN: Fiber to the Node • FTTB: Fiber to the Building • FTTH: Fiber to the Home

Dintre de la tipologia FTTN existeixen diferents modalitats en funció de la forma d’accés a l’usuari i/o la distància fins al node de distribució:

• FTSA: Fiber to the Serving Area • FTTC: Fiber to the Curb / Cabinet • FTTB: Fiber to the Building

Respecte el "Video On Demand" només la tecnologia FTTH o una tecnologia amb poquíssims usuaris (com FTTB, amb pocs usuaris) pot oferir True-VoD (TVoD True). http://en.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_x

5.4.2. FTSA/HFC

Les Xarxes Híbrides Fibra-Coaxial (també anomenades FTSA) permeten l’entrega de serveis Triple-Play als usuaris. Aquesta tecnologia aprofita l’ample de banda sobrant que deixen els senyals de TV per cable (o CATV), tant per coaxial com per fibra òptica, per transmetre dades digitals a alta velocitat. Són comunicacions de difusió i transmissió.

http://en.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_x�

158

En HFC hi ha fibra fins a un cert punt (fins al node frontera o NSA), per exemple un barri, però d’aquí a l’usuari és coaxial, el Serving Area. Se’n dóna servei habitualment a 500 llars per cada NSA (Node Serving Area).

La part d’accés es fa per FDM. És un mitjà compartit i, per tant, no és possible tenir Video Dial Tone (commutació de vídeo). No pot haver-hi una programació exclusiva per a cada usuari (no hi ha commutació de vídeo, l’usuari no pot triar programa), per això a l’usuari li arriba l’espectre sencer. Aquesta és l’opció que és utilitza a Espanya per tots el operadors de cable. Tots aquests operadors utilitzen el protocol DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) per transmetre vídeo, veu i dades entre el cable-mòdem (equips d’usuaris) i el CMTS (Cable Modem Termination System). Aquest estàndard va ser desenvolupat per CableLabs conjuntament amb nombrosos subministradors d’equips per xarxes de cable. La primera versió en va ser publicada l’any 1997 i la seva revisió, DOCSIS 1.1, el 1999. DOCSIS 2.0 va millorar la velocitat i la QoS l’any 2001, i el 2006 se’n va publicar la darrera revisió, DOCSIS 3.0, que utilitza IPv6 i permet sobrepassar els 100 Mbps bidireccionals per usuari. Els equips comercials d’aquest protocol tot just estan sortint al mercat. http://en.wikipedia.org/wiki/DOCSIS

http://en.wikipedia.org/wiki/DOCSIS�

159

Estructura de la xarxa

L’estructura emprada per FTSA/HFC és:

On:

• NSA: Node Serving Area • DN: Distribution Node • HEADEND: Capçalera de la xarxa CATV

En l’exemple anterior la xarxa de transport té una configuració en anell a 2,5 Gbps (OC-48). És un doble anell: un per transmetre TV i l’altre per transmetre comunicacions de dades i veu (2,5 Gbps), canals digitals de vídeo (VoD) i sistemes d’interconnectivitat i teleshopping. Per donar accés a altres àrees es necessita l’estructura duplicada. Un anell és analògic i l’altre digital. L’espectre es divideix en un canal de pujada (upstream o uplink channel), entre altres coses per gestió, i un canal de baixada (downstream channel), on un NT filtra la part de freqüència. L’NSA converteix del mitjà elèctric a l’FO i allotja una part dels servidors de vídeo. Si una empresa tingués un accés de 34 Mbps estaria connectada directament a l’NSA. Si el programa/pel·lícula està de moda, serà ubicada a l’NSA, i si no, hi serà al Head-end (video server). Cal tenir en compte que en aquest cas el DN(Distribution Node)/NSA fa les dues funcions: node de distribució fibra-fibra i, a més, atén la seva àrea de servei (SA) passant de fibra a coaxial i a l'inrevés. http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_fibre-coaxial http://www.cablemodem.com/

Distribución en la Red de Acceso HFC.pdf pàg. 36-42

http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_fibre-coaxial�

http://www.cablemodem.com/�

160

Introducció a les tecnologies de cable.pdf pàg 11-30

Providing Local broadband services.pdf

Estructura d’un node NSA

L’FTSA és la tecnologia implementada a Espanya a hores d’ara, on el node NSA cobreix una àrea màxima de cinc-centes cases:

L’estàndard d’accés al cable coaxial és la norma 802.14, que especifica què pot ser amb FDM i amb l’alternativa de TDM, encara que comercialment solament hi és FDM. La societat internacional del cable recomana que residencialment sigui un 2B+D (BRI) amb 192 kbps modulat amb 16-QAM, per tant 48 kHz (ja que amb 16-QAM per cada 4 Kbps cal 1 KHz), que amb els intervals de guarda entre canals de 2KHz fan 50 kHz en total per a cada client. Si tenim cinc-cents usuaris es necessiten 25 MHz. Per VoD es necessiten 3 Mbps, que amb modulació 64-QAM són 0,5 MHz i amb guardes són 0,6 MHz. El 15% dels cinc-cents clients ho demanen (setanta-cinc clients). Així, en total 112,5 MHz i amb guardes 120 MHz. Així, amb FTSA pot haver-hi VoD. http://www.salleurl.edu/Eng/elsDTA/elsVideo/tutorialtvd/4aPart.html

Tecnologies de telecomunicacions per cable.pdf

Pla de freqüències al coaxial

El pla de freqüències és el següent:

http://www.salleurl.edu/Eng/elsDTA/elsVideo/tutorialtvd/4aPart.html�

161

On els canals de pujada i baixada estan separats per una banda de guarda (de 15 MHz):

• Serveis analògics: 80 canals x 6MHz/canal = 480 MHz + guarda = 500 MHz • 2B + D (un per cada usuari)= 192 kbps amb 64-QAM idealment arribem als

35 kHz dels 50 kHz sobra la meitat de la banda, però a la part més alta de l’espectre hi ha dispersió a causa de l’atenuació a altes freqüències (comença als 690 MHz). Per això es posa un canal i es deixa una guarda de 50 kHz condicionats per l’atenuació.

• Canal VoD: 3 Mbps a 64 QAM fan 0,5 MHz, que són 0,6 MHz a causa d’imperfeccions.

• Per mesurar el soroll cal gestió per saber si s’assigna. Tal com s’ha vist anteriorment, 500 canals de 192 Kbps amb 16-QAM a 48 Kbps, que fan un total de 50 kHz finals. Cal restringir el nombre d’usuaris condicionats per BW, que és dels 10-35 MHz. No es posa 64-QAM, atesa la BER elevada per l’alt nivell de soroll. Des del punt de vista de la tecnologia suporta 16-QAM.

• La tecnologia del mòdem a alta freqüència és més complicada, per això les guardes van de 700 a 750 MHz. En el modulador calen 500 mòdems per VoD i 500 usuaris. Quants volen VoD? Quants a la vegada? Quantes pel·lícules diferents? En el demodulador n’hi calen menys de 500. Els gestiona el sistema de gestió. Aquest sistema també gestiona el Video Server i el servei de les pel·lícules.

Cal aclarir que habitualment s’utilitza 16-QAM pel canal de pujada i 64-QAM pel de baixada. Tot això per a usuaris residencials. Per a empreses que necessiten 2 Mbps se’ls apropa un anell d’F.O. Des de la xarxa de dades de l’operador es tira una FO fins a l’empresa i es distribueix el senyal mitjançant commutadors 100 Base T. L’examen de juny del 2005 del segon quadrimestre tracta sobre la distribució de serveis amb aquesta tecnologia.

162

Set-Top Box / Modem-cable

El televisor solament entén el que hi ha entre 50 i 550 MHz. Què s’ha de fer perquè entengui l’VoD? El descodificador a més de permetre veure l’VoD passa l’RF a aquesta banda de freqüència. Si es tria una opció del menú (la pel·lícula) s’envia un senyal d’RF al combinador, i aquest al sistema de gestió. Si no hi ha SAI s’alimenta l’NT de l’NSA. Si en comptes de cable es parla de satèl·lit, es canvia la modulació a QPSK (el satèl·lit és de difusió unidireccional i no hi ha canal de retorn). Si fos digital terrestre el demodulador seria OFDM. El PPV entra pel canal 0 del vídeo.

The set-top box for interactive services.pdf

XILINX STB evolution.pdf

XILINX STB residential gateway.pdf

163

Sessió 22: FTTN

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: FTTN Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Providing Local broadband services.pdf

OBJECTIUS L’objectiu d’aquesta sessió és aproximar l’alumne a la tecnologia FTTN

CONTINGUTS S’explica la tecnologia FTTN i algunes de les seves variants. En concret, es veu l’estructura d’FTTC i FTTen. A més es detalla l’arquitectura FTTN+VDSL i es fa una anàlisi econòmica del que comporta cadascuna d’elles.

5.4.3. FTTN

Una arquitectura Fiber-to-the-Node (FTTN) comprèn un enllaç de fibra òptica entre el LEC i un punt de distribució intermedi. A partir d’aquest punt de distribució se serveix a l’usuari de veu i dades a través d’una connexió, bé cablejada, bé sense fils. Com que el mitjà físic per arribar fins a l’usuari pot ser divers, existeixen diverses tecnologies associades. Una opció és utilitzar cable coaxial. Aquest és el cas de la tecnologia FTSA/HFC que s’ha explicat com a punt diferenciat per motius històrics. La diferència amb la resta de tecnologies d’FTTN és que, tal com s’ha vist en la sessió precedent, aquesta opció dóna servei a molts més usuaris. D’altra banda, això serà un inconvenient si es vol proporcionar Video on Demand. Si s’utilitza el parell de coure existent, aleshores el DSLAM remot és el punt de distribució. Finalment, si s’utilitza una arquitectura sense fils per a l’últim accés, serà l’antena de l’estació base la que formarà el punt de distribució. Entre els avantatges que presenta aquesta arquitectura, hi destaca el fet de tenir un temps molt inferior que FTTH a l’hora d’implantar-la, i l’entrega d’unes prestacions més altes que ADSL2+. També té unes inversions (CAPEX), sobretot inicials, menors que FTTH ja que acostuma a reutilitzar infraestructures ja existents a partir del punt de distribució.

164

Per contra, les despeses operatives (OPEX) són més altes que amb FTTH, ja que necessiten gestionar múltiples nodes petits i complexes per tota la xarxa. http://en.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_x

FTTC o FTTB

La tecnologia Fiber-to-the-Curb o Fiber-to-the-Building, estan orientades per donar servei a empreses. La xarxa de distribució és més cara perquè s’ha de tirar més fibra fins a l’usuari, en FTTB una mica més que en FTTC. Per tant, el cost unitari per usuari és superior. FTTC és bàsicament igual que FTTB, però amb una mica més d'usuaris per node. No hi ha un nombre concret d'usuaris per tecnologia. És l'entremig d’FTSA i FFTH.

Providing Local broadband services.pdf

FTTen

Aquesta tecnologia, anomenada “Fiber To The existing neighborhood”, és similar a la d’FTSA, amb la diferència que aprofita el cable de coure d’última milla ja existent, en comptes del coaxial. En aquest cas l’estructura en seria la següent:


165

Amb aquest sistema és possible oferir Triple-Play mitjançant switching video, és a dir, enviar a cada client només el que li pertoca, ja que l’accés fins a l’usuari és individualitzat (VDSL). Aquesta tecnologia utilitza mòdems VDSL amb velocitats de 2 Mbps/45 Mbps per client. També s’anomena FTTN+VDSL o FTTN+VDSL2, depenent de la tecnologia emprada en l’últim tram. Per oferir Triple-Play, i suposant que cal considerant oferir tots els serveis simultàniament, es podria donar servei a cada llar amb els següents requeriments. La velocitat en l’accés a Internet és similar al de FTSA-HFC. Un exemple de distribució d’amplada de banda podria ser el que es veu en l’examen de juny del 2005, que és el següent:

• Upstream a 2 Mbps • Downstream

o Accés a Internet: 19,8 Mbps o 1 canal de HDTV: 19,2 Mbps o 1 canal de VoD: 3 Mbps o 1 canal de premium: 3 Mbps

Aquestes velocitats pels canals de vídeo són suposant-hi MPEG-2. Si s’utilitza MPEG-4, s’aconseguirà millorar-ne l’eficiència un 30%, de forma que hi haurà més velocitat de baixada per Internet (~27,5 Mbps). Un altre exemple es pot trobar en l’examen de setembre del 2007, on es veu una estructura FFTN+VDSL com la següent:

166

Consideracions econòmiques

Els paràmetres de la xarxa suposats són (EUA): • 2.000.000 llars (llars cablejades) • Longitud anell SDH: 180 Km (radi de 25 Km aprox. corresponent a un àrea

metro) • Llars per node de distribució: 50.000 (cal considerar uns 40 nodes per anell) • Llars per node final (habitualment):

o FTSA: 500 o FTTC: 8 o FTTH: 1

Els paràmetres dels serveis són de:

• Penetració d'usuaris: 50% (cases connectades). • Difusió (broadcasting): 60%

o PPV. No és VoD. o Premium (Canal+). No és VoD.

• NVOD/VOD: 30% • Telefonia: 30%

Cal tenir en compte que el cost per llar connectada (llar generant negoci, que són menys que les llars passades) es calcula en funció de la següent fórmula, on s’ha realitzat una inversió de 600 € per client, es cobra al client 240 € anuals i on realment el que es busca és el temps de retorn de la inversió:

Inversió/Període d’amortització + Cost d'explotació (anual) = Tarifa bàsica anual (= Quota Anual de client amb benefici 0)

600 € / N + 60 € (10% de la inversió) = 240 €

N == 3,33 anys

Això vol dir que amb aquestes dades es tardarà 3,33 anys a recuperar la inversió feta en cada client. Per tant, es tracta d’un negoci a mig-llarg termini. Això és amb FTSA, si es posa FTTB o FTTH, la quota per client ascendirà fins als 2.400 € anuals o 5.000 € anuals (respectivament) si es vol mantenir el període d’amortització, o se n’haurà d’augmentar el cost. Si s’implementa FTTH s’estan oferint més serveis i se’n pot augmentar la quota, ja que s’ofereixen més serveis i, per tant, baixar N. El problema del cable està en la saturació (telefonia, dades, Internet...). Un cas típic és el següent, en el qual s’evidencia que a nivell inicial és més adient l'estructura FTSA. La diferència de cost per llar connectada és, per una penetració del 55%, de 2.000 $. Aquest valor és excessiu. Caldrà esperar l'abaratiment de FTTC amb el temps.

167

FTSA té els següents avantatges globals:

• Menor cost inicial de la inversió • Menors costos d'escalabilitat futurs • Menor dependència d'elements de commutació no consolidats inicialment

FTTH és aproximadament un 20% més car que FTTC a partir de penetracions del 55%.

169

•

Sessió 23: FTTH

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: FTTH Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: TVdigital.pdf Providing Local broadband services.pdf GigabitEthernet.pdf

OBJECTIUS L’objectiu es donar una visió detallada de les arquitectures FTTx alhora que s’analitzen les diferències entre elles, tot oferint una visió de la utilització de la tecnologia Switched GigaEthernet.

CONTINGUTS En aquesta sessió s’exposen les arquitectures PON i AON, detallant per a cadascuna les diferents alternatives que tenen els operadors. Dintre d’aquestes opcions es veu BPON, GPON, EPON i P2P-PON. Finalment s’expliquen les xarxes metroEthernet i es mostra un d’exemple d’utilització de tecnologia Switched GigaEthernet.

5.4.4. FTTH

És semblant a l’FTTB, però en lloc de tenir un Hub al final, té un commutador (switch) i F.O fins a la llar de l’usuari. Tant FTTB com FTTH permeten Video Dial Tone, ja que treballen amb mitjans exclusius no compartits com els altres. Cal recordar que només FTTH o una tecnologia amb poquíssims usuaris (com FTTB amb pocs usuaris) pot oferir True-VoD. http://en.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_x www.ftthcouncil.org www.ftthcouncil.eu


http://www.ftthcouncil.org/�

http://www.ftthcouncil.eu/�

170

5.4.5. Arquitectures FTTH/FTTB

Els operadors que volen implantar FTTH i/o FTTB poden considerar diverses opcions per al seu desplegament. Aquestes opcions es poden dividir principalment en dues categories:

• PON: Passive Optical Network. No requereix components elèctrics actius entre l’usuari final i el LEC.

• AON: Active Optical Network. S’instal·len components elèctrics actius entre l’usuari final i el LEC.

A partir de PON, existeixen tres variants principals: BPON (Broadband PON), GPON (Gigabit PON) i EPON (Ethernet PON). Mentre que BPON, basada en ATM i amb velocitats més baixes, és clarament la menys atractiva de totes tres, encara no hi ha cap opció que s’estigui imposant a les altres. Verizon, als EUA, ha migrat de BPON a GPON durant el 2007, mentre que NTT, al Japó, que és l’operador de FTTH més gran a nivell mundial, va optar per migrar de BPON a EPON. Fastweb, a Itàlia, i B2, a Suècia, estant desplegant arquitectures AON, igual que les ciutats d'Amsterdam i Viena.

Introducció a les arquitectures PON

En aquest tipus d’arquitectures hi ha dispositius OLT (Optical Line Terminal), situats al LEC, i dispositius ONT (Optical Network Terminal), situats a les instal·lacions dels usuaris. Per interconnectar aquests dos dispositius s’utilitza un cable de fibra òptica. Per distribuir les dades en sentit descendent (download) originades per l’OLT s’utilitza un separador (splitter) passiu (que separa les ones de llum). D’aquesta forma s’estructura l’arquitectura punt-a-multipunt.

Les dades en sentit ascendent, de l’ONT cap a l’OLT, s’entreguen en una longitud d’ona diferent, s’agreguen a través del mateix separador, que fa la funció de recombinació. Una de les característiques clau de l’arquitectura PON és la seva capacitat d’absorbir ràfegues (bursts), característica que permet als operadors oferir ample de banda extra en sentit descendent quan els usuaris en poden necessitar (sempre que no tots els usuaris utilitzin alhora i de forma massiva el sistema). Aquesta capacitat d’assignació

171

dinàmica d’ample de banda (DBA) de l’estructura punt-a-punt, és el que separa les arquitectures PON de les AON. Per tal d’entregar els serveis Triple-Play i incrementar-ne els beneficis cal entregar els serveis de la forma més òptima possible. Totes les variants de PON ofereixen/suporten dues alternatives per a l’entrega del servei de TV: superposició de freqüències (RF overlay) i IP-TV.

• Si s’utilitza RF overlay es pot assignar una freqüència extra per al broadcast de vídeo, que es multiplexa amb WDM amb les freqüències de pujada i baixada de dades. Aquesta tecnologia permet entregar tots els tipus de servei de vídeo: broadcast analògic, digital, HDTV i VoD. Els avantatges que presenta és que no es menja ample de banda de les dades i que necessita poc temps per iniciar el servei en els usuaris, ja que no calen descodificadors (set-top boxes) per l’entrega del broadcast analògic. Per contra, oferir VoD presenta dificultats sense un set-top box.

• Si s’utilitza IP-TV el senyal de vídeo s’entrega amb la resta de dades IP. El

set-top box IP converteix el flux IP de nou en senyal de vídeo. L’avantatge principal és que es poden oferir serveis personalitzats i interactius via IP-TV unicast. El desavantatge és que ocupa ample de banda de les dades.

Cal esmentar que actualment els descodificadors IP són significativament més cars que els digitals estàndards, tot i que un gran volum de vendes abaixaria els preus.

Arquitectura BPON

L’estàndard BPON, G.983, va ser adoptat per l'ITU el febrer del 2001 i és l’evolució de l’estàndard APON (ATM PON). Bàsicament hi afegeix la possibilitat de suportar serveis de vídeo amb una longitud d’ona addicional. Habitualment els usuaris de BPON comparteixen velocitats de 622 Mbps de download i 155 Mbps de upload. Aquesta arquitectura suporta fins a 32 usuaris per branca (OLT), amb una distància màxima recomanada entre OLT i ONT de 20 Km. Si suposem que els 32 estan connectats i amb demanda massiva, cada usuari rebria un màxim teòric de 13 Mbps de download i 3 Mbps de upload (assumint una eficiència del 70%). Tot i això, per multiplexació estadística reben habitualment un 20% addicional per usuari.

Arquitectura GPON

L’estàndard GPON, G.984, va ser adoptat per l'ITU el febrer del 2004 i és la variant més nova de totes tres. La principal virtut sobre BPON, a part de la gran velocitat, és la capacitat de suportar diferents protocols alhora en el seu format natiu (Ethernet, TDM, ATM). Aquesta característica permet als clients transportar i, per tant preservar, els seus serveis heretats (veu amb TDM). Un dels avantatges més important de GPON respecte d’EPON és que el primer manté la compatibilitat amb BPON.

172

Els usuaris de GPON disposen de velocitats compartides de 2,48 Gbps de download i de 1,24 Gbps de upload. Habitualment suporta fins a 32 usuaris a una distància recomanada entre OLT i ONT de 20 Kms. Aquesta distància es redueix a 12 Kms si es vol servir a 64 usuaris, que és el màxim permès per la tecnologia. D’altra banda, si només suporta 16 usuaris la distància es pot ampliar a 30 Kms. Si es dóna cobertura a 32 usuaris amb una velocitat compartida de 2,48 Gbps, l’ample de banda intermedi disponible per usuari és de 80 Mbps.

Arquitectura EPON

L’estàndard EPON, IEEE 802.3ah, va ser adoptat per l’IEEE a mitjans del 2004. La característica més important n’és la capacitat d’utilitzar Ethernet de forma nativa. Això implica que els ONT basats en Ethernet siguin un o dos cops més econòmics que els corresponents de GPON i BPON. EPON té una capacitat de 1,25 Gbps de download i de 1,25 de upload per donar servei fins a 32 usuaris a una distància recomanada de 20 Kms. L’operador japonès NTT dóna servei d’EPON a una velocitat entre 30 i 100 Mbps simètrics per usuari. Aquesta velocitat depèn del nombre d’accessos simultanis. Un exemple d’EPON es troba en l’examen de juny 2007 del 2Q.

Arquitectura AON

Una arquitectura AON està formada per un switch Ethernet que actua de punt mitjà entre el LEC i l’usuari final, que també té un commutador (switch). Teòricament el switch central és capaç de proporcionar velocitats simètriques de 100 Mbps a 32 usuaris simultanis, cadascun dels quals tindrà el seu commutador. Un dels principals avantatges respecte de PON és la facilitat per gestionar l’arquitectura AON remotament, atès que PON és passiu i necessita d’equipament IP més car en la banda del client. Per contra, els costos operatius (OPEX) d’AON són més alts atès que cal fer el manteniment dels equips remots i, a més, AON no suporta RF overlay.

173

5.4.6. Tecnologia MetroEthernet

La tecnologia MetroEthernet també s’anomena Switched GigaEthernet. És un terme bastant genèric per denominar a totes aquelles arquitectures que proporcionen Ethernet en la última milla de forma nativa en xarxes metropolitanes. Dintre d’aquest ventall hi entren, entre d’altres, les arquitectures FTTH revisades: EPON, AON i els enllaços punt-a-punt (P2P) Ethernet. Aquestes últimes tenen el switch localitzat al LEC en comptes d’un lloc intermedi com amb AON i, per tant, no tenen cap element actiu en l’última milla, es consideren PON. Tot i això, des d’un punt de vista comercial MetroEthernet s’assimila a AON. http://www.metroethernetforum.org/

Exemple de tecnologia Switched GigaEthernet

En l’exemple següent del Catalyst 3512 entra Gigabit-Ethernet i surt 100BaseT. Cal un commutador de nivell 3 per establir comunicació routing o si detecta alguna fallada un cop establert el nivell 2. S’utilitza l’estructura FTTH quan la concentració d’empreses en un edifici amb requeriments de BW que justifiquen l'ús de fibra fins a la mateixa empresa, si surt rentable. Cal tenir en compte l’alt cost de les targes del switch i la necessitat de redundar parts de l’equipament. Es tracta de fer un exercici de rendibilitat, ha de ser rentable emprar la tecnologia WDM on cada lambda del WDM porta 1 Gbps. Per gestionar la xarxa es necessita un MegaSwitch (650x Catalyst de Cisco) connectat a l’Edge router de l’operador (GSR 12xxx). Actualment el backbone d’Enginyeria i Arquitectura La Salle funciona amb aquesta tecnologia, amb un Catalyst 6509 com a router principal, Catalyst 35xx en cadascun dels edificis i enllaços redundats de fibra òptica multimode per interconnectar-los.

http://www.metroethernetforum.org/�

175

•

Sessió 24: Regulació en el mercat de les telecomunicacions

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Regulació en el mercat de les telecomunicacions Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: 22Desembre1995c.pdf 24Abril1997.pdf 24Abril1998.pdf LGT3novembre2003.pdf Operadores.xls

OBJECTIUS En aquesta sessió s’aprenen les diferents regulacions legals actuals sobre el mercat de les telecomunicacions, i a diferenciar entre les directrius comunitàries i les espanyoles.

CONTINGUTS En aquesta sessió es veuran els diferents organismes tant espanyols com europeus que regulen les telecomunicacions, així com les diferents legislacions que hi ha al respecte.

6. Mercat de les Telecomunicacions i Interconnexió

6.1. Regulació

6.1.1. Organismes reguladors

A finals dels anys noranta es va veure com els estats van tendir a liberalitzar les grans companyies estatals (propietàries i concessionades) en diversos sectors, i el sector de les telecomunicacions no s’ha mantingut al marge d’aquesta tendència. Avui en dia encara es troba immers en ple procés de desregularització. Els governs estan apostant fort per una liberalització a tots els nivells i la total desaparició dels monopolis, amb l’objectiu d’augmentar la competència i que els usuaris finals se’n vegin beneficiats. Estan atorgant llicències, principalment mitjançant concessió o concursos, per a la prestació de serveis o la construcció de noves xarxes de telecomunicacions.

176

El canvi regulatori

Anteriorment, el propi operador monopolístic exercia en ocasions la tasca de la regulació del mercat o, quan l’estat assumia aquesta funció reguladora, les relacions es limitaven pràcticament a dues parts: l’estat que regulava i l’operador que explotava la xarxa. Els principals aspectes objecte de la regulació eren els preus dels serveis, la qualitat dels mateixos i la seva cobertura. En el nou escenari d’obertura a la competència, els organismes estatals adquireixen un paper clau: deixen d’operar en el mercat de manera activa i actuen com a entitats de vigilància encarregades de vetllar per la transparència del procés liberalitzador front a l’existència d’uns nous competidors i la dels antics monopolis, partint aquests últims d’una posició dominant del mercat. També són els responsables de controlar la velocitat d’aquest canvi, tractant que la liberalització s’ajusti en tot moment a les directrius imposades pel mercat i per la tecnologia. Addicionalment, s’encarreguen de l’administració de l’espectre radioelèctric, un recurs escàs per la seva pròpia naturalesa que només permet l’existència d’un nombre limitat de competidors. Com a requisit indispensable del procés liberalitzador, les xarxes d’accés dels operadors tradicionals han de ser posades a disposició dels nous entrants. El problema radica en el fet que s’ha de fer sota unes condicions que afavoreixin en la major mesura possible a tots, o que els perjudiquin en la menor mesura. La metodologia més utilitzada es basa en l’abonament d’una quota que paga l’operador entrant a l’operador tradicional en concepte de lloguer per la utilització de les seves infraestructures. La determinació d’aquesta quota constitueix un dels majors reptes als quals s’enfronten els organismes reguladors. Si és massa baixa, els operadors entrants oferiran els seus serveis a través de les xarxes de l’operador tradicional i no mostraran cap interès a invertir per desenvolupar la seva pròpia infraestructura. Pel contrari, si la quota és massa alta, es genera una barrera massa elevada que inhibeix l’entrada de nous agents, cosa que dificulta l’establiment de la plena competència i manté, a efectes pràctics, una situació de monopoli similar a la qual es vol posar fi. A més, en aquestes condicions l’operador tradicional no troba cap motivació per corregir les seves ineficiències.

Els objectius de la regulació

Un dels objectius fonamentals de la regulació és el foment de la competència en els serveis de telecomunicacions, tenint en compte que aquests serveis es consideren essencials des d’un punt de vista social i econòmic. Així doncs, la regulació es mou dins el marc de la consecució d’objectius que, en ocasions, poden resultar contradictoris: competència, universalitat i foment de les inversions. Es fomenta la competència mitjançant l’obertura de diferents serveis a la competència, la concessió de llicències i la vigilància de l’existència de posicions dominants. Es fomenta la preservació del caràcter essencial i estratègic dels serveis de telecomunicacions mitjançant el foment de la inversió en infraestructures adequades, la dotació a les vivendes de les infraestructures adequades i la definició de l’obligació de servei universal. El progrés de la regularització hauria de portar a un mercat madur, tal com es pot veure en la figura següent:

177

Organisme regulador comunitari

El principal organisme regulador és el CEC (Comissió de les Comunitats Europees), la principal funció del qual és publicar directives i recomanacions, a través de la Direcció General de la Societat de la Informació (antiga Direcció General XIII de Telecomunicacions). Les directives són de compliment obligat, cosa que suposa que els estats membres han d’adaptar els seus ordenament jurídics per fer-les efectives. La Unió Europea vigila tant l’adaptació de les legislacions nacionals a les directives com la seva efectiva posada en funcionament. Els esforços de la Unió Europea en matèria de telecomunicacions s’emmarquen en els objectius generals de la pròpia Unió:

• Foment de la competència com a motor de creixement econòmic • Harmonització legislativa per crear un verdader mercat únic • Cohesió entre els estats membres, per fer desaparèixer les desigualtats

econòmiques i socials existents. http://europa.eu.int/comm/dgs/information_society/index_en.htm

Organisme regulador espanyol

A Espanya l’organisme encarregat de legislar les telecomunicacions és el Ministeri d’Indústria, Turisme i Comerç, o MITYC, mitjançant la seva Secretaria d’Estat de les Telecomunicacions per a la Societat de la Informació, o SETSI. http://www.mityc.es/dgdsi/ http://www.mityc.es/Telecomunicaciones/ L’organisme encarregat de regular les telecomunicacions i d’arbitrar conflictes és la Comissió del Mercat de les Telecomunicacions, o CMT, que és una entitat d'arbitratge, teòricament imparcial.

http://europa.eu.int/comm/dgs/information_society/index_en.htm�

http://www.mityc.es/dgdsi/�

http://www.mityc.es/Telecomunicaciones/�

178

Entre les atribucions de la CMT es troba la concessió de les llicències i títols necessaris per a la prestació de determinats serveis o la vigilància del compliment de les diferents normes aplicables al sector: la interconnexió de les xarxes, els plans de numeració, la preassignació, la portabilitat i el seguiment de les tarifes regulades. http://www.cmt.es

6.1.2. Legislació

En aquest apartat es concreten tant la legislació comunitària com l’espanyola referents a les telecomunicacions.

Legislació comunitària

La legislació comunitària es va començar a donar a conèixer a través del Llibres Verds. Actualment ho fa a través de les directives comunitàries. Per exemple la 90 parla de Open Network Position (OPN), de la competència en el mercat dels serveis, així com de la liberalització de les telecomunicacions. http://europa.eu.int/information_society/topics/telecoms/regulatory/maindocs/comgreen/index_en.htm Aquestes directives comunitàries determinen terminis de temps màxim per assolir certes fites. http://europa.eu.int/information_society/topics/telecoms/regulatory/maindocs/index_en.htm La CMT recopila les directives comunitàries a: http://www.cmt.es/cmt_ptl_ext/SelectOption.do?nav=norma_Europea

Legislació espanyola

La llei més important va ser la del 24 d’abril 1997, també anomenada de Liberalització de les Telecomunicacions (o LLT). Aquesta llei donava lloc a l’aparició del segon operador, i renovava durant sis anys la CMT com a comissió d'arbitratge. A causa d’aquesta llei, Retevision es va haver de privatitzar per ser el segon operador. Actualment aquesta llei ha estat derogada per la del 3 de novembre del 2003, General de Telecomunicacions (BOE 04/11/03). http://www.mityc.es/Telecomunicaciones/Servicios/Legislacion/ http://www.cmt.es/cmt_ptl_ext/SelectOption.do?nav=norma_espanyola L’any següent va aparèixer la llei del 24 d’abril de 1998, anomenada Llei General de les Telecomunicacions o LGT. Aquesta llei regulava la numeració, les quotes d’interconnexió (l’operador dominant amb més del 25% de quota de mercat ha de facilitar la interconnexió) (€/min), la infraestructura compartida, i les autoritzacions i

http://www.cmt.es/�

http://europa.eu.int/information_society/topics/telecoms/regulatory/maindocs/comgreen/index_en.htm�

http://europa.eu.int/information_society/topics/telecoms/regulatory/maindocs/comgreen/index_en.htm�

http://europa.eu.int/information_society/topics/telecoms/regulatory/maindocs/index_en.htm�

http://europa.eu.int/information_society/topics/telecoms/regulatory/maindocs/index_en.htm�

http://www.cmt.es/cmt_ptl_ext/SelectOption.do?nav=norma_Europea�

http://www.mityc.es/Telecomunicaciones/Servicios/Legislacion/�

http://www.cmt.es/cmt_ptl_ext/SelectOption.do?nav=norma_espanyola�

179

llicències. Actualment aquesta llei ha estat derogada per la del 3 de novembre del 2003, General de Telecomunicacions (excepte en les seves disposicions addicionals cinquena, sisena i setena, i les seves disposicions transitòries sisena, setena i dotzena). El setembre del 2008 els operadors amb pes més significatiu del mercat són: TdE (Telefonica de España) quant a telefonia fixa i lloguer de circuits, Movistar, Vodafone i Orange quant a telefonia mòbil, i tots els mencionats anteriorment més Ono quant a mercat d’interconnexió. Una altra llei a tenir en compte és la del 22 de desembre de 1995, que s’anomena Llei de Comunicacions per Cable (LCC). Aquesta llei divideix el territori espanyol en demarcacions (de 50.000 a 2.000.000 habitants) i limita els operadors en una demarcació a tenir com a màxim 1.500.000 clients. Cada demarcació té un tribunal d'arbitratge format per dos representants del govern central i un representant del govern autònom. Opcionalment també pot ser-hi un representant local. Una concessió dura 15 anys, ampliable fins a 25, i després de 9 mesos (prorrogables fins a 16 o 24) pot entrar-hi Telefónica. Tots aquests paràmetres depenen del desenvolupament del mercat. La LGT estableix, entre d’altres, els principis bàsics pels quals ha de regir-se la interconnexió de xarxes, el servei universal i el sistema de títols habilitants per a la prestació de serveis. En concret distingeix entre autoritzacions i llicències.

LGT3novembre2003.pdf

24Abril1998.pdf

24Abril1997.pdf

22Desembre1995c.pdf

Autoritzacions de la LGT del 3 de novembre

Les autoritzacions permeten la prestació de serveis a tercers, de serveis de telecomunicacions diferents al servei telefònic disponible al públic (p.ex. transmissió de dades) i l’establiment de xarxes privades. Les autoritzacions no permeten l’ocupació del domini públic o de la propietat privada, ni l’obtenció de recursos de numeració. És a dir, aquestes autoritzacions determinen els serveis públics que compleixen: no són de telefonia, no utilitzen espectre radioelèctric, no necessiten recursos públics de numeració, no ocupen domini públic ni propietats privades. Aquesta llei dóna tres tipus d’autorització per xarxes privades: la de classe A, per a Trunking (grup tancat d’usuaris per a ràdio), la de classe B, per a una xarxa pròpia per a serveis interns (per donar serveis interns, p.ex. RENFE) i de classe C, per a transmissió de dades.


Operadores.xls

180

Llicències de la LGT del 3 de novembre

Les llicències són necessàries per establir i explotar xarxes públiques de telecomunicacions, prestar servei telefònic disponible al públic i per a qualsevol servei que impliqui l’ús del domini radioelèctric. És a dir, donen dret a explotar o establir xarxes públiques, prestació de servei telefònic públic i utilització del domini radioelèctric públic. La llicència de classe A permet telefonia fixa sense xarxa pròpia, és a dir, permet oferir servei telefònic però no es poden muntar xarxes ni llogar infraestructures de xarxa sense tenir algun dels altres tipus de llicències. Un exemple seria T2 (Tele2), Comunitel o Socratel. La llicència de classe B permet oferir servei telefònic amb xarxa pròpia i la possibilitat d’explotar-la. Es distingeix entre la classe B1, per a telefonia fixa amb xarxa pròpia, i la classe B2, telefonia mòbil amb xarxa pròpia (tant terrestre com per satèl·lit). La llicència de classe C permet l’establiment i explotació de la xarxa pública sense servei de telefonia. Es distingeix entre la classe C1, que permet oferir un servei públic sense fer servir espectre radioelèctric, i la classe C2, que permet oferir un servei públic fent servir espectre radioelèctric. Un exemple de C1 pot ser Orange Web Services i un exemple de C2 pot ser Telemensaje.


Operadores.xls

Exemples d’aplicacions de la LGT del 3 de novembre

Un operador mòbil, com poden ser Vodafone o Orange, han de tenir llicències de classe C2, B2 i autorització de classe C. Jazztel necessita llicències de classe B1 i C2, i Ono de classe B1 i C2 (tot i que és una excepció, té xarxa de F.O. i coaxial; els de cable acostumen a necessitar C1) i autorització de classe C. Actualment Amena té llicència per operar amb la tecnologia UMTS.


Operadores.xls

181

Sessió 25: Operadors de Telecomunicacions

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Operadors de Telecomunicacions Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 4 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: Towards global alliances 96.pdf AT&T abans del desmembrament.pdf BT regulation.pdf Dates del Procés AT&T.pdf Emerging Patterns.pdf RBOCs ABROAD.pdf Taula d'Operadors Mundials.pdf The British Experience.pdf The Telecommunications Act of 1996.pdf El renacimiento de Ma Bell.pdf InformeAnual_CMT_2007.pdf

OBJECTIUS En aquesta sessió s'haurà d'aprofundir en els operadors de Telecomunicacions existents al món en general i a Europa i Espanya en particular, així com el procés de privatització que van seguir els diferents monopolis en el seu procés de desmembrament. Finalment dóna a conèixer en profunditat les empreses de telecomunicacions nacionals, per veure com està repartit el mercat i donar una visió futura a curt termini.

CONTINGUTS El procés més o menys complex de trencament dels antics monopolis de telecomunicacions que es va originar als Estats Units d’Amèrica es descriu breument. També es tracta el procés seguit a Europa i s’analitza un per un els operadors dominants en el mercat de les telecomunicacions actual, fet que dóna una idea de la seva capacitat tant actual com futura a partir del seu accionariat i veient el nombre de clients i la capacitat de les seves xarxes.

182

6.2. Operadors de telecomunicacions mundials

6.2.1. Introducció

En aquest apartat es repassarà el procés de liberalització de les Telecomunicacions dels països més importants. De com es va portar a terme el trencament dels antics monopolis de les telecomunicacions i quin va ser l'estat en què van quedar aquests països.

Estats Units

L'empresa que representava el monopoli de les telecomunicacions als Estats Units era AT&T. De fet, l'estudi de la història d'aquesta empresa defineix perfectament el procés de trencament del monopoli americà, des de la seva creació al 1899 fins que el jutge Harold Greene, el 1982, va determinar la divisió d'AT&T en 9 empreses. http://www.att.com/history http://www.webbconsult.com/1980.html El desmembrament de l'empresa es va consolidar l’1 de gener de 1984, quan es va subdividir en: una empresa que oferís els serveis d’interconnexió de llarga distància (AT&T), set empreses que oferissin serveis regionals (conegudes com les RBOCs, Regional Bell Operating Company) i una empresa per al desenvolupament i la investigació (Bell Labs). La distribució de les RBOC es pot apreciar en la figura següent:

El mercat no queda alliberat al 100%. Només s'alliberen els serveis de llarga distància, ja que no es pot escollir operador local. La quota de mercat dels operadors de llarga distància queda de la següent forma durant el període 1984-86:

• AT&T (60%) • MCI (20%) • SPRINT (15%)

http://www.att.com/history�

http://www.webbconsult.com/1980.html�

183

• WORLDCOM (5%) El febrer del 1996 augmenta la liberalització, ja que es permet als operadors locals (RBOC) oferir serveis de llarga distància i entrar al negoci del cable. La decisió estatal també va incloure la possibilitat de fusions entre RBOCs. Les diferents RBOC tenien diferents objectius internacionals i necessitaven donar serveis a llarga distància. Així doncs, aquesta llei va donar pas a l’inici d’una dinàmica de fusions entre les “baby bells”, que va tenir un dels seus punts àlgids en l’adquisició d’AT&T per part de SBC (estratègicament ha conservat el nom comercial AT&T). A mitjans del 2006 AT&T (realment SBC) va anunciar l’adquisició de BellSouth, fet que va donar lloc al primer operador mundial en termes de valor de borsa, superant a Vodafone, i una quota de mercat del 40% de la telefonia fixa als EUA.

Dates del Procés AT&T.pdf

AT&T abans del desmembrament.pdf

The Telecommunications Act of 1996 (ANÀLISI).pdf

US Telecommunications Act of 1996 (SENCERA).pdf

El renacimiento de Ma Bell.pdf

RBOCs ABROAD.pdf

Europa

Les liberalitzacions a Europa van seguir l'exemple americà, tenint en compte que cada país disposava del seu operador públic que operava en règim de monopoli: DBP Telekom a Alemanya, British Telecom a la Gran Bretanya, France Télécom, BT, Telecom Italia i Telefónica. El 1984 Gran Bretanya inicia el camí de la liberalització a Europa amb la privatització de BT i la creació d'un segon operador anomenat Mercury. Amb posterioritat s'atorgarà una llicència de telefonia fixa a Energis, una altra llicència de WLL a Ionica i dues llicències de telefonia mòbil a Cellnet i Vodafone. Posició a Europa el 2000:

• Alemanya: DBP, Deutsche Bank 50.000.000.000 de dòlars • França: France Télécom 35.000.000.000 de dòlars • UK: British Telecom 1.000.000 de dòlars • Itàlia: Telecom Itàlia 25.000.000.000 de dòlars • Telefónica 20.000.000.000 de dòlars

The British Experience.pdf

BT regulation.pdf

184

Posicionament Mundial

La situació a Europa va derivar, finalment, en una multiplicació d'operadors que s’aliaven o fusionaven per ampliar mercat. El líder més sòlid a finals dels 90 va ser Cable&Wireless Communications, operador resultat de la unió entre Nynex CableComms, Bell Cablemedia i Videotron. També es van succeir un seguit d'aliances entre operadors internacionals en l’àmbit de la postliberalització. Alguns exemples d'aliances entre diferents països són:

• UNISOURCE: PTT Telecom (Holanda), Telefónica (ja no), Telia (Suècia) i Swiss PTT.

• GLOBALONE (desfeta): Sprint, DBP Telekom (ja no) i France Télécom • AT&T + BT • Vodafone + Airtouch americà (desfeta) • DBP Telekom + Telecom Italia (desfeta) • Worldcom + MCI + Telefónica (desfeta)

Llistat d'operadors per volum de negoci a l'any 2000:

• NTT: Nipon Telegraph Telecommunications, 80.000.000.000 de dòlars • AT&T, 60.000.000.000 de dòlars • DBP Telekom, 50.000.000.000 de dòlars • France Télécom, 35.000.000.000 de dòlars • BT, 30.000.000.000 de dòlars • GTE (USA), 25 .000.000.000 de dòlars • Telefónica, 20.000.000.000 de dòlars

Llistat d'operadors per volum de negoci després de les aliances:

• NTT Nipon Telegraph Telecommunications, 80.000.000.000 de dòlars • DBP + Telecom Italia, 75.000.000.000 de dòlars • GTE + Bell Atlantic, 60.000.000.000 de dòlars • AT&T, 60.000.000.000 de dòlars • MCI + Worldcom, 32.000.000.000de dòlars

Actualment s'han desfet totes les aliances i només queden acords de col·laboració en I+D+I en certs aspectes tecnològics. Una altra tendència és directament l’adquisició d’operadors d’altres països a partir de l’entrada a l’accionariat. Un exemple és el de Telefónica, que a principis del 2008 va entrar dins l’accionariat de Telecom Italia.

Emerging Patterns.pdf

Taula d'operadors Mundials.pdf

185

6.3. Operadors de telecomunicacions nacionals

6.3.1. Introducció

El Mercat espanyol va arribar a facturar 44.214 milions d’euros l’any 2007 (cosa que va suposar un creixement del 4,6 % respecte de l’any 2006) repartits d’aquesta forma:

Font: Informe Anual 2007. CMT En la gràfica anterior es pot observar com TdE ha patit un retorcés en els seus ingressos respecte del 2005, principalment respecte dels ingressos minoristes, mentre que ha estat Movistar qui més els ha augmentat en xifres absolutes, seguida de Vodafone.

186

Font: Informe Anual 2007. CMT Tot i que el sector en el seu conjunt ha crescut en els darrers anys, és la facturació en telefonia mòbil el principal impulsor, tot i que la partida que més ha augmentat percentualment ha estat els de serveis d’internet. Cal destacar que les operacions amb la telefonia fixa van baixar un 2,6% (10% acumulat en dos anys). Durant el 2007, a més de la telefonia mòbil, que ha seguit pujant fins als 49,6 milions de línies actives (agost 2008), van augmentar els accessos a internet a través de la banda ampla, que van créixer un 21% en un any (67 % acumulat en dos anys). La previsió és la d'augmentar la facturació gràcies als serveis UMTS i la distribució de contingut audiovisual per internet (p.ex. Imagenio amb ADSL2+) amb la IP-TV. També es preveu un augment del transport de dades i de la VoIP. Respecte els nous projectes que comencen a sorgir, tant els esmentats com les connexions PLC, encara és aviat per decidir si seran capaces de tirar de la demanda.


Xarxes de Telecomunicacions a Espanya

Després del procés de liberalització, a Espanya van sorgir un seguit d'empreses disposades a oferir serveis emprant les seves pròpies infraestructures. Algunes de les xarxes disponibles a Espanya són les següents: Xarxes públiques: Accessibles a altres operadors: Telefónica, Abertis Telecom, ONO, Correos, Hispasat. Per donar serveis: UNI2, ONO, JAZZTEL, VODAFONE, ORANGE, cableoperadors, Cercapersones i Trunking.

187

Xarxes alternatives: companyies elèctriques, Gas Natural, Comunitats Autònomes, RENFE, concessions d'autopistes. Notícies del món de les telecomunicacions: http://observatorio.red.es/ http://www.5dias.com/sectores/ http://www.expansion.com/empresas/telecomunicaciones/ http://www.negocios.com/negocios/


6.3.2. Telefónica

L’empresa Telefónica està formada en un 80% per accionistes minoritaris, per exemple les germanes Koplovitch, els clients del Chase Manhattan Nominees Ltd. (~10% del total d’accions) o els clients del State Street Bank&Co. (~7.26 %). El 20% restant, està format per: BBV (5,62%), La Caixa (5,3%), Argentaria, Caja Madrid i l’estat espanyol (amb un 1% i acció d’or vot i vetar). Té força presencia internacional i sobretot inverteix a Amèrica del sud. Va formar part del consorci internacional Worldcom/MCI. Disposa d’una gran infraestructura de xarxes, tant de commutació com de transmissió. El setembre del 2007 té aproximadament 42 milions de clients de telefonia fixa i 170 milions de telefonia mòbil a nivell mundial. En total disposa 230 milions d’accessos. http://www.Telefónica.es/acercadeTelefónica/esp/1descripcion/actividad.shtml http://www.Telefónica.es/accionistaseinversores/

Xarxes de transmissió

Estan formades per enllaços de fibra òptica amb tecnologia SDH a STM-64 i uneixen les grans ciutats de l’estat espanyol: BCN, Madrid, Valencia, Sevilla, León i Bilbao. L’estiu del 2004 es va migrar a velocitats 10Gbps (STM-64) i actualment utilitza tecnologia DWDM pels seus anells troncals.

Xarxes de commutació

També anomenades xarxes de serveis commutats. Telefónica disposa de Xarxes de Commutació de Paquets o RCP (dades), Xarxa Telefònica Commutada o RTC (veu), Xarxa Digital de serveis Integrats o XDSI, Xarxa de Telefonia Mòbil, Xarxa de Televisió per Cable, Xarxa de Radiobúsqueda i Xarxes de Trunking.


http://observatorio.red.es/�

http://www.5dias.com/sectores/�

http://www.expansion.com/empresas/telecomunicaciones/�

http://www.negocios.com/negocios/�

http://www.telefonica.es/acercadetelefonica/esp/1descripcion/actividad.shtml�

http://www.telefonica.es/accionistaseinversores/�

188

6.3.3. ONO

El Grup ONO està format per diversos grups inversors, principalment pel Grup MultiTel amb un 21% de les accions. ONO té més d’1,9 milions de clients de telefonia fixa i sis milions d’usuaris totals, a més de 105.000 clients corporatius. Quant a infraestructura, disposa d’una xarxa pròpia de fibra òptica de 45.000 kilòmetres. http://www.ono.es/aboutono/

AUNA

Tot i que AUNA ja no existeix com a operador, és important mencionar-la ja que fins fa relativament pocs anys ha estat el segon gran operador espanyol. El precedent va ser Retevisión, nascuda l’any 1989. El grup AUNA apareix l’any 2000 i inicialment tracta els negocis d’audiovisuals, senyals de televisió i ràdio. Els accionistes principals el 2005 eren: Endesa 32%, SCH 27%, Unión Fenosa 19% i altres. En aquell moment AUNA disposava d’una xarxa de transport de més de 15.500 Km de fibra òptica, 200 radioenllaços digitals STM-1 i 5 transponedors (transponders) dels 18 que té l’HISPASAT. Tenia una xarxa de commutació de 71 centrals de veu i 37 nodes per dades i la difusió la feia a través de 2237 centres i segments DBS d’HISPASAT (a través de 7 transponedors). En total disposava de 12 transponedors de 36 MHz amb una capacitat màxima de 12x26 Mbits/s. Cal tenir en compte que un transponedor és equivalent a un canal de 36 MHz i a sis canals de televisió analògica, amb un cost total de lloguer de 6.000 € per dia. L’any 2005 disposava de 10,9 milions de clients i tenia un creixement en difusió per satèl·lit del 30% anual i del 50% en transmissió de dades. L’any 2002 el Grup AUNA inicia la seva reestructuració: realitza la venta d’Eresmas i es desmarca de Retevisión, que passa a formar part del grup Abertis i s’ocupa dels serveis audiovisuals i de difusió de senyals de ràdio i televisió. Fins a l’estiu del 2005 el holding AUNA, que era el primer operador complert de telecomunicacions, agrupava 8 empreses en els negocis de telefonia fixa i dades (Retevisión); telefonia mòbil (Amena); AunaCable (Madritel, Menta, Able, Supercable Andalucía, Med telecom i Canarias Telecom). El juliol del 2005 France Télécom, participada en un 35 % per l’estat francès, va comprar el 80% d’Amena per 6.400 milions d’euros. ONO més fons d’inversió van adquirir el setembre del 2005 la divisió de telecomunicacions fixes d’AUNA (telefonia fixa + cable). Això va proporcionar a ONO el domini del cable a Espanya i va fer que AUNA desaparegués definitivament. http://www.auna.es http://www.ono.es

http://www.ono.es/aboutono/�

http://www.auna.es/�

http://www.ono.es/�

189

6.3.4. Euskaltel

És un operador global a nivell regional que dóna serveis de telefonia fixa, mòbil, accés a internet i televisió per cable. El seu accionariat està format per: BBK 33%, Kutxa 23%, Iberdrola 11%, Endesa 10% i altres. Disposa d’infraestructura pròpia cedida pel govern basc. A Euskadi té una quota de mercat del 45% en telefonia fixa, del 44% en internet de banda ampla, i un 30% dels ingressos totals de telecomunicacions. http://www.euskaltel.es

6.3.5. Movistar

Movistar és formalment Telefónica Móviles España, S.A.U, i és el principal operador de telefonia mòbil a Espanya amb una quota aproximada del 46% (agost 2008). La CMT el considera operador amb pes significatiu en el mercat (OPSM) i, per tant, té regulats alguns dels seus preus. Un exemple són els preus d’interconnexió amb altres operadors, dels quals es parlarà en seccions posteriors. http://www.movistar.es

6.3.6. Vodafone

Fins fa uns quants anys era Airtel, que havia trencat el monopoli de la telefonia a Espanya. Els accionistes eren: BCHispano 31%, BT 18 %, Airtouch 22% i altres. Endesa va sortir del seu accionariat per poder entrar a Amena. Tenia una aliança internacional amb Airtouch, segregada de Pacific Telcsis, amb participació de telefonia mòbil a Alemanya, Itàlia, Bèlgica, Portugal, etc. Actualment és Vodafone qui en té el 90% d’accions, i BCH va sortir obtenint fortes plusvàlues. Té 8 milions de clients ( per 3 milions d’Amena i 13 milions de Movistar) i 8980 estacions base de mòbil. La CMT el considera operador amb pes significatiu en el mercat (OPSM). El grup Vodafone va ser creat al 1982, al Regne Unit, i és el major operador mòbil mundial. http://www.vodafone.es

http://www.euskaltel.es/�

http://www.movistar.es/�

http://www.vodafone.es/�

190

6.3.7. Orange

Aquest operador (formalment France Télécom España, S.A.) agrupa el que havia estat Amena (telefonia mòbil), Uni2 (telefonia fixa per empreses), Wanadoo i Ya.com (accés a internet i telefonia per particulars). El seu accionariat és: France Télécom 99,3% i Caixa Catalunya 0,7%. Com a operador mòbil disposa de 5.000 estacions base i la CMT el considera operador amb pes significatiu en el mercat (PSM). La preocupació actual és la convergència de la xarxa cap a UMTS. Telefónica, Vodafone i Orange utilitzen banda ampla GSM 25kHz, DCS 75 kHz, UMTS 200kHz, mentre que Yoigo només UMTS. Cal passar de FDMA i TDMA del GSM cap a CDMA de UMTS. http://www.orange.es http://acercadeorange.orange.es

6.3.8. Yoigo

Inicialment va adquirir la llicència UMTS com a Xfera però no va ser fins l’any 2007 que va aparèixer formalment com a operador YOIGO (formalment Xfera Móviles S.A.). Des d’octubre del 2007 la CMT el va considerar operador PSM amb els costos d’interconnexió de terminació regulats per la CMT. L’accionista majoritari és TeliaSonera amb un 76,6 % del capital. També participen en la companyia ACS, FCC i Telvent. http://www.yoigo.com


6.3.9. Operadors mòbils virtuals

Un OMV (en anglès MVMO/ Mobile Virtual Network Operator) és un operador de telefonia mòbil que no disposa d’una banda de freqüència assignada pel MCYT i que, per tant, no té la seva pròpia xarxa de ràdio (no tenen estacions base). Òbviament, per donar servei cal que es posi d’acord amb algun dels operadors OMR (Operador Móvil con Red) que sí que tenen freqüències assignades i, per tant, sí que tenen xarxa de ràdio pròpia. Aquests OMR són Movistar, Vodafone i Orange (Yoigo encara no té prou infraestructura). Es pot diferenciar entre dues tipologies bàsiques de OMV: els operadors revenedors i els OMV complets.

http://www.orange.es/�

http://acercadeorange.orange.es/�

http://www.yoigo.com/�

191

Un OMV revenedor depèn totalment del seu OMR atès que no tenen cap tipus d’elements de xarxa i únicament posa la seva marca a les targes SIM i realitza les tasques comercials. Un OMV complert és un operador de telefonia mòbil que disposa d’absolutament tots els elements necessaris excepte les estacions base. Això inclou disposar de tots els elements de xarxa necessaris i tots els departaments tècnics necessaris. Aquest tipus d’operadors OMV complets també són considerats OPSM per la CMT des de l’octubre del 2007, amb els costos d’interconnexió de terminació regulats. Entremig hi ha OMVs que poden disposar d’uns elements o departaments però no d’uns altres. Per aquesta raó han aparegut les empreses MVNE (Mobile Virtual Network Enabler) que permeten oferir a aquests operadors serveis com la commutació de veu, dades i SVA (X.I.). L’any 2006 van aparèixer finalment els OMV, després que els tres operadors OMR existents posessin tots els entrebancs possibles. L’agost del 2008 hi ha 23 operadors OMV, però n’apareixen de nous cada dia. Un lloc on acostuma a estar actualitzada la llista d’operadors OMV i menciona l’OMR amb qui treballen és: http://es.wikipedia.org/wiki/Operador_m%C3%B3vil_virtual i un lloc on es recopilen les notícies rellevants en aquest camp és el blog: http://www.operadoravirtual.es/

6.3.10. Xarxes alternatives

Les principals empreses de serveis a nivell nacional són les que més kilòmetres de fibra fosca disposen. La fibra fosca és aquella fibra per la qual no passa llum, és a dir, fibra òptica que no té equipaments en els extrems i que es lloga als diferents operadors. Destaquen entres les primeres empreses, per no ser operadors, Iberdrola, ADIF (Administrador de Infraestructuras Ferroviarias) i Desarrollo del Cable (Gas Natural).

Font: Informe Anual 2007. CMT Un altre tipus de xarxes és el cablejat submarí.

http://es.wikipedia.org/wiki/Operador_móvil_virtual�

http://www.operadoravirtual.es/�

192



193

Sessió 26: Indústria de les comunicacions

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Indústria de les comunicacions, escenari futur i tendències tecnològiques Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: InformeAnual_CMT_2007.pdf InformeMensual_CMT_Junio_2008.pdf InformeMensual_N-economia_Julio_2008.pdf

OBJECTIUS Els objectius són conèixer com s’ha arribat a l’estat actual del mercat en funció de l’evolució dels últims anys, així com saber cap a on va el mercat, en funció de les noves tecnologies que apareixen.

CONTINGUTS Aquesta sessió acaba l’apartat dedicat al sector de les telecomunicacions, i mostra, a partir d’estadístiques, l’estat actual del mercat de telecomunicacions nacional, europeu i mundial.

6.4. Indústria de les comunicacions

6.4.1. Sector de les telecomunicacions

El sector de les telecomunicacions es pot dividir entre la part industrial i la de serveis. La part industrial es distingeix entre equips per xarxes i serveis, equips d’usuaris i instal·lacions i manteniment. En la part de serveis es pot distingir entre enginyeria i consultoria.

Mercat espanyol

D’acord amb les estadístiques obtingudes en l’informe anual de la CMT, la progressió dels ingressos per operacions en la indústria espanyola era lineal fins l’any 2000, quan va començar a estabilitzar-se. Durant l’any 2007 el sector va créixer fonamentalment gràcies a la penetració de serveis finals prestats mitjançant xarxes mòbils, els serveis de banda ampla i la TV de pagament. Els serveis van créixer i la majoria de preus finals es van baixar.

194

L’evolució dels ingressos per operacions de gener del 1997 fins a desembre del 2007 mostra com el sector no ha parat de créixer. Tant a nivell minorista com majorista. Les empreses de telecomunicacions espanyoles van ingressar durant el 2007 un total de 44.214 milions d’€, el 4,6% més que durant el 2006.

Font: Informe Anual 2007. CMT Els ingressos per serveis finals o minoristes van augmentar un 5,3% respecte del 2006, fins als 36.764 milions d’€. Es pot observar com el creixement ha estat proporcional gairebé en tots els sectors (en el cas de la telefonia fixa, decreixement proporcional).


195

D’altra banda, els ingressos majoristes van augmentar un minimalista 1% respecte del 2006, fins als 7.449 milions d’€. Sobre aquest mercat actua principalment el fet que molts d’aquests serveis estan regulats amb una tendència descendent des del 1998 (en concret durant el 2007 els preus de terminació en xarxes mòbils).

Font: Informe Anual 2007. CMT Es remarcable la forta reducció dels ingressos majoristes als serveis de banda ampla (50% acumulat en dos anys) cosa que indica una maduresa del mercat, ja que es va produir principalment com a conseqüència de la migració dels operadors a fórmules d’accés mitjançant la desagregació del bucle, enfront dels serveis majoristes d’accés indirecte. El darrer any s’ha produït un augment del 31% de bucles desagregats. A juny del 2008 els bucles desagregats representen el 17,7 % del total de línies de banda ampla.

Font: Informe Mensual Junio 2008. CMT

196

Pel que fa als operadors, la distribució de facturació durant el 2007 per entitats i mercat és la mostrada a continuació, on es pot veure els grans ingressos majoristes que tenen els operadors mòbils per serveis d’interconnexió i la posició dominant en molts dels sectors minoristes per part de Telefónica.


Font: Informe Anual 2007. CMT A desembre del 2007 el 45% de les llars espanyoles disposava d’accés a internet: commutat (5,8%) o de banda ampla (39,2%). Aquest darrer tipus d’accés va augmentar un 10% durant el 2007, mentre que el de banda estreta es redueix any darrere any. En general, durant el 2007 va augmentar el grau d’empaquetament de serveis comercials en tots els operadors, és a dir, la convergència de serveis a través d’ofertes empaquetades. A finals de l’any el 15% dels usuaris de banda ampla tenien contractada alguna modalitat d’oferta empaquetada Triple Play. El tipus de paquet més consumit és de veu i banda ampla.

197

Font: Informe Anual 2007. CMT És important tenir una idea de l’estat dels diferents operadors. L’informe anual i les notes mensuals i trimestrals de la CMT són un bon mitjà per a assolir aquests coneixements.


InformeMensual_CMT_Junio_2008

Mercat europeu

El mercat europeu de les telecomunicacions i tecnologies de la informació va evolucionar positivament amb un creixement del 5,5% durant el 2007, tot i que va disminuir respecte del 2006. Els operadors històrics (dominats) mantenen encara una quota de mercat del 80% dels accessos de telefonia fixa, tot i que progressivament van perdent quota de mercat cap als operadors de cable i els operadors que desagreguen el bucle. Tot i la competència en els accessos, la Comissió Europea ha detectat lleugers augments en els preus del lloguer minorista de les línies en països com Bèlgica, Dinamarca, Alemanya, França, Irlanda i Espanya. Al maig de 2008 hi ha 348 milions d’usuaris d’internet a la UE-27, cosa que ha suposat una penetració mitja del 43,4%. Per països destaquen Holanda, Suècia i Portugal, situant-se tots ells amb una penetració d’internet superior al 70%. La banda ampla sobre xarxes fixes, juntament amb la telefonia mòbil, van ser els motors del sector a Europa. La penetració va passar del 16,3% el 2006 al 20% el 2007. A Espanya l’augment va arribar al 18,3%, per sota de la mitja europea.

198

La tecnologia dominant actualment a Europa en el subministrament de banda ampla és majoritàriament xDSL, amb una quota del 80% del total de connexions. El cable té un 15,3% i la fibra òptica un 1,3%. Cal destacar els pocs accessos per fibra a la llar (FTTH), on destaca Suècia que, a desembre del 2007, disposava de 500.000 accessos FFTH. Països on s’està incrementant significativament aquest tipus d’accés són Itàlia (260.000 connexions), Dinamarca (71.000 connexions) o Holanda (65.000 connexions). A Europa hi ha increment anual de desagregació de bucle del 12,8% (23 milions de línies) i els totalment desagregats van créixer un 54% el 2007.

199

Tot i les caigudes de preus del servei de veu mòbil, els ingressos dels serveis mòbils van créixer al 2007 a causa de l’augment del volum de trànsit consumit. Va augmentar molt la facturació per serveis de dades i d’accés a xarxes 3G. En concret, a desembre del 2007 un 16% del total de línies mòbils a Europa tenien accés a serveis 3G. La taxa de penetració de la telefonia mòbil va augmentar fins al 114% de mitja, on 19 països van superar el 100% (Espanya 109%). Durant el 2007 va destacar en aquest sector la introducció d’una regulació específica per part de la Comissió Europea sobre els preus de la itinerància internacional, atès que eren excepcionalment alts. La CE va imposar un camí de decreixement progressiu de preus. D’altra banda, també van disminuir un 12% els preus de terminació de trucades en xarxes mòbils a la UE. Un dels objectius de la renovada estratègia de Lisboa en matèria d’innovació TIC que va adoptar la UE el 2005 es plasma en la consecució que pel 2010 la despesa en I+D assoleixi el 3% del PIB de la Unió, actualment al voltant de l’1,9%.


InformeMensual_N-economia_Julio_2008.pdf

Mercat mundial

El sector de les telecomunicacions va créixer un 6,2% a nivell mundial, afavorit per les tendències positives molt homogènies en tots els mercats: un alt creixement de la telefonia mòbil, un augment de la demanda de connexions de banda ampla i una caiguda dels ingressos dels serveis de veu sobre xarxes fixes (compensats pels ingressos de la banda ampla). En el mercat mundial de les TIC destaca el fet que Dinamarca i Suècia estiguin per davant d’asiàtics i EUA. Aquest mercat té previst créixer una taxa mitja anual del 3,9% durant el període 2006-2008. El 54% del total dels ingressos van provenir de serveis de la telefonia mòbil, que ha arribat a triplicar el número de línies fixes. S’estima que existeix una penetració del 46,5 % d’aquest mercat per un 19,8 % de les línies fixes i un 5,5 % de la banda ampla. En concret va créixer molt en el mercat dels EUA i els països en desenvolupament, amb una taxa de creixement del 23% anual. En general cal estacar els creixements experimentats per Xina, Índia, Rússia, Brasil i Mèxic, que gairebé van aportar el 75% dels ingressos dels països en desenvolupament (un 32% del total). Una altra tendència del sector a nivell mundial va ser la reducció en facturació dels serveis tradicionals de xarxa fixa del 4,5 %. Si el 2001 aquests serveis suposaven un 48% dels ingressos totals, el 2007 només van suposar el 28% del total. Cal destacar en aquest sector l’augment de clients de serveis de ToIP que van suposar el 19% del total d’abonats a la banda ampla.

200

El creixement dels accessos de banda ampla va ser del 24% i els seus ingressos del 17%, mentre que la banda estreta s’ha anat reduint progressivament. El número d’usuaris mundials d’internet a març del 2008 supera els 1.200 milions, cosa que suposa una penetració del 21,1% de la població mundial. Amèrica del Nord és la que va assolir majors taxes de penetració, assolint el 73,1%, que contrasta amb l’escàs 5,3% de la població africana.


InformeMensual_N-economia_Julio_2008.pdf

201

Sessió 27: Mercat i evolució tecnològica

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Mercat i evolució tecnològica Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia Introducing DWDM.pdf DATKO - WAN.htm IP-Over-WDM Integration Strategies.pdf InformeAnual_CMT_2007.pdf InformeMensual_CMT_Junio_2008.pdf

OBJECTIUS Aquesta sessió intenta mostrar una visió de cap a on evoluciona el mercat, alhora que introdueix la tecnologia que utilitzen les operadores de telecomunicacions i quines són les noves fites a les quals aspiren. Aquestes fites s'assoliran sempre i quan siguin recolzades per les noves tecnologies.

CONTINGUTS S’inicia amb l’apartat de l’evolució del mercat, on s’explica quines són les línies de futur dels diferents camps de les telecomunicacions, així com les tecnologies que suportaran. Després, s'introduiran conceptes tecnològics claus per al desenvolupament de les noves xarxes de telecomunicacions. Aquesta tecnologia afecta tant a les xarxes mòbils, com a les xarxes fixes, com a les xarxes d'audiovisuals.

6.5. Escenari futur i tendències tecnològiques

6.5.1. Evolució del mercat

Per tenir una idea global de l’evolució del mercat, cal tenir en compte les referències tant de la telefonia fixa, com de la telefonia mòbil, com de l’accés a internet i la TV digital.

Telefonia fixa

El mercat de comunicacions fixes a Espanya ha assolit un grau de maduració important en el cas de la telefonia de veu. Aquest servei ha acusat l’efecte de la substitució dels mòbils, ja que està pràcticament estancat el número de línies des del 2004. A partir del 2005 el boom de la banda ampla va fer que es tornés a ampliar el número de línies.

202

Durant el 2007 ha seguit la davallada marcada en els darrers anys de volum de trànsit (-4,7%) i ingressos (-2,6%) i, alhora, augment d’empaquetaments que inclouen la veu entre d’altres serveis. A Espanya hi ha aproximadament 45 línies per cada 100 habitants, que és inferior a la mitjana europea, amb més de 50 línies per cada 100 habitants. La taula següent mostra l’evolució fins a desembre del 2007, però a juny del 2008 existien 20.279.225 línies, amb una penetració del 44,9% amb una variació interanual del 2,8%.

Font: Informe Anual 2007. CMT L’operador que més ingressos va tenir durant el 2007 per aquest servei és TdE, ja que disposa del 81.8% del mercat. El 45% d’aquests ingressos corresponen a serveis de connexió o accés i l’altre 55% a serveis de trànsit.

Font: Informe Anual 2007. CMT Des de l’any 2002 s’observa una tendència decreixent del trànsit cursat a través de les xarxes fixes i, paral·lelament, un augment del trànsit cursat a través de les xarxes mòbils. Durant el 2007 el trànsit originat en les xarxes fixes va seguir baixant un 4,7%. El descens més gran va tenir lloc en el trànsit d’accés a internet de banda estreta (-29%).

203


El trànsit i els ingressos a xarxa intel·ligent, les trucades fix/mòbil i les internacionals han augmentat significativament, tot i que els seus ingressos mitjos s’han reduït a causa de la rebaixa en la terminació en xarxa mòbil imposada per la CMT. Els operadors alternatius, gràcies a la maduresa de la telefonia fixa, s’han centrat en captar el trànsit ja existent més que no pas en desenvolupar nous serveis que tirin de la demanda. El resultat ha estat un descens en els ingressos mitjos per línia per tercer any consecutiu. D’altra banda, en el gràfic següent es constata la simetria del trànsit entre les xarxes mòbils i les fixes, tot i que la tendència és favorable als operadors mòbils.


204

Durant el 2007 s’ha començat a oferir als operadors alternatius la possibilitat d’utilitzar el lloguer del bucle sense servei telefònic bàsic (STB). Això permet als operadors prestar amb tecnologia IP serveis de veu (ToIP) i, en particular, els ofereix la possibilitat d’empaquetar aquests serveis amb els de banda ampla.

InformeAnual_CMT_2007.pdfi

Telefonia Mòbil

En els darrers anys hi ha hagut un increment molt fort en aquest tipus de telefonia, tal com es mostra en taula següent, on es mostra l’evolució del número de clients. Un del segments que més va créixer és el de datacards que permeten l’accés a internet via telefonia mòbil, així com el de línies associades a màquines.

Font: Informe Anual 2007. CMT L’índex de penetració de la telefonia mòbil a Espanya, mesurat com el número de línies en percentatge de la població de cadascun dels països, és major que la mitjana europea per primer cop a la història d’aquesta tecnologia. El 2006 per primer cop sobrepassà el 100%, cosa que indica que hi ha més línies actives que habitants.

Font: Informe Anual 2007. CMT En el darrer any el número de línies va créixer un 8,1%, els ingressos un 11,5% i el trànsit un 17,4%.

205

Font: Informe Anual 2007. CMT Actualment el principal operador és Telefónica Móviles, tot i que ha anat perdent progressivament quota de mercat que està guanyant Vodafone i els nous operadors entrants (Yoigo i OMVs).

Font: Informe Anual 2007. CMT El mercat està dominat per les línies de postpagament amb un 57,1%, mentre que les de prepagament tenen un 42,9%. Durant el 2005 per primer cop les línies de postpagament van superar les de prepagament, el 2006 i 2007 ha incrementat aquesta tendència. És important observar com els dos operadors principals tenen una proporció similar de distribució pre/post, mentre que els nous operadors (Yoigo i OMVs) es caracteritzen per tenir la tendència inversa, amb un predomini de línies de prepagament. De fet, alguns d’aquests OMV únicament comercialitzen línies de prepagament.

206

Font: Informe Anual 2007. CMT Per migrar de GSM a UMTS les estacions base han de canviar el seus transceptors, codificadors de banda ampla i antenes, cosa que suposa una inversió elevada. L’evolució del mercat mòbil passa per l’accés a internet del correu, és a dir, per accions curtes i ràpides. També es requereix compressió per imatges MPEG-4. La figura que hi ha a continuació mostra l’evolució prevista del Mercat mòbil.

Atès que la taxa de creixement de línies mòbils no és tan elevada com fa anys (a causa de la saturació del mercat), els nous operadors han optat per aconseguir clients captant-los dels operadors “tradicionals” mitjançant portabilitat numèrica. Des de l’any 2000 s’han realitzat 15,5 milions de portabilitats. En els anys 2006 i 2007s’han produït tantes portabilitats com en tota la resta. Els operadors que més guanys de clients van tenir al 2006 (Vodafone i Movistar) són els que més reduccions del seu saldo net van tenir al 2007. Així, els operadors amb més guany de clients nets el 2007 van ser Yoigo (118,5 milers de línies) i el conjunt d’OMVs (206,2 milers de línies).

207

Font: Informe Anual 2007. CMT Les quotes de trànsit i ingressos dels operadors van presentar durant el 2007 diferències significatives. La concentració de les dades d’ingressos i trànsits resulta en un indicador major que l’índex de concentració sobre les línies. La causa principal és que els clients dels dos operadors principals (Movistar i Vodafone) presenten una intensitat d’ús del serveis mòbils superior al consum dels altres operadors.

Font: Informe Anual 2007. CMT El juny del 2008 la quota de mercat està de la següent manera:

208

Font: Informe Mensual Juny 2008. CMT La comercialització per part del principals operadors de targes de xarxa HSDPA/UMTS (High Speed Packet Digital Access) que tenen com a finalitat la connexió a internet d’ordinadors personals a través de la xarxa mòbil (datacards) es va iniciar al 2006. Durant el 2007 es va produir un increment del 101% en el volum d’aquest tipus de línies (653.130 línies). Un altre segment que va augmentar significativament va ser el de serveis de telemetria i /o telecontrol associats a màquines que s’utilitzen per a la gestió i control a distància de determinats processos automatitzats. El 2007 van augmentar un 51% (1.111.136 línies).


InformeMensual_CMT_Junio_2008.pdf

Accés a internet

Existeixen múltiples tecnologies d’accés a internet tant residencial com empresarial: xarxes de banda estreta (XTC i XDSI) o de banda ampla. D’aquestes darreres hi ha: ADSL (fàcil instal·lació i menys ample de banda), HFC (Híbrid Fiber Coaxial, més velocitat), radioenllaç, WLL WB (Wireless Local Loop Wide Band) i WiMax, PLC (Power Line) o Satèl·lit (òrbita Leo a 300 km). El nombre d’usuaris a Espanya durant el 2007 ha augmentant molt, cosa que fa que passe a ser de 2,2 milions d’usuaris de banda ampla a finals del 2003 a gairebé 8 milions a finals del 2007. Ha estat els darrers tres anys quan s’ha donat la gran migració de client de la banda estreta a la banda ampla.

209


Telefónica de España va assolir 4.538.644 usuaris de pagament, enfront dels 1.312.106 d’ONO, el seu principal competidor, i a molta distància d’Orange (France Télécom/Wanadoo) amb 661.393.

Font: Informe Anual 2007. CMT El juny del 2008 hi havia un total de 8.647.735 línies de banda ampla. Actualment les xarxes d’accés de banda ampla més àmpliament utilitzades són les ADSL, amb un 79%. D’aquestes, hi ha 1.533.237 de bucle desagregat, que representen el 18%.

210

Font: Informe Mensual Juny 2008. CMT El creixement augmentarà com a conseqüència de la tarifa plana, l’abaratiment de l’ADSL, així com els nous productes empaquetats (Triple-Play), l’augment de la velocitat, el mòdem de cable i l’internet de banda ampla via accés punt-multipunt per ràdio (LMDS, MMDS i WiMAX). El desembre del 2007 gairebé el 92% del total de línies de banda ampla estaven associades a algun servei empaquetat.

Font: Informe Anual 2007. CMT D’altra banda el percentatge de línies en velocitats iguals o superiors a 3Mbps va passar del 14% a finals del 2005 al 75% a finals del 2007. La utilització de la banda estreta és cada cop menor a causa de l’escassa velocitat que es pot assolir (-36% anual). Actualment Telefónica té un 70% de les línies.

211




TV digital

La novetat més destacada dels darrers exercicis és l’increment de la TV-IP. En xifres, els ingressos de TV de pagament van créixer un 3,6% respecte del 2006, on la televisió en obert segueix sent el principal impulsor.

Font: Informe Anual 2007. CMT La TDT, iniciada durant el 2005, ha crescut sobretot atès que s’ha avançat l’apagada analògica al 2010 (a Catalunya serà al 2009), on s’han repartit els 20 canals digitals entre els operadors actius. En total hi haurà 20 canals nacionals, de 4 a 8 autonòmics i de 4 a 10 locals. El desembre del 2007 la TDT arribava al 26% de la població.

212

En el mercat de la TV de pagament durant el 2005 es va iniciar la TV-IP, a través d’Imagenio de Telefónica i Jazztelia, i es va consolidar durant el 2006 i 2007 amb ofertes similars per part d’Orange i Grupalia. Tot i així, la TV per satèl·lit segueix tenint molt avantatge respecte de la resta.


Tendències actuals del mercat de les Telecomunicacions

La primera tendència és un canvi en el sector, ja que s’està veient un creixement de les línies (sobretot mòbils), un creixement del trànsit de veu (sobretot mòbils) i un creixement en el trànsit d’internet, principalment a causa de la banda ampla. De fet, cada cop més hi ha llars sense línia fixa. La segona tendència és la competència intermodal, de forma que s’ha abandonat el model de mercat independent per plataforma. Els usuaris valoren les prestacions dels serveis, no la tecnologia. Així, per exemple, el cable està fent una triple oferta d’internet (dades), veu i TV, en compte d’oferir només TV. Això es pot fer gràcies a l’evolució de HFC de difusió a HFC bidireccional. El mateix passa amb ADSL, gràcies a la seva evolució ADSL2+. A més, la CMT ha aprovat les ofertes de Quadruple-Play amb la incorporació de les ofertes de mòbil a les de Triple-Play.


6.5.2. Avanços Tecnològics pel segle XXI

En aquest apartat s’intentarà repassar de forma breu els avanços tecnològics que modificaran (de fet ja ho estan fent) les telecomunicacions. Tots aquests canvis que se succeiran es basaran en unes tecnologies concretes. Els motors del canvi pel segle XXI seran:

213

• La digitalització • La compressió • La mobilitat • La banda ampla amb qualitat de servei

Els objectius que es volen assolir amb aquestes noves tecnologies són l’abaratiment dels costos de transmissió i de commutació dels operadors i la independència de la distància de la comunicació, de tal forma que al cost solament l'afecti l’ample de banda emprat i no l’estimat.

Tendències tecnològiques en les xarxes fixes

En les xarxes fixes la tendència serà utilitzar DWDM i IP sobre ATM/SDH/WDM, que durant aquesta assignatura es veuen sobretot en el tema de transmissió i qualitat de servei en les xarxes IP, que es veu en el tema de commutació. La tecnologia Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) permet encabir fins a 160 canals òptics en una única fibra òptica. Combinat amb SDH a 40 Gbps amb un enllaç STM-256 es pot arribar a transmetre a una velocitat de 6,4 Tbps en una fibra òptica (160 canals x 40Gbps representen 100 milions de trucades simultànies d’un ample de banda normalitzat de 64 Kbps). Per tractar de minimitzar les inversions, els fabricants han desenvolupat la tecnologia CWDM (Coarse WDM), que ofereix la multiplexació de lambdes però amb separació més gran entre elles del que proposa DWDM. Aquest nou protocol té aplicació en les xarxes metropolitanes. La idea és que les xarxes metropolitanes estiguin implementades amb CWDM i s’interconnectin amb les xarxes backbone amb DWDM mitjançant OxC. La possibilitat d’amplificació emprant amplificadors EDFA (fibra dopada amb erbi) permet abastar grans distàncies, generalment interoceàniques, sense necessitat de regeneració electrònica. Les aplicacions van des de la utilització als cables submarins fins a les xarxes troncals per telefonia, dades o internet. La principal conseqüència és l’abaratiment de les tarifes a causa de la reducció dels costos de transmissió. El que és desitjable és la utilització de la commutació IP en qualsevol tecnologia (Next Generation Networks o NGNs) mitjançant la convergència de xarxes (Full IP o All IP). Per aconseguir-ho, el grau d’integració ha de ser molt elevat. Les tecnologies que permeten la integració d’IP són IP sobre SDH i IP sobre WDM. Tot això, junt amb la creació de tarifes planes per veu i dades (gràcies a l’abaratiment dels costos de commutació) i amb les noves tecnologies aplicades als bucles d’abonats com xDSL (coure) o HFC (coaxial), permeten que els continguts multimèdia arribin a totes les llars. Els nous serveis de ToIP i Triple-Play fan que les xarxes hagin d’implementar qualitat de servei per poder oferir garanties de servei. Per aquesta raó, les NGN utilitzen tecnologies com MPLS i MPLambdaS. Des d’un punt de vista de tendència tecnològica es pot veure com s’ha passat d’una difusió de continguts broadcast a una difusió multicast, per oferir serveis a grup d’usuaris (cable). El següent pas és passar a una difusió unicast, per oferir serveis individualitzats. Això es podrà assolir mitjançant la convergència de xarxes, xDSL, ja que permet un accés a l’usuari individualitzat per part de l’operador, i amb serveis basats en la IPTV (Triple-Play).

214

Els serveis finals més innovadors requereixen el desplegament de noves xarxes d’accés, denominades de nova generació, que tenen per objectiu apropar la fibra òptica a l’usuari final. La CE estima que a finals del 2007 existien més d’un milió de línies actives a la UE-27 amb FTTH. A Europa s’espera que l’evolució passi per apropar progressivament la fibra a l’usuari mitjançant tecnologies FTTx i utilitzant tecnologies com VDSL2 sobre el parell de coure.

Introducing DWDM.pdf

DATKO - WAN.htm

IP-Over-WDM Integration Strategies.pdf

Tendències tecnològiques a les xarxes mòbils

En les xarxes mòbils la tendència és a utilitzar CDMA i satèl·lits LEO, que durant aquesta assignatura es veuran en el tema de transmissió. Fins ara les xarxes mòbils de telefonia empraven TDMA i FDMA com en el cas de la tecnologia GSM. La utilització de CDMA permetrà aconseguir un augment considerable del trànsit cursat a cada cel·la, a més de l’augment de la qualitat d’aquest. Les xarxes UMTS intenten aprofitar les característiques de l’accés CDMA oferint a l’usuari un ample de banda de 2Mbps. Durant el 2006 els principals operadors de telefonia mòbil van iniciar la comercialització de targetes HSPDA/UMTS que permeten unes velocitats de baixada teòriques al terminal mòbil de 14 Mbps, tot i que actualment funcionen a uns 3,6 Mbps. Bàsicament es tracta d’optimitzar la baixada (download) cap als terminal mòbils. A curt termini s’espera el desplegament de la xarxa 3,5G operant amb tecnologia HSPA. Amb aquesta tecnologia es podrà oferir banda ampla a velocitats comparables a les de DSL i, segons com, a preus inferiors. La utilització de satèl·lits LEO (Low Earth Orbit, òrbita baixa a 300 km) s’utilitza per a aconseguir comunicacions de veu mòbil emprant petits terminals amb l’objectiu d’oferir cobertura mundial de la telefonia mòbil. Aquesta tecnologia de moment està patint un retrocés temporal, ja que la xarxa Iridium, un dels màxims exponents amb 66 satèl·lits més 6 de reserva, està actualment en fallida. En l’àmbit dels serveis finals més innovadors que requereixen el desplegament de noves xarxes d’accés, denominades de nova generació, cal destacar el paper reservat per a la tecnologia WiMAX, orientat a entorns oposats a FFTH, és a dir, entorns rurals i semirurals.

215

Tendències tecnològiques al món audiovisual

En el món audiovisual apareixen nous algorismes de compressió, així com la ràdio i la televisió digitals. Al món audiovisual s’investiguen els nous algorismes de compressió tant d’imatges com de veu. Es preveu un augment de l’explotació d’algorismes com l’MPEG-4. S’intenten fusionar tècniques matemàtiques com els fractals amb l’MPEG. Aquests algorismes permetran una major qualitat de el senyal i la transmissió d’un major nombre de canals per la infraestructura actual, permetent VOD (Video on Demand) a 2’5 Mbps (canal lossy) o amb un ample de banda de 9 Mbps (canal lossless). Per poder emprar aquests algorismes de compressió serà necessària una transmissió digital. Per tant, els estàndards de ràdio i televisió digital començaran a adquirir una major rellevància (DAB o DVB). Aquests permeten una major cobertura utilitzant un menor nombre de freqüències amb un augment considerable de la qualitat en recepció. Els avanços tecnològics en aquest mercat estan habitualment liderats per l’organització Digital Video Broadcasting que crea i promou estàndards per a les diferents plataformes. En particular, darrerament ha promogut els estàndards DVB-S2 (satèl·lit), DVB-T (TDT), DVB-C2 (cable) i DVB-H (dispositius mòbils).

Evolució tecnològica

A partir del que s’ha vist fins ara, podem fer unes previsions de futur: • Les xarxes acabaran emprant commutació de paquets IP. • Els terminals digitals cada cop seran més petits (incloent els de televisió). • S’acabarà imposant una convergència entre les xarxes fixes i les mòbils. • S’aconseguiran tarifes independents de la distància de la comunicació o de

l’hora en què es realitza. • Implantació de tarifes planes segons la velocitat de les línies utilitzades. • Globalització en els diferents mercats.

Això forçarà l’evolució en altres aspectes com en els serveis:

• En telefonia s’espera una combinació de les línies fixes i mòbils. S’utilitzarà un únic terminal mòbil amb tecnologia triple: DECT (abast al barri), GSM (per a la ciutat i un determinat país) i LEO (món rural). Finalment s’evolucionarà cap a UMTS aconseguint una línia fixa per llar i una línia mòbil per persona.

• En l’accés d’internet s’utilitzaran els mòdems de banda ampla com els cablemòdem per xDSL o IBA (internet de banda ampla) per ràdio amb velocitats de 10 Mbps. Es podrà gaudir d’un terminal connectat a xarxa en tot moment amb tarifa plana. Es podrà plantejar el treball a distància.

• En el món de la televisió s’aconseguiran receptors individuals (un per persona) i una expansió de la televisió de pagament, televisió interactiva i televisió amb teleserveis.

217

•

Sessió 28: Interconnexió d’operadors: serveis d’interconnexió

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Interconnexió d’operadors: serveis d’interconnexió Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: InformeAnual_CMT_2002.pdf InformeAnual_CMT_2005.pdf InformeAnual_CMT_2007.pdf

OBJECTIUS Aquesta primera sessió de l’últim capítol del curs pretén introduir els serveis d’interconnexió, així com mostrar les estadístiques i ofertes comercials de l’any 2005.

CONTINGUTS Es descriuen en detall els tres tipus d’interconnexió principals, s’analitzen per separat els serveis d’interconnexió fixes i mòbils i es mostra l’estat de les ofertes comercials.

6.6. Introducció a la interconnexió d’operadors

6.6.1. Introducció

La interconnexió consisteix en la “connexió física i funcional de les xarxes de telecomunicacions utilitzades pel mateix o diferents operadors, de manera que els usuaris puguin comunicar-se entre si o accedir als serveis dels diferents i operadors” tal com indica l’annex de la LGT. La interconnexió és un dret i un deure de tots els operadors de xarxes públiques de telecomunicacions, motiu pel qual és un servei que han de prestar-se mútuament els mencionats operadors. No obstant és singularment important distingir entre els serveis d’interconnexió prestats pels operadors que tinguin la consideració d’operadors OPSM (Operador amb Pes Significatiu en el Mercat), que s’atendran en la seva prestació al principi d’orientació de costos, i els prestats per la resta d’operadors, que no tenen perquè orientar a costos el preu que cobren pel servei. Actualment hi ha 20 mercats declarats per la CMT i la designació dels OPSMs depèn de cada mercat. Tot OPSM ha de proposar uns preus i condicions tècniques d’interconnexió que la CMT ha de validar. L’OPSM es basa per proposar preus en la seva comptabilitat de costos i taxa de retorn de les inversions fetes. En el cas de comunicacions fixes i Telefónica és l’OIR per motius històrics. En el cas de comunicacions mòbils són simplement propostes de

218

preus basades en la validació prèvia de la CMT mitjançant el seu corresponent expedient. Els operadors OPSM en la xarxa telefònica fixa han de publicar una Oferta d’Interconnexió de Referència (OIR) en la qual es detallin els serveis d’interconnexió que estan obligats a prestar amb un preu orientat a costos. L‘actual OIR data del 2005 i va ser modificada parcialment el 2006. D’altra banda, tots els operadors tenen l’obligació d’enviar a la CMT els documents on formalitzen els acords generals d’interconnexió (AGI). Actualment hi ha dues modalitats d’interconnexió: la interconnexió de trànsit per temps i per capacitat. Els serveis bàsics d’interconnexió de trànsit commutat (no lloguer de circuits) són els següents:

• Servei d’interconnexió d’accés • Servei d’interconnexió de terminació • Servei d’interconnexió de trànsit

Alguns serveis d’interconnexió es poden contractar en dues modalitats: en règim de temps i en règim de capacitat. En la interconnexió per temps, els serveis d’interconnexió es facturen en funció del trànsit cursat en minuts. En la interconnexió per capacitat es factura únicament per enllaç contractat, independentment del volum de minuts cursats a través d’aquest enllaç. La interconnexió per capacitat va ser introduïda tant per a serveis de veu com per a serveis d’internet de banda estreta per la CMT a finals del 2001 (altres països de la UE tan sols ho apliquen per a serveis d’internet). L’objectiu és la contractació de circuits de 64 Kbps que són posats a disposició de l’operador entrant per satisfer les seves necessitats d’interconnexió. Aquesta modalitat possibilita l’explotació d’economies d’escala i d’abast al permetre balancejar òptimament els trànsits de veu i d’accés a internet al mateix temps, per tenir un ús més eficient dels circuits contractats. La interconnexió per capacitat permet que el cost depengui de la capacitat de trànsit contractat, independentment del trànsit cursat. Aquest model d’interconnexió possibilita guanys d’eficiències específiques a l’operador que les contracti, ja que incorre en un cost fix en la contractació d’enllaços que després pot distribuir òptimament a través de les franges horàries i derivar així en economies d’abast. Així mateix, també és possible explotar economies d’escala en la contractació d’enllaços, a l’existir una relació no lineal entre el número de circuits contractats i el número de minuts que es poden transmetre per a un paràmetre de qualitat fixat. Cal destacar que la modalitat d’interconnexió per capacitat només es pot utilitzar en els serveis d’accés i terminació. Actualment únicament Telefónica està obligada a oferir el model d’interconnexió per capacitat de forma regulada i fins al 2007 només l’oferia Telefónica amb 14 operadors adherits. Durant el 2007 Euskaltel també va oferir aquest model d’interconnexió a Telefónica. Habitualment els operadors utilitzen ambdós models de forma combinada, escollint en cada punt concret d’interconnexió la millor opció en funció del volum i perfil del trànsit. http://www.cmt.es/cmt_ptl_ext/SelectOption.do?nav=oferta_oir

http://www.cmt.es/cmt_ptl_ext/SelectOption.do?nav=oferta_oir�

219



Servei d’interconnexió d’accés

Mitjançant aquest servei l’operador que el proveeix (operador A) entrega a l’operador interconnectat (operador B) una trucada d’un client connectat físicament a la seva xarxa que hagi seleccionat l’anomenat operador (B) per algun dels mecanismes de selecció previstos per la legislació vigent, perquè aquest últim tracti la trucada. Només els operadors amb consideració de dominants estan obligats a prestar aquest servei, tant en els casos de selecció trucada-trucada (ús de prefixes p.ex. 1050) com en els casos de preselecció. En l’exemple següent, el benefici de l’operador B és la diferència entre el que cobra del client i el que ha de pagar a TdE (operador A) per la interconnexió. Aquest és el cas més típic en el cas d’interconnexió d’accés en xarxes fixes.

És interessant que l’alumne es plantegi com funcionaria la interconnexió d’accés amb totes les tipologies d’OMVs explicades.

inf_anual_CMT2002

Servei d’interconnexió de terminació

Es defineix com aquell servei pel qual l’operador que el proveeix (A) finalitza en la seva pròpia xarxa una trucada que li ha sigut entregada prèviament per l’operador que s’hi interconnecta (B). L’operador B paga a A pel servei de terminació de la trucada.

Existeixen serveis de terminació fixes i mòbils, i nacionals i internacionals.

220

És interessant que l’alumne es plantegi com funcionaria la interconnexió de terminació amb totes les tipologies d’OMVs explicades.


Servei d’interconnexió de trànsit nacional

És el servei que es presta quan l’operador (A) interconnectat sol·licita que una trucada sigui transportada a través de la xarxa de l’operador que el proveeix (B) perquè sigui posteriorment entregada a un tercer operador (C) amb el qual (A) no està interconnectat.


Exemples d’interconnexió nacional

Si es tingués un client X en un operador (FTTen o FTSA-HFC) que es volgués donar de baixa únicament del servei de VoIP (el qual passa a ser client de VoIP de l’operador Z), indicar el flux de pagaments d’interconnexió en una trucada originada pel client X i dirigida cap a un altre client del mateix operador (FTTen o FTSA-HFC).

Un altre exemple d’interconnexió nacional es pot trobar en l’examen de juny del 2006 que està resolt en la sessió 30.

Servei d’interconnexió de trànsit internacional

En l’àmbit internacional la interconnexió no està regulada, de forma que està al mercat. Així doncs, els preus depenen de l’oferta i la demanda. Existeixen hubs de concentració internacional situats en els principals focus de negoci del món. A Europa és a Londres, a l’Amèrica del Nord és a Nova York, a l’Amèrica del Sud és a Santiago de Xile i a Àsia és a Honk Kong.

221

6.7. Anàlisi dels serveis d’interconnexió

6.7.1. Descripció del mercat

L’any 2007 es va caracteritzar per un descens dels ingressos pel servei d’interconnexió per part dels operadors. D’una banda es va reduir el trànsit d’accés, en l’accés de veu i el d’internet de banda estreta. D’altra banda es va consolidar encara més el model de trànsit per capacitat com a model d’interconnexió amb TdE. Després de la modificació de l’OIR el novembre del 2005, els preus majoristes de les línies llogades van baixar entre el 10% (baixa capacitat) i el 33% (2, 34 i 155 Mbps). El conjunt de servei d’interconnexió en xarxes fixes (terminació, accés, trànsit, interconnexió per capacitat i xarxa intel·ligent) van baixar un 4,3% durant el 2006, mentre que aquests serveis en xarxes mòbils van créixer.


222

Font: Informe Anual 2007. CMT Les principals conclusions que es poden extreure de l’evolució seguida fins al moment actual i derivades del marc regulador anterior són:

• La regulació, seguida després de la liberalització del mercat, ha provocat fortes reduccions en els preus d’interconnexió majoristes, que han permès els primers passos en el desenvolupament competitiu, l’entrada de nous operadors, sense que això impliqués la duplicitat ineficient de la xarxa.

• La solució majoritària adoptada fins a la data per les institucions europees i la CMT ha estat l’aplicació del criteri de simetria de xarxa i reciprocitat de preus.

• Les polítiques de tarifes dels operadors entrants s’han vist influïdes pels preus d’interconnexió i la política comercial de l’operador dominant.


6.7.2. Serveis d’interconnexió fixes

Els ingressos per serveis d’interconnexió es van incrementar un 8,8% durant el 2007 fins als 1.660,7 milions €. Cal destacar el fort increment dels serveis d’interconnexió de xarxa intel·ligent i informació telefònica, amb un increment interanual del 49,3% i que va arribar a representar el 20,3% dels ingressos. Això s’explica per l’augment de trucades a numeració amb tarifació addicional.

Font: Informe Anual 2007. CMT L’any 2003 va ser l’any de la plena implantació de l’oferta d’interconnexió per capacitat i durant el 2004 l’increment de la contractació d’aquesta modalitat va ser molt superior a l’evolució de la interconnexió en el seu conjunt del període 2002-2004. Durant el 2005 i 2006 es van regular a la baixa els preus per capacitat, per la qual cosa els

223

ingressos per aquest concepte van baixar. Durant el 2007 els operadors van constatar que la interconnexió per capacitat no els oferia tots els avantatges competitius desitjables i, per tant, aquesta modalitat ha disminuït. D’altra banda, cal destacar l’augment dels ingressos per interconnexió de trànsit. Durant el 2007 el volum d’interconnexió contractada en minuts va baixar un 3,3% respecte l’exercici precedent. El fet que TdE com a operador tradicional domini la major part dels accessos als abonats i que, com a conseqüència, tingui obligacions com la selecció trucada-trucada, fa que del total de serveis contractats, en qualsevol de les seves modalitats, durant el 2007 Telefónica acapari una gran part del minuts de serveis majoristes. Tot i això, en els últims anys s’ha vist com TdE, que inicialment tenia el mercat de serveis d’interconnexió, accessos i trànsit pràcticament en monopoli, ha anat perdent quota de mercat en favor dels restants operadors, en especial els operadors de cable.

Font: Informe Anual 2007. CMT Cal destacar que mentre Telefónica ha d’oferir els seus serveis orientats a costos, la resta d’operadors de xarxa fixa han d’oferir la terminació en les seves xarxes a un preu raonable, que no pot superar mai el 30% del preu de terminació de l’OIR vigent.


6.7.3. Serveis d’interconnexió mòbils

Tot i la incorporació de nou operadors en aquest mercat i el corresponent augment del trànsit, els ingressos per serveis majoristes (inteconnexió) van experimentar una reducció respecte del 2006. Això s’explica per la reducció de preus de dos serveis regulats: la terminació i el trànsit internacional. Els serveis majoristes de xarxes mòbils es van veure afectats per la intervenció reguladora de la CMT, que un any més va rebaixar els preus de terminació nacional de trucades a telèfons mòbils, i de la Comissió Europea, que fixar els preus minoristes i majoristes del servei d’accés itinerant (roaming) internacional. Aquestes baixades van repercutir en els ingressos mitjans per minut dels operadors. Així doncs el segment va disminuir fins als 4.022,6 milions d’€ (-5,1%). Tot i això el volum d’ingressos en aquest segment van superar novament durant el 2007 als ingressos per interconnexió amb les xarxes fixes.

224

La quota de mercat de Telefónica Móviles per trànsit és superior en 2 punts percentuals a la seva quota de mercat per ingressos, al contrari del que passa amb Orange, cosa que indica la persistència de les diferències en els preus de terminació dels diferents operadors.


Font: Informe Anual 2007. CMT Durant el 2007 la reducció dels preus de terminació dels operadors mòbils va repercutir directament en la disminució dels ingressos. Aquests preus de terminació són diferents en els tres operadors del mercat, tot i que està previst que s’equiparin al setembre del 2009 pels operadors tradicionals.

Font: Informe Anual 2007. CMT Amb l’arribada dels operadors mòbils virtuals (MVMO) durant el 2006, els operadors mòbils han començat a facturar interconnexió d’accés, tal com fan els operadors fixes. Per veure un exemple de funcionament es pot veure el de juny del 2006.

225


6.7.4. Oferta comercial

El mercat dels serveis majoristes de veu és un dels que es troba més fermament regulat, no només per als operadors dominants sinó també per als no dominants. Això respon a la necessitat dels operadors alternatius d’obtenir accés a les xarxes de l’operador dominant en les primeres fases de la liberalització. Si no es fes així, els operadors alternatius no aconseguirien captar clients en cap cas. Existeixen diferents models de regulació en la telefonia fixa i la mòbil, a causa del diferent punt de partida i evolució de tots dos mercats. Per una banda la telefonia fixa partia d’una situació de monopoli en la qual l’operador dominant no tenia cap incentiu per interconnectar-se amb els seus potencials competidors en el mercat minorista. D’altra banda, en el mercat de la telefonia mòbil hi ha hagut competència des del principi, cosa que va fer que existissin incentius per interconnectar-se com a mitjà per incrementar els ingressos. Les condicions més exigents recauen sobre l’operador dominant en telefonia fixa (TdE), que per definició ho és també en el mercat de la interconnexió. Així, Telefónica està obligada a publicar una OIR amb preus orientats a costos. Els operadors alternatius fixes també tenen obligacions i el seu marge de maniobra en termes de política comercial i preus és molt reduïda. Estan obligats a facilitar la interconnexió en condicions objectives i no discriminatòries. Però, addicionalment, com a mínim amb les seves relacions amb Telefónica, han d’aplicar el principi de simetria, és a dir, que els preus aplicats per Telefónica pel servei de terminació de les trucades en la seva xarxa han de ser iguals als aplicats pel operadors alternatius. Els operadors dominants en telefonia mòbil també han d’orientar els seus preus d’interconnexió a costos. Actualment es considera que tots els operadors de telefonia mòbil tradicionals són dominants. L’octubre del 2007 es va determinar que Yoigo també fos considerat operador PSM i es va iniciar el procediment perquè també ho siguin els OMVs complets.


227

Sessió 29: Accessos i serveis de banda ampla

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Accessos i serveis de banda ampla Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2 hores Dedicació: 2 hores Treball a lliurar: no Material:

• Bibliografia bàsica: InformeAnual_CMT_2006.pdf InformeAnual_CMT_2007.pdf OBA_Maig2008.pdf GigaADSL.pdf

OBJECTIUS En aquesta sessió es tanca el capítol d’interconnexió d’operadors. S’acaben de veure les deficiències advertides per la CMT en els serveis d’interconnexió i s’analitza el mercat de la banda ampla majorista.

CONTINGUTS Alguns dels problemes amb què s’ha trobat la CMT els darrers anys ha estat la simetria de preus d’interconnexió i la incorporació de la interconnexió per capacitat. A més, s’analitzen les estadístiques i ofertes de la banda ampla majorista.

6.7.5. Deficiències del mercat

L’estructura basada en costos fixes de Telefónica fa que la seva oferta comercial de veu pugui ser més flexible que la dels seus competidors. Per solucionar aquest aspecte, en l’OIR es va incloure el model d’interconnexió per capacitat com alternativa al model d’interconnexió per temps. Els costos dels serveis de terminació en xarxes mòbils suposen uns costos molt importants als operadors fixes comparats amb el volum de trànsit fix-mòbil. Tot i això cal tenir en compte que la diferència entre el preu mig d’interconnexió fix-mòbil i el preu mig del servei fix-mòbil proporcionen als operadors fixes un marge de benefici al voltant del 10%. Durant els exercicis de 2004-2007 l’activitat regulatòria de la CMT es va centrar bàsicament en la intervenció dels preus de terminació del tres operadors de telefonia cel·lular. Aquesta actuació va fer baixar els preus de terminació dels tres operadors, amb l’objectiu de continuar l’orientació dels preus a costos.

228

Simetria de preus d’interconnexió

BT i Colt Telecom es van dirigir a la CMT durant l’any 2001 en relació a un conflicte suscitat amb la negociació amb Telefónica. El conflicte es plantejava per la consideració dels operadors alternatius, ja que els preus corresponents als serveis d’interconnexió de terminació de trucades en les seves xarxes de trucades amb origen a Telefónica havien de ser diferents i superiors als preus de terminació de trucades a la xarxa de Telefónica, que són els preus regulats per l’OIR. La CMT va resoldre a favor de la simetria de preus d’interconnexió, de forma que els preus plantejats pels operadors alternatius s’havien d’ajustar al model de xarxa de referència en l’OIR.

Dimensionat d’enllaços per capacitat

Inicialment el procediment de dimensionat dels enllaços s’havia deixat a la negociació de les parts implicades. Com que apareixien discrepàncies, la CMT va determinar eliminar la responsabilitat compartida. Així, ara cada operador serà responsable del dimensionat del punt d’interconnexió per cursar els serveis d’interconnexió que tingui previst demandar l’altre operado, sobre la base de les seves pròpies estimacions de trànsit.

Tipologia de trànsit del model per capacitat

La majoria dels operadors que desitjaven aplicar el model d’interconnexió per capacitat requerien la modalitat combinada veu+internet. En principi Telefónica entenia que no tenia l’obligació d’oferir aquesta modalitat. La CMT es va pronunciar repetidament en contra de la interpretació realitzada per Telefónica i va confirmar l’obligació de Telefónica de proporcionar tant la capacitat modalitat internet com la combinada veu+internet.

Desbordament de trànsit del model per capacitat

Quan es va introduir la interconnexió per capacitat només era permès un desbordament màxim de trànsit des d’enllaços de capacitat a enllaços de temps en el mateix PdI d’un 1%, amb ampliació obligatòria d’enllaços de capacitat al superar el llindar acordat. Finalment s’ha introduït en l’OIR una modalitat de desbordament sense obligació d’ampliació.



229

6.8. Accessos i serveis de banda ampla majoristes

6.8.1. Anàlisi del mercat majorista

Aquest apartat analitza les opcions majoristes que enfront dels operadors que comercialitzen serveis minoristes de banda ampla. Són serveis, els oferts a usuaris finals, que es poden qualificar de serveis emergents, però que s’asseuen sobre el bucle d’abonat. Això ha fet que la CMT hagi determinat tractar els problemes sorgits en relació amb aquestes activitats de forma mixta. Per una banda de menor intervenció ex ante (planificada prèviament) en el tram minorista, i per una altra banda una intervenció més intensa per garantir unes condicions de competència suficients per desenvolupar els models de negoci dels operadors. Són molt pocs els operadors que presten aquests tipus de serveis majoristes, ja que exigeixen tenir desplegada prèviament una infraestructura suficient o exercir de revenedor majorista. La major part d’aquests serveis han estat possibles gràcies a la regulació imposada sobre Telefónica. Per tal de prestar serveis finals d’accés de banda ampla hi ha diverses modalitats possibles. La utilització de xarxa pròpia, el lloguer del bucle d’abonat, parcialment desagregat o totalment desagregat, i l’accés indirecte. Els serveis d’accés indirecte són la modalitat principal d’entrada dels operadors alternatius, excloent els operadors de cable, al mercat de la banda ampla. Aquesta oferta majorista de bitstream ha d’entendre’s com una opció complementària a l’accés desagregat, ja que aquesta opció requereix una menor inversió inicial i permet als nous entrants de limitar el risc de les seves inversions en les fases inicials de la seva entrada al mercat. Els preus regulats d’aquest servei han servit perquè els operadors assoleixin una massa crítica de clients, cosa que els estimula a seguir creixent en la cadena de valor (pujar per l’escala de la inversió) fins a nivells superiors on es troba l’accés desagregat i, posteriorment, el desplegament d’infraestructures pròpies. Per a l’accés indirecte existeixen diverses solucions tecnològiques ofertes per Telefónica: el GigaADSL i l’ADSL IP. Els operadors alternatius d’ADSL tenen una quota del mercat minorista del 24% del total, basat pràcticament en la seva totalitat en serveis GigaADSL i ASDL-IP oferts per Telefónica, associats a l’accés indirecte de l’OBA. La interconnexió amb la xarxa de Telefónica es pot realitzar a nivell ATM en 109 distribuïts geogràficament per Espanya o a nivell IP nacional en dos punts: Barcelona i Madrid. L’any 2007 es va tancar amb 372.930 línies d’accés indirecte (ADSL-IP i GigaADSL) amb un descens del 4,6%. Per contra, els bucles desagregats van pujar molt significativament (+44,2%).

230

Font: Informe Anual 2007. CMT El servei de revenda és un producte que Telefónica proporciona els nous operadors entrants, i és pràcticament el mateix que ofereix als seus clients finals. En aquest esquema, a diferència de la resta de modalitats d ‘accés majoristes, el nou entrant no necessita invertir en infraestructures, només ha de comercialitzar, distribuir i facturar el producte. La quota de Telefónica és del 92,2%.

Font: Informe Anual 2007. CMT Dins la tònica general de reducció del número de clients, destaca l’important creixement dels clients dels serveis majoristes oferts per operadors alternatius als del grup Telefónica (GigaADSL i ADSL IP de Telefónica). Aquests descensos de clients, indiquen un procés de depuració en els operadors que accedeixen als serveis majoristes per oferir banda ampla, fruit de la competència en els mercats finals. Per

231

poder obtenir guanys en el mercat minorista es necessària una massa crítica de clients que cobreixi les inversions realitzades. En un mercat final amb competència, on cinc operadors representen el 90% del mercat, és probable que molts operadors no hagin pogut assolir una massa crítica suficient de clients i hagin hagut d’abandonar el mercat de banda ampla minorista, per la qual cosa deixarien de ser clients dels serveis majoristes de referència. A mitjans del 2003 es comptabilitzaven 8.572 bucles desagregats per un total de 7 operadors: Auna, Comunitel, Jazztel, Uni2, Al-pi, Colt i Orange, tot i que Auna i Comunitel tenien el 75% dels bucles. Aquesta dada suposa un increment molt important respecte del 2001 i 2002 (increment del 30% mensual) tot i que encara és ridícul en comparació amb els 20 milions de parells que encara té Telefónica, i encara més si es compara amb Alemanya, on hi ha més d’un milió de bucles desagregats. A partir de març del 2004 hi va haver un increment molt significatiu de bucles desagregats (parcial i totalment), amb una mitjana de més de 12.000 bucles addicionals mensuals, i a juny del 2008 hi havia 1.533.000 bucles desagregats. Això va suposar pels operadors entrants un gran esforç inversor, en contrast amb el que suposa la inversió amb l’accés indirecte. Cal recordar que, tal com es va veure en el capítol dedicat a ADSL, també és molt més rentable el bucle totalment desagregat que l’accés indirecte. Orange i Ya.com principalment en la modalitat d’accés compartit i Jazztel en la de totalment desagregat.

Font: Informe Mensual Junio 2008. CMT A partir del tercer trimestre del 2004 és quan es van plasmar aquestes desagregacions en ofertes comercials que, a canvi d’un pagament fix mensual, oferien trucades nacionals i banda ampla simultàniament. Actualment s’aprofiten les desagregacions per oferir Triple-play amb ADSL2+. Tal com s’observa en la distribució geogràfica, Barcelona i Madrid són les províncies amb més penetració de bucles desagregats (al voltant del 30%), que contrasten amb la gairebé nul·la desagregació a Ceuta, Melilla, les illes Canàries i Osca.

232


OBA_Maig2008.pdf



GigaADSL

GigADSL és el nom comercial mitjançant el qual Telefónica ofereix la facilitat d’accés indirecte al bucle d’abonat mitjançant tècniques basades en tecnologies ADSL. Bàsicament es pot considerar GigaADSL com el feix (o bundle) de línies ADSL que Telefónica entrega als operadors alternatius.

233

Font: OBA 2008. CMT En la banda de l’operador s’ubica el denominat port del Punt d’Accés Indirecte (pPAI), el qual concentrarà les connexions procedents de diversos usuaris origen del mateix operador. Aquest port presentarà una interfície ATM. Donada la posició dominant de Telefónica, que disposa de la infraestructura d’un antic monopoli estatal, aquesta està obligada a oferir el servei d’accés indirecte al bucle d’abonat GigaADSL per garantir la competència en servei de banda ampla, cosa que permet que altres operadors puguin proveir aquests serveis. Els serveis GigaADSL són consumits pels operadors amb dues finalitats principals. La primera és, mitjançant els seus propis mitjans, proveir serveis finals ADSL. La segona és per empaquetar-los amb elements addicionals de xarxa i revendre’ls a la seva vegada a operadors que seran els qui ofereixin el servei final. Telefónica és l’únic oferent de la modalitat GigaADSL atès que fins a la data cap operador alternatiu ha aconseguit prou desplegament de xarxa per replicar un servei similar. El GigaADSL entrega el senyal en tecnologia ATM i aquesta és recollida pel client en un dels 109 punts d’accés indirecte (PAI). Combinant aquest servei amb altres fases posteriors de transport i concentració, altres operadors poden prestar serveis majoristes com l’ADSL IP.

OBA_Maig2008.pdf

234

gigadsl.pdf

ADSL-IP

Els serveis d’accés indirecte al bucle d’abonat oferts per Telefónica possibiliten, mitjançant tècniques basades en tecnologies ADSL, la concentració del trànsit procedent d’un número variable d’usuaris sobre una única interfície d’operador, compartint l’accés de cadascun dels mencionats usuaris amb el servei telefònic. La figura següent representa l’arquitectura genèrica dels serveis d’accés indirecte. ADSL IP.

Font: OBA 2008. CMT En la banda de l’operador s’ubica el denominat port del Punt d’Accés Indirecte (pPAI), el qual concentrarà les connexions procedents de diversos usuaris origen del mateix operador. Aquest port presentarà una interfície IP. El servei d’ADSL IP de Telefónica entrega a l’operador ISDP el senyal en protocol IP i en únicament dos punts de la geografia (Barcelona i Madrid), amb independència de la ubicació geogràfica del client final.

OBA_Maig2008.pdf

235

Sessió 30: Sessió de problemes

FITXA DE LA SESSIÓ Nom: Sessió de problemes Tipus: teòrica Format: no presencial Durada: 2,5 hores Dedicació: 3 hores Treball a lliurar: no Material: no

OBJECTIUS Tenir una primera idea del que s’espera de l’alumne per aprovar l’assignatura.

CONTINGUTS Exàmens del primer i segon parcial de juny del 2008.

7. Resolució d’Exàmens

7.1. Juny del 2008 (1Q)

7.1.1. Examen del primer quadrimestre del 2008

Aquest examen tenia una durada d’una hora i trenta minuts. La xarxa d’un operador alternatiu (OA) per donar servei a una empresa situada en un polígon industrial es basa en el diagrama de la figura següent:

L’empresa ens sol·licita el servei de connectivitat per a quatre polígons amb iguals requeriments de BW situats en les ciutats A, B, C i D. Es demana una resposta justificada a: (10%) Dibuixar el diagrama de blocs dels equips necessaris en la xarxa troncal de l’operador OA, considerant topologia de xarxa optimitzada IP. Explicar la funció de cadascun dels equips implicats.

236

PdI: Punt d’interconnexió: Lloc on s’entrega el senyal per part de l’operador dominant. Router: Enrutament del trànsit. Priorització. Seguretat. ADM-64: Multiplexor de senyals de línia a velocitat STM-64 (10 Gbps) Topologia en anell a STM-64 (10%) Considerant que en cada polígon es té la següent distribució de requeriments de velocitats vers l’exterior i interior, dimensionar les velocitats de connexió en cada PdI i la xarxa troncal:

• Pol. Ciutat ‘A’ => 50 % vers l’exterior • Pol. Ciutat ‘B’ => 25 % vers l’exterior • Pol. Ciutat ‘C’ => 25 % vers l’exterior • Pol. Ciutat ‘D’ => 50 % vers l’exterior

Pol. Ciutat ‘A’ => 1,25 Gbps => STM-16 Pol. Ciutat ‘B’ => 625 Mbps => ~STM-4 (s’accepta STM-16 com a solució estricta) Pol. Ciutat ‘C’ => 625 Mbps => ~STM-4 (s’accepta STM-16 com a solució estricta) Pol. Ciutat ‘D’ => 1,25 Gbps => STM-16 (10%) L’empresa ens manifesta que les aplicacions amb les quals s’opera tenen diferents prioritats/criticitat. És possible un tractament diferenciat a nivell de xarxa per assolir aquestes quatre QoS diferents? Si creus que sí, proposa mecanismes que ho possibilitin.

• Aplicacions de negoci: màxima prioritat • Aplicacions sistema SAP control econòmic: prioritat mitja • Aplicacions sistema productiu: prioritat baixa • Resta d’aplicacions: servei tant-com-puc (best effort)

És possible mitjançant les tecnologies MPLS (bits EXP), DiffServ (ToS) i/o IntServ (RSVP) o una combinació d’elles. Mecanismes:

• Classification (diferencia entre els diferents paquets d’entrada) • Metering (mesura que la velocitat dels fluxos no excedeixi la contractada) • Marking (etiqueta els paquets modificant el camp DSCP de la capçalera IP) • Queuing (defineix una cua per a cada prioritat DSCP, per exemple WFQ) • Droping/Policing (eliminació del trànsit que excedeix la velocitat

contractada quan excedeixin les cues amb tail drop o de forma prioritària amb WRED)

237

• Shaping (adaptació del trànsit que excedeix la velocitat contractada amb tècniques de token bucket mitjançant CAR)

A nivell òptic no és possible amb aquesta topologia. (15%) En l’apartat 1 has utilitzat dimensionament de xarxa basat en jerarquia STM-n, atès que en la figura apareix un anell STM-16. La tecnologia STM-n era la utilitzada abans per les xarxes d’accés i agregació però actualment s’utilitza una altra tecnologia. Quina és? Per quins motius econòmics s’ha canviat de tecnologia? Com es pot diferenciar la QoS d’aquesta tecnologia? Quins mecanismes ho possibiliten? Ara s’utilitzen xarxes d’agregació MetroEthernet que són molt més barates i permeten grans velocitats. La QoS es diferencia amb el protocol 802.1p i el mapeig de les prioritats es realitza d’una tecnologia a una altra a mida que el trànsit passa d’una topologia de xarxes a una altra (p.ex. de MPLS a Ethernet). (15%) La xarxa troncal de l’apartat 1 pot suportar la connectivitat dels quatre polígons a les quatre ciutats, però ara suposem que vénen nous clients empresarials que multipliquen el trànsit (requerit en l’apartat 2) en la xarxa troncal per a 20. Canviarà el diagrama de blocs de la xarxa troncal? Canviarà la velocitat de l’anell? Quins nous equips caldran? La velocitat de l’anell passarà a ser de 3,75 Gbps x 20 = 75 Gbps. Caldrà utilitzar tecnologia WDM per multiplexar els 8 anells de 10 Gbps (o 2 de 40Gbps). Dibuixa el diagrama, posa els noms dels equips i dimensiona la xarxa resultat amb velocitats normalitzades. Tecnologia WDM per multiplexar els 8 anells de 10 Gbps (STM-64) o 2 anells de 40 Gbps (STM-256). El resultat seran enllaços punt-a-punt de 80 Gbps amb anells multiplexats amb MUX/DEMUX WDM. (10%) En el cas de l’apartat anterior i considerant els següents amples de banda per aplicació i prioritat: Quins mecanismes ho possibiliten? Explica com opera. Dimensiona la xarxa troncal per diferenciar QoS a nivell de transmissió òptic

• Aplicacions de negoci => 40% de la capacitat i màxima prioritat • Aplicacions sistema SAP control econòmic => 30% de la capacitat i prioritat

mitja • Aplicacions sistema productiu => 20% de la capacitat i prioritat baixa • Resta d’aplicacions => 10% de la capacitat i servei tant-com-puc

Tecnologia MPLambdaS que permet diferenciar la QoS posant cada prioritat en una lambda diferent. Cal ajustar les lambdes en funció dels requeriments:

• 3 anells per màxima prioritat

238

• 2 anells per prioritat mitja • 2 anells per prioritat baixa • 1 anell per servei tant-com-puc

Si es vol ser estricte amb el trànsit, aleshores cal utilitzar una 9a lambda (3+3+2+1). S’accepten totes dues solucions. (15%) Ara l’empresa ens demana un servei de videoconferència corporatiu entre els quatre polígons a les quatre ciutats inicials. Com que és un servei amb requeriments de temps real haurem de donar-li màxima prioritat i garantir poder transportar informació multimèdia sobre el protocol IP. Quin protocol suporta això? Com es garanteix el servei en temps real? Creus que és necessari incorporar algun nou element a la xarxa? Si és així, descriu les seves funcions. L’únic protocol explicat capaç de garantir el servei i alhora proporcionar màxima prioritat és RSVP. Protocol de reserva de camí extrem-extrem depenent de la QoS i el BW (ample de banda), es pot aplicar per fluxos de dades però no per aplicació. Aquest protocol utilitza un mecanisme per destinar recursos en una determinada ruta. Genera dos missatges de nivell 4 inserits sobre IP: PATH (missatge d’anada de recursos on s’especifica la QoS requerida en cada node) i RESV (missatge que segueix el camí invers determinat pel PATH per a determinar el conjunt de paràmetres de QoS). Caldrà incorporar un Softswitch que farà les funcions de gestió de trucada (Gatekeeper), gestió dels Media Gateways (Media Gateway Controler) i traducció entre senyalitzacions (Signaling Gateway). (15%) Atès que detectem problemes de qualitat a la part de xarxa d’accés/agregació de l’operador dominant (OD) haurem de col·locar equipament per fer les proves de transmissió del senyal a través de la xarxa d’OD. On col·locarem els equips? Quins paràmetres mesurarem per garantir la transmissió correcta de senyals amb requeriments de temps real? Els col·locarem en els nodes OA i a l’entrada de la xarxa troncal d’OA. Caldrà mesurar la latència (retard fix), el Jitter (retard variable) i la pèrdua de paquets.

239

7.2. Juny del 2008 (2Q)

7.2.1. Examen del segon quadrimestre del 2008

Aquest examen va tenir una durada d’una hora i quaranta-cinc minuts.

Part I

Un operador alternatiu es planteja donar serveis de telecomunicacions a una empresa que té un polígon industrial. Per això analitza usar una canalització de l’operador dominant dins l’entorn de la nova cautelar de la CMT. Aquesta cautelar permet a un operador alternatiu (OA) usar canalització de l’operador dominant (OD) amb condicions econòmiques orientades a costos si OA es compromet a l’estesa de fibra fins al seu client. La figura següent mostra la topologia de la xarxa.

La inversió de la canalització suposà a l’OD 80€/m fa 5 anys i té una vida útil de 25 anys. Això vol dir que l’amortització anual de la inversió és aquesta dividida entre 25. Els costos de manteniment de la canalització són un 2% del total de la inversió. Aquesta canalització serà compartida a mitges per OD i OA. Des de la LEC de l’OD existeix fibra “vacant” en el PdI per connectar-se amb OA. La inversió en canalització d’obra civil per l’estesa d’OA correspon a entorn semiurbà amb un preu de 60 €/m i costos de manteniment anuals del 2% del total de la inversió. La fibra (conducte + cable amb 4 fibres) li costa a l’OA uns 6 €/m.

Es demana una resposta justificada a: (10%) Quina és la inversió per OA i què haurà de pagar a l’any OD per ús de la canalització? OA: Inversió (estesa canalització OA): 60 €/m x 2.000 m = 120.000 €

Inversió (estesa canalització OA): 6 €/m x 2.000 m = 12.000 € Inversió (canalització OD): 6 €/m x 20.000 m = 120.000 € Inversió Total: 252.000 €

240

OD: Amortització de la inversió: (80 €/m x 20.000 m) / 25 anys = 64.000 € /any Cost Manteniment: 0.02 x 1.600.000 € = 32.000 € /any OA ha de pagar a OD la meitat dels “costos” anuals: 48.000 €/any L’empresa que ocupa el polígon industrial es distribueix en 4 edificis, segons la següent figura:

Les necessitats de connectivitat vers l’exterior del polígon de cada edifici evolucionen segons:

Edifici 1

Any 1 Any 2 Any 3 Any 4 Any 5

1 100 Mbps 300 Mbps 500 Mbps 700 Mbps 1 Gbps 2 1 Mbps 2 Mbps 4 Mbps 40 Mbps 300 Mbps 3 1 Mbps 2 Mbps 4 Mbps 40 Mbps 300 Mbps 4 1 Mbps 2 Mbps 4 Mbps 40 Mbps 300 Mbps

(20%) Quina xarxa d’accés recomanaries depenent de l’any i les necessitats (llegir pregunta 4)? Cal considerar accés WiMAX, cable coaxial, cable de parell trenat i fibra com a alternatives possibles. Concurrència 1:1 (entorn empresarial amb qualitat del servei diferenciada).

a) Si atenem exclusivament a criteris de trànsit i considera les opcions d’accés de banda ampla estudiades, dibuixa l’estructura de la xarxa triada i la seva evolució amb els anys.

- WiMAX (amb un sector ràdio) és una bona solució pels 3 primers anys i, a partir del quart, tot i que ja no serveix per garantir el trànsit de dades generat, proporcionarà mobilitat (P4).

241

- A partir del 4rt any l’única solució possible és posar fibra. P.ex. un anell a 2,5 Gbps.

b) Si atenem ara, a més a més, a criteris econòmics i quantifica les inversions previstes en xarxa d’accés. Dibuixa l’estructura de la xarxa triada i la seva evolució amb els anys (si és la mateixa que en punt anterior no cal indicar-ho). No considerar les inversions en equipament interior als edificis (LANs, commutadors –switchs- interns que no siguin el d’accés, etc.)

Inversió estesa fibra: 60 €/m Inversió estesa coaxial: 2 €/m WiMAX: preu estació base amb 3 sectors ràdio: 90.000 € (electrònica comuna per als 3 sectors: 30.000 €; electrònica per a sector: 20.000 €);estació terminal ràdio per a edifici: 9.000 € Equip DSLAM: 12.000 € Cable coaxial: equips NSA (fibra-coaxial): 90.000 € + cable-mòdem de recepció de dades: 1.500 € + Fibra: equip separador (splitter) passiu GPON (DL: 2,5 Gbps; UL: 1,25 Gbps):1.800 € + OLT/ONT: 2.000 € + commutador Ethernet config. típica: 6.800 € Fibra (estructura punt a punt GPON): 60 €/m x (1.580+1.500+1.550) m = 277.800 € Equips: 6.800€ + 8.000€ + 1.800€ = 16.600 € Total: 294.400 € Cable coaxial: 2 €/m x (1.580+1.500+1.550) m = 9.260 € Equips: 90.000€ + 4.500€ = 94.500 € Total: 103.760 € WiMAX: Equips: 30.000 € + 20.000 € + (3x 9.000 €) = 77.000 € A partir de l’any 4 cal posar fibra òptica i WiMAX per complir els requeriments, per tant, ja que posar coaxial és car, millor posar inicialment WiMAX i posteriorment complementar amb fibra. (10%) Si considerem els següents costos de manteniment anuals, determina quan cobraríem com a OA per Mbps cada any si volem tenir un marge del 30%. Amortització de la fibra a 20 anys i de la resta d’equips a 7 anys. No cal tenir en compte ni les amortitzacions ni els costos de l’apartat 1. Xarxa de fibra o coaxial: 2% de la inversió total Equips de fibra: 5% de la inversió total Equips ràdio, DSLAM, cable-mòdem o NSA: 6% de la inversió total

242

WiMAX: Equips (77.000 € / 7anys ) = 11.000 €/anuals Manteniment= 77.000 € x 0,06 = 4.620 €/anuals Cost base: 15.620 €/anuals / 20 Mbps = 781 €/anuals/Mbps Cost del servei (amb el 30%): 781 € / 0,7 = 1.115,81 € anuals/Mbps Fibra: Amortització Fibra (277.800 € / 20 anys ) = 13.890 €/anuals

Amortització Equips (16.600 € / 7 anys ) = 2.371,43 €/anuals Manteniment Fibra= 277.800 € x 0,02 = 5.556 €/anuals Manteniment Equips= 16.600 € x 0,05 = 830 €/anuals Cost: 22.647,43 €/anuals / 1 Gbps = 22,65 €/anuals/Mbps Cost del servei (amb el 30%): 22,65 € / 0,7 = 32,35 €/anuals/Mbps Anys 1,2 i 3: 1.115,81 €/anuals/Mbps Anys 4 i 5: 32,35 €/anuals/Mbps Nota de matemàtica bàsica: no és el mateix dividir per 0,7 que multiplicar per 1,3 (10%) L’empresa ens indica que a partir de l’inici de l’any 4, necessitarà dins el polígon industrial servei de dades de banda ampla amb mobilitat (portàtils amb tarja PCMCIA). En concret, les necessitats de cada client seran:

• DL – Baixada (Download): 3 Mbps • UL – Pujada (Upload): 0,5 Mbps • Concurrència: 10:1

a) Quina xarxa d’accés és la més adient a partir de la tecnologia actual?

Considera paràmetres tècnics i econòmics.

WiMAX

b) Si les capacitats màximes agregades de 1 Gbps en accés fibra, 500 Mbps amb cable coaxial, 300 Mbps amb DSLAM DSL i 20 Mbps per a sector ràdio WiMAX, quants usuaris podrà aguantar la xarxa d’accés escollida?

WiMAX: (20 Mbps x 10) / 3Mbps = 66,6 => 66 usuaris

(20%) L’operador alternatiu té una plataforma de mòbil virtual de recent creació (no té infraestructura de xarxa i només tarifica) i un acord per usar la xarxa d’un operador mòbil. Troba atractiu poder oferir servei corporatiu de veu mòbil a l’empresa del polígon industrial mitjançant terminal duals UMTS/WiMAX. Així, la cartera de productes/serveis totals oferts passaria a ser:

• Connectivitat dades als edificis • Mobilitat dades (portàtil amb tarja PCMCIA) • Veu mòbil als clients corporatius

Indica els diagrames de flux de dades i pagaments per tal d’abaratir al màxim els costos d’interconnexió.

a) En les trucades originades des del polígon al client d’un tercer operador LAWINS.

243

€ OA->A és el cost d’interconnexió de terminació

b) En les trucades del mateix client de LAWINS cap a un dels empleats del polígon quan és al polígon i quan es troba fora del polígon.

€ A->B és el cost d’interconnexió de terminació

€ OA->B (OMV) és el cost d’interconnexió del OMV

(10%) L’apartat anterior suposa una oferta de convergència de serveis fix-mòbil sobre una xarxa IP. Quins equips (acceptem blocs conceptuals) o plataforma hauria de tenir OA per gestionar adientment serveis IP multimèdia unificats a través de les diferents

244

tecnologies d’accés de cara als clients? Explica les seves funcionalitats i indica on es connectarien els equips terminals per connectar-se. Veure apunts: Plataforma IMS (IP Multimedia Subsystem). P-CSCF: Punt d’entrada a la plataforma de les connexions SIP per part dels terminals dels usuaris.

Part II

(Font de les imatges: CMT. Informe anual 2006. Nota mensual Març 2007) La taula següent mostra les dades d’ingressos de tots els operadors entre Gener del 2006 i desembre del 2007. Sobre la mateixa comenta les següents entrades.

(5%) “Interconnexió”: Comenta l’evolució de les dades. Com s’explica aquest comportament? S’observa que els ingressos disminueixen quan es comparen trimestres entre si (IT06 amb IT07, IIT06 amb IIT07, etc.). Tot i que ha augmentat el número d’operadors, l’organisme regulador ha orientat a costos els preus d’interconnexió. (5%) “Servicios de ADSL”: Comenta l’evolució de les dades. Com s’explica aquest comportament? (Nota important: són serveis majoristes). S’observa que els ingressos disminueixen gairebé linealment. Això s’explica per l’increment de bucles desagregats i, per tant, la disminució d’accessos indirectes. Les següents figures mostren dades de l’Informe Anual 2006 de la CMT. Sobre la mateixa comenta les següents entrades. (5%) Comenta la gràfica. Per què creus que es dóna aquesta situació?

245

S’observa com Orange, tot i que té més clients que Vodafone, té menys ingressos (ARPU) i trànsit. Això s’explica pel perfil de clients que té, que són de perfil baix. (5%) Comenta la gràfica. Explica cadascun dels conceptes que hi apareixen.

S’observa que durant el 2006 hi va haver un augment dels ingressos per interconnexió de trànsit i un decreixement de la interconnexió per capacitat i, sobretot, d’interconnexió per accés i terminació. Això s’explica en part perquè l’organisme regulador va orientar a costos els preus d’interconnexió. Conceptes: Servei d’interconnexió d’accés: Mitjançant aquest servei l’operador que el proveeix (operador A) entrega a l’operador interconnectat (operador B) una trucada d’un client connectat físicament a la seva xarxa que hagi seleccionat a l’anomenat operador (B) per algun dels mecanismes de selecció previstos per la legislació vigent, perquè aquest últim tracti la trucada. Només els operadors amb consideració de dominants estan obligats a prestar aquest servei tant en els

246

casos de selecció trucada-trucada (ús de prefixes p.ex. 1050) com en els casos de preselecció. Servei d’interconnexió de terminació: es defineix com aquell servei pel qual l’operador que el proveeix (A) finalitza en la seva pròpia xarxa una trucada que li ha estat entregada prèviament per l’operador que s’hi interconnecta (B). L’operador B paga a A pel servei de terminació de la trucada. Existeixen serveis de terminació fixes i mòbils i nacionals i internacionals. Servei d’interconnexió de trànsit nacional: és el servei que es presta quan l’operador (A) interconnectat sol•licita que una trucada sigui transportada a través de la xarxa de l’operador que el proveeix (B) perquè sigui posteriorment entregada a un tercer operador (C). Interconnexió per capacitat: l’objectiu és la contractació de circuits de 64 Kbps, que són posats a disposició de l’operador entrant per satisfer les seves necessitats d’interconnexió. Aquesta modalitat possibilita l’explotació d’economies d’escala i d’abast al permetre balancejar òptimament els trànsits de veu i d’accés a internet al mateix temps, per a tenir un ús més eficient dels circuits contractats.

247

Bibliografia

LLIBRES

Optical Networks: A practical Perspective Rajiz Ramaswami, Kumar N. Sivarajan Academic Press London, 2003 [OPTICALNETWORKS2003]

Softswitch: Architecture for VoIP Franklin D. Ohrtman, Jr. McGraw-Hill New York, 2003 [SOFTSWITCH2003]

249

Glossari

ADM Add and Drop Multiplexor

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line

ARPU Average Revenue Per User. Ingrés mig per usuari.

ARS Advanced Routing System

ATM Asynchronous Transfer Mode

BTS Base Transceiver Station. Estació Base

BW Bandwidth. Ampla de banda

CAMEL Customised Applications for Mobile network Enhanced Logic

CAPEX Capital Expenditures

CAR Committed Access Rate

CIDR Classless Inter-Domain Routing

CL Central Local. També es veu com a LEC (Local ExChange)

CLD Calling Line Dialed

CLEC Competitive Local Exchange Carrier

250

CLI Calling Line Identification

CPV Calling Party Verification

CSCF Call State Control Function

DAMA Demand Assigned Multiple Access

DSL Digital Subscriber Line

DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer (també s’anomena DSL Access Multiplier)

DTH Direct To Home. Es refereix a la transmissió de senyals ràdio des d’un satèl·lit directament al domicili de l’usuari.

DxC Digital Cross-Connect

DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing

EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier. Amplificador de fibra dopat amb Erbi

HDSL High bit-rate Digital Subscriber Line

HLR Home Location Register

HSPDA High Speed Packet Digital Access

I-CSCF Interrogating-CSCF

IAD Integrated Access Devices

251

ICR Intelligent Call Routing

IETF Internet Engineering Task Force

ILEC Incumbent Local Exchange Carrier o central local de l’operador dominant o incumbent

IMS IP Multimedia Subsystem

INAP Intelligent Network Application Protocol

ITU International Telecommunications Union

ISDN Integrated Services Digital Network

ISUP ISDN Signaling User Part

ISP Internet Service Provider. Proveïdor d’accés a internet.

LAN Local Area Network

LDP Label Distribution Protocol

LEC LAN Emulation Client (ATM - LANE). També es veu com a Local ExChange o Central Local (telefonia).

MDF Main Distribution Frame (també s’anomena Main Frame)

MPLS Multi Protocol Label Switching

MPLambdaS Multi Protocol Lambda Switching

252

MGC Media Gateway Controller

MGw Media Gateway

NGN Next Generation Network. Xarxa “All-IP” resultat d’una xarxa totalment convergida.

NAS Network Access Server

NP Number Portability

OADM ADM òptic

OC Optical channel, optical carrier

OC-1 Optical carrier nivell 1 = 51.84 Mbps (Sonet)

OC-12 Optical channel de 622.08 Mbps (Sonet)

OC-48 Optical channel de 2.4 Gbps (Sonet)

OC-192 Optical channel de 10 Gbps (Sonet)

ODU Optical Data Unit, ITU-T G.709

OIR Oferta d’Interconnexió de Referència

OPEX Operating Expenditures

OxC Optical Cross-Connect

253

P-CSCF Proxy CSCF

PAI Punt d’Accés Indirecte

PAMA Permanent Access Multiple Access

PBX Private Branch eXchange

PDH Plesiochronus Digital Hierarchy, jerarquia digital plesíocrona

PDI Punt D’Interconnexió

POTS Plain Old Telephone Service. Xarxa Telefònica Commutada. També s’anomena PSTN.

PSTN Public Switched Telephone Network.. També s’anomena POTS o XTC en català.

QoS Qualitat de servei

S-CSCF Serving CSCF

SCE Service Control Enviroment

SCP Service Control Point

SDH Synchronous Digital Hierarchy, jerarquia digital síncrona

SDL Signalling Data Link

SdO Sala de Operadora

254

SDP Session Description Protocol

SdT Sala de Telefónica

SIP Session Initiation Protocol

SLA Service Level Agreement

SMATV Satellite Master Antenna Television. Sistema de cable privat en petita escala que utilitza una antena central al terrat per donar senyal a un edifici d’apartaments o hotel.

SMS Subscriber Management System

SONET Synchronous Optical Network

SSP Service Switching Point

STM-1 Synchronous Transport Module nivell 1 = 155,52 Mbps

STM-4 SDH channel de 622 Mbps

STM-16 SDH channel de 2.5 Gbps

STP Signalling Transfer Point

TdE Telefónica de España

TESA Telefónica de España Societat Anónima

ToIP Telefonia sobre IP

255

ToS Type of Service Byte

ULL Unbundled Local Loop

UMTS Universal Mobile Telephone System

VDSL Very high Digital Subscriber Line

VPN Virtual Private Network

VRU Voice Response Unit

WAN Wide Area Network

WC Wavelength Converter

WDM Wavelength Division Multiplexing

W-Red Weighted Random Early Detection

XDSI Xarxa Digital de Serveis Integrats

XTC Xarxa Telefònica Commutada. També s’anomena POTS o PSTN en anglès

3GPP 3rd Generation Partnership Project.

STM-64 SDH channel de 10 Gbps

STM-256 SDH channel de 40 Gbps

Creative Commons License Deed - La Salle › semipresencial › ebooks › ebooks ›...

Documents

Transcript of Creative Commons License Deed - La Salle › semipresencial › ebooks › ebooks ›...