Redes de servicios convergentes de voz, datos y video

Las NGN han permitido la evolución para pasar de un conjunto de servicios
sobre múltiples redes a una única red que los soporta. Estos servicios han evolucionado como respuesta al aumento en la demanda de nuevas necesidades tecnológicas aplicadas a la vida diaria.

Inicialmente, los proveedores de servicios hicieron grandes inversiones en infraestructura para soportar el transporte de voz sobre IP  en sus redes y ofrecer nuevos servicios de valor agregado que,
poco a poco fueron insuficientes para los clientes.
En la actualidad han sido implementadas tecnologías triple-play (voz, video y
datos) sobre una misma infraestructura y la idea es avanzar a cuádruple-play (voz,
video, datos y movilidad), para llegar a n-play (cualquier servicio en cualquier
dispositivo, en cualquier lugar). Esta convergencia de servicios ha sido
posible gracias al Subsistema Multimedia IP (IMS), núcleo de la arquitectura
NGN, para que cualquier servicio (actual o futuro) pueda ser soportado y transportado por la NGN.
.Por lo general, para poder maximizar la
penetración de los servicios de un proveedor y reducir la pérdida de clientes, los
proveedores de servicios tienen como estrategia ofrecer un conjunto completo de
paquetes de (conocidos como 3 play), a
los abonados residenciales que incluyen:
- Voz
- Internet de alta velocidad
- Broadcast TV
- Vídeo bajo demanda (VoD)
Estos paquetes de servicios son ofrecidos a precios atractivos (más económicos
que adquirir productos por separado), y fomentan su compra por parte de los
abonados a un solo proveedor. La integración de servicios multimedia
es un factor fundamental para la convergencia de la red a IP. Por ejemplo,
los servicios de voz convencionales son reemplazados por sistemas de VoIP; los
servicios de video son entregados  por medio de IPTV y VoD-IP.

Redes full malla

Una arquitectura de red en la que cada punto final es capaz de alcanzar cualquier otro punto extremo directamente a través de un circuito punto a punto físico o lógico. El contraste con el "hub and spoke", que utiliza un punto de conmutación central y la mitad de muchos circuitos directos.

Clases de servicio

  Real time control protocol:
RTP Control Protocol (RTCP) es un protocolo de comunicación que proporciona información de control que está asociado con un flujo de datos para una aplicación multimedia (flujo RTP). Trabaja junto con RTP en el transporte y empaquetado de datos multimedia, pero no transporta ningún dato por sí mismo. Se usa habitualmente para transmitir paquetes de control a los participantes de una sesión multimedia de streaming. La función principal de RTCP es informar de la calidad de servicio proporcionada por RTP. Este protocolo recoge estadísticas de la conexión y también información como por ejemplo bytes enviados, paquetes enviados, paquetes perdidos o Jitter entre otros. Una aplicación puede usar esta información para incrementar la calidad de servicio (QoS), ya sea limitando el flujo o usando un códec de compresión más baja. En resumen. RTCP se usa para informar de la QoS (Quality of Service). RTCP por sí mismo no ofrece ninguna clase de cifrado de flujo o de autenticación. Para tales propósitos se puede usar SRTCP.


Servicio ‘Assured Forwarding’:
Este servicio asegura un trato preferente, pero no garantiza caudales, retardos, etc. Se definen cuatro clases posibles pudiéndose asignar a cada clase una cantidad de recursos en los routers (ancho de banda, espacio en buffers, etc.). La clase se indica en los tres primeros bits del DSCP. Para cada clase se definen tres categorías de descarte de paquetes (probabilidad alta, media y baja) que se especifican en los dos bits siguientes (cuarto y quinto).


Servicio Best Effort: 
Este servicio se caracteriza por tener a cero los tres primeros bits del DSCP. En este caso los dos bits restantes pueden utilizarse para marcar una prioridad, dentro del grupo ‘best effort’. En este servicio no se ofrece ningún tipo de garantías.

Parametro de performance

Con el fin de ocupar el vacío existente en la definición de métricas que
especifiquen de una manera formal el rendimiento de redes IP, el IETF
organizó, en el año 1998, un grupo de trabajo denominado IP Performance
Metrics (IPPM) [17], encargado de formalizar parámetros que permitieran tanto
a usuarios como proveedores de red cuantificar el estado de sus servicios de
red. Si bien el grupo de trabajo IPPM define claramente aquellas métricas útiles
en la caracterización de calidad de servicio QoS, no precisa el modo de
obtención de dichas métricas.
Numerosas iniciativas como RMON [18], RTFM [19], PSAMP [20], Sflow [21] o
IPFIX abordan la implementación práctica de métodos de adquisición de
medidas de calidad de servicio. RMON tiene problemas de interoperabilidad y
la tecnología PSAMP no está actualmente implementada en routers.

Norma Jitter

Se denomina Jitter  (término inglés para fluctuación) a la variabilidad temporal durante el envío de señales digitales, una ligera desviación de la exactitud de la señal de reloj (en inglés Clock). El jitter suele considerarse como una señal de ruido no deseada. En general se denomina jitter a un cambio indeseado y abrupto de la propiedad de una señal. Esto puede afectar tanto a la amplitud como a la frecuencia y la situación de fase. El jitter es la primera consecuencia de un retraso de la señal. La representación espectral de las variaciones temporales se denomina ruido de fase.
En las telecomunicaciones también se denomina jitter a la variabilidad del tiempo de ejecución de los paquetes. Este efecto es especialmente molesto en aplicaciones multimedia en Internet como radio por Internet o telefonía IP, ya que provoca que algunos paquetes lleguen demasiado pronto o tarde para poder entregarlos a tiempo. El efecto puede reducirse con un búfer de jitter, un búfer de datos, pero a costa de un tiempo de ejecución mayor. Este efecto también es de importancia en los semiconductores de procesos. Informaciones críticas del proceso tienen que enviarse y recibirse en un tiempo determinado. Si el jitter es demasiado grande, no puede asegurarse que las informaciones críticas de proceso lleguen a tiempo.

Calidad de servicio (QoS)

QoS o Calidad de Servicio (Quality of Service, en inglés) son las tecnologías que garantizan la transmisión de cierta cantidad de información en un tiempo dado (throughput). Calidad de servicio es la capacidad de dar un buen servicio. Es especialmente importante para ciertas aplicaciones tales como la transmisión de vídeo o voz.

Redes MPLS Multi-Protocol Label Switching

MPLS es un estándar IP de conmutación de paquetes del IETF, que trata de proporcionar algunas de las características de las redes orientadas a conexión a las redes no orientadas a conexión. En el encaminamiento IP sin conexión tradicional, la dirección de destino junto a otros parámetros de la cabecera, es examinada cada vez que el paquete atraviesa un router. La ruta del paquete se adapta en función del estado de las tablas de encaminamiento de cada nodo, pero, como la ruta no puede predecirse, es difícil reservar recursos que garanticen la QoS; además, las búsquedas en tablas de encaminamiento hacen que cada nodo pierda cierto tiempo, que se incrementa en función de la longitud de la tabla.

Aplicaciones tiempo real

Telefonía IP: Conjunto de tecnologías que permiten la colaboración con voz, datos y video sobre las redes IP existentes e Internet. La Telefonía IP usa estándares abiertos de la IEFT y la ITU-T para mover el tráfico multimedia sobre cualquier red que use IP.

Tiempo Real: Sistema en que el procesamiento digital de la señal es orientado a eventos y transacciones de información a medida que se producen en la fuente de origen de la señal, manipulando la señal antes de que al sistema receptor ingrese la siguiente muestra.

Video en llamada: Entrega de una cadena de video a petición de un usuario en un momento determinado. Contrasta con el video en tiempo real, que se entrega en la red en tanto se esté generando el evento.

Videoconferencia de escritorio: Videoconferencia en una computadora personal. Es adecuada para muy pequeños grupos o individuos. Algunos sistemas de Videoconferencia de Escritorio soportan compartir documentos.

CIR (Committed Information Rate)

Es posible contratar para cada conexión una calidad de servicio distinta. Dicha calidad está definida mediante ciertos parámetros:
CIR (Committed Information Rate) (bits/s): Es la tasa de información comprometida, es decir, el caudal medio garantizado que la red se compremete a dar en una conexión durante un intervalo de tiempo definido (Tc). Es un parámetro asociado a cada sentido de la transmisión de cada circuito virtual.

Se define una relación entre el tiempo real y el volumen de información transferida:

Conceptos de: BECN, FECN, DE

La implementación de la técnica de NOTIFICACIÓN Y DESCARTE se realiza mediante los campos FECN, BECN y DE en el campo de control de la trama que ya fueron introducidos anteriormente:

• FECN (Forward Explicit Congestion Notification): Notificación de congestión en el sentido de la transmisión.
• BECN (Backward Explicit Congestion Notification): Notificación de congestión en el sentido contrario a la transmisión.
• DE (Discard Eligibility): Las tramas que tienen este bit a "1" son susceptibles de descarte en situaciones de congestión.

El bit BECN y el FECN se usan para avisar que hay congestión (la red los cambia de 0 a 1 y viceversa):
Hay que señalar que la congestión es unidireccional, pues puede haber caminos distintos para los dos sentidos de la transmisión y mientras uno puede estar sufriendo problemas de tráfico (congestión), el otro puede no tenerlos. Los bits FECN y BECN notifican congestión a los dos extremos de una conexión de la siguiente forma:  A una trama que atraviesa una zona congestionada se le pone su bit FECN a '1'. La red identifica las tramas de esa conexión que circulan en sentido contrario y en ellas marca el bit BECN también a '1'.
Es decir, la red F-R sólo notifica la congestión al origen y al destino, y del N. Superior dependerá seguir estas indicaciones (indicando al N. Superior del origen que reduzca la tasa, etc.) o no hacerlo, en cuyo caso, F-R procederá a descartar tramas.

Concepto PVC

(Permanent Virtual Circuit - Circuito Virtual Permanente). Línea punto a punto virtual hechas a través de un circuito establecido.

Un PVC es un circuito virtual establecido para uso repetido por parte de los mismos equipos  de transmisión. En un PVC la asociación es idéntica a la fase de transferencia de datos de una llamada virtual. Los circuitos permanentes eliminan la necesidad de configuración y terminación repetitivas para cada llamada. Es decir se puede usar sin tener que pasar por la fase de estableciento ni liberación de las conexiones. El circuito está reservado a una serie de usuarios y nadie más puede hacer uso de él. Una característica especial que en el SVC no se daba es que si dos usuarios solicitan una conexión, siempre obtienen la misma ruta.

Concepto de congestion de red

LINK: http://www.it.uc3m.es/~pablo/asignaturas/rysc1/alumnos/05-Congestion.pdf

Formato de trama a nivel 2

Formato de trama del nivel de enlace

---

Vamos a ver el formato de trama usado en los protocolos HDLC, SDLC, ADCCP y LAP-B:


Aunque muchos de estos protocolos de enlace se usan en enlaces punto a punto, también se pueden usar en enlaces punto a multipunto; por esta razón la trama contiene un campo para la dirección.
Podemos distinguir tres tipos de trama, que están diferenciadas por el campo de control:

1. Tramas de información
2. Tramas de supervisión
3. Tramas no numeradas

El protocolo de enlace LAP-D es muy similar a los otros en cuanto a filoso fia y procedimientos, pero precisamente el formato de trama es distinto.

ISDN (Red Digital de Servicios Integrados)

La UIT-T (CCITT) define la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI o ISDN en inglés) como: red que procede por evolución de la Red Digital Integrada (RDI) y que facilita conexiones digitales extremo a extremo para proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos, y a la que los usuarios acceden a través de un conjunto de interfaces normalizados.
Fue definida en 1988 en el libro rojo de CCITT. Antes de la RDSI, el sistema telefónico era visto como una forma de transporte de voz, con algunos servicios especiales disponibles para los datos. La característica clave de la RDSI es que integra voz y datos en la misma línea, añadiendo características que no estaban disponibles en el sistema de teléfono clásico.
Se puede decir entonces que la RDSI es una red que procede por evolución de la red telefónica existente, que al ofrecer conexiones digitales de extremo a extremo permite la integración de multitud de servicios en un único acceso, independientemente de la naturaleza de la información a transmitir y del equipo terminal que la genere.
En el estudio de la RDSI se han definido unos llamados puntos de referencia que sirven para delimitar cada elemento de la red. Estos son llamados R, S, T, U y V, siendo el U el correspondiente al par de hilos de cobre del bucle telefónico entre la central y el domicilio del usuario, es decir, entre la central y la terminación de red TR1.

Protocolo Frame Relay

Frame Relay o (Frame-mode Bearer Service) es una técnica de comunicación mediante retransmisión de tramas para redes de circuito virtual, introducida por la ITU-T a partir de la recomendación I.122 de 1988. Consiste en una forma simplificada de tecnología deconmutación de paquetes que transmite una variedad de tamaños de tramas o marcos (“frames”) para datos, perfecto para la transmisión de grandes cantidades de datos.
La técnica Frame Relay se utiliza para un servicio de transmisión de voz y datos a alta velocidad que permite la interconexión de redes de área local separadas geográficamente a un coste menor.