RED29004-2014-2-Seminario-NGN

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NGN – NEXT GENERATION NETWORKS

INTRODUÇÃO

As redes de telecomunicações estão sendo otimizadas para suportar o transporte de informações com a inserção de novas tecnologias, tanto do lado dos equipamentos da rede, quanto dos meios de transmissão e dos métodos de operação de gerenciamento. Desta forma, é possível perceber que as diversas redes existentes, como as de voz, vídeo e dados, estão evoluindo para apenas uma rede comum, garantindo maior quantidade de serviços e com qualidade superior.

Essas novas tecnologias possuem a perspectiva de aprimorar e aumentar o oferecimento de serviços e aplicações nessa nova rede, mais conhecida como rede convergente. A esse termo de convergência de redes se dá o nome de NGN (Next Generation Networks ou Redes de Próxima Geração). Com elas é possível a transmissão de informações e serviços (voz, dados e mídias como vídeo) encapsulando em pacotes, semelhantes ao tráfego de dados da Internet [1].

Motivação

Considerando o estado atual das redes de telefonia e comunicação de dados e a demanda pelas grandes operadoras de telecomunicações do país em busca de profissionais com conhecimento em redes convergentes, foram as razões que motivaram a realização deste trabalho.

Objetivos do Trabalho

Apresentar uma breve introdução ao histórico das redes de telefonia, seguindo de uma explanação sobre redes NGN e mostrando as vantagens e soluções proporcionadas pelas Redes de Próxima Geração, que hoje mostram-se como uma ótima opção de tecnologia disponível para a evolução das redes de telecomunicações e para a implantação de novos serviços convergentes.

A EVOLUÇÃO DA REDE DE TELEFONIA

Um dos marcos do surgimento das redes de comunicação foi a invenção do telefone. Alguns anos depois tivemos a criação do rádio e posteriormente a invenção da televisão, resultou em outra rede, para suportar o envio de imagens unidirecionais através de ondas eletromagnéticas. Uma terceira rede surgiu com o advento da comunicação de dados e sua expansão [2].

Para Kurose e Ross (2013), os primeiros passos da disciplina de redes de computadores e da Internet podem ser traçados desde o início da década de 1960, quando a rede telefônica era a rede de comunicação dominante no mundo inteiro [3].

A rede pública de telefonia comutada ou RPTC (do inglês Public switched telephone network ou PSTN) é o termo usado para identificar a rede telefônica mundial comutada por circuitos destinada ao serviço telefônico, sendo administrada pelas operadoras de serviço telefônico. Inicialmente foi projetada como uma rede de linhas fixas e analógicas porém atualmente é digital e inclui também dispositivos móveis como os telefones celulares, embora use tecnologias totalmente diferentes mas para um mesmo fim (mensagens de voz) [4].

A rede de telefonia pública comutada existe desde o começo do século XX. Um sistema de telefonia fixa é constituído por centrais de comutação telefônica, terminais de serviço telefônico, rede de cabos de interligação entre os assinantes do serviço de telefonia pública e a central pública de comutação telefônica e por entroncamentos de transmissão entre as várias centrais telefônicas [5].


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Figura 1 - Topologia RTPC [5]


Todas estas redes nasceram em momentos diferentes, para atender necessidades distintas de comunicação, o que resultou o isolamento destas, por décadas. Elas eram exclusivas para o fim a que foram criadas, e normalmente não conversavam entre si. A partir do avanço das redes de dados e sua intrínseca flexibilidade, esta apresentou possibilidade de suportar os serviços de voz e dados, até então isolados nas redes de telecomunicações e televisivas [2].

Segundo a recomendação do ITU-T, Y.2001 (Dez, 2004) a definição de NGN é: “Uma rede baseada em pacotes capaz de prover serviços de telecomunicações e capaz de fazer uso de múltiplas tecnologias de transporte com QoS (Quality of Service)em banda larga, na qual as funções relacionadas a serviço sejam independentes das tecnologias relacionadas ao transporte”.

O NGN é um conceito e não uma tecnologia. É a construção inteligente de uma plataforma multi serviços em cima de uma rede IP. Com esta alteração a convergência de mídia se torna muito mais forte, sendo que uma mesma rede transporta voz, vídeo e dados. O conceito de NGN permite que as operadoras de telefonia administrem melhor sua rede, pois as ativações e desativações de serviços passam a ser lógicos e não mais físicos [6].

CONVERGÊNCIA DE REDES E SERVIÇOS

Com a evolução das telecomunicações, surgiram diversos serviços que podiam ser oferecidos pelas operadoras aos seus clientes. Telefonia fixa, móvel, TV, Internet, entre outros, passaram a fazer parte do cotidiano das pessoas. Porém para cada serviço ofertado tínhamos uma rede exclusiva, foi então que surgiu a necessidade uma rede única que pudesse oferecer todos estes serviços.

O surgimento de novos projetos, podemos destacar três aplicações neste cenário: voz, vídeo e dados.

Para cada tipo de serviço existe uma rede especializada:

  • Serviço de Telefonia:

Fixa: Rede telefônica tradicional. Wireless: Rede de telefonia celular.

  • Serviço de Vídeo:

VHF, UHF, TV a cabo, TV via satélite.

  • Serviço de Dados:

Redes de computadores.


Embora as redes fossem especializadas por serviço, elas podiam usar vários meios de transmissão, tais como: fibra óptica, cabo coaxial, par trançado e ar.

Convergência da rede telefônica

As redes de telefonia convencionais são conhecidas pela sua qualidade de serviço e confiabilidade do sistema, além de apresentar uma boa relação custo benefício. A convergência entre voz e dados, através do empacotamento de dados, tem evoluído a fim de obter a mesma qualidade de serviços das redes telefonia tradicionais. E é por essa qualidade que o legado de telefonia ainda continua em operação. A substituição de toda a rede tem um alto custo para a implantação, além de tratar de um sistema já consolidado há muitos anos e por isso sua migração de convergência tende a ser feita lentamente.

Sinalização da rede telefônica

Sinalização por canal comum (SS7)

O sistema de Sinalização Canal Comum n° 7 (SS7), é um padrão global para telecomunicações, que define os procedimentos e protocolos utilizados por uma rede pública de comutação para a troca de informações, sobre uma rede digital de sinalização, com o objetivo de dinamicamente estabelecer, gerenciar e tarifar uma conexão na rede fixa ou celular.

Quando duas centrais telefônicas têm que estabelecer um caminho de conversação entre elas, as mesmas seguem uma rotina que é conhecida por ambas as partes. Pode-se dizer que essa conversação ocorre da seguinte maneira:

  • Envio da sinalização de linha pela central origem.
  • Reconhecimento da sinalização de linha pela central destino.
  • Troca da sinalização de registro entre as partes.
  • Estabelecimento do caminho de conversação com o envio de tons.
  • Conversação (ou não, dependendo se o assinante B atender).
  • Troca novamente de sinalização de linha.
  • Liberação do caminho de conversação.


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Figura 2 - Rede de sinalização SS7


Sinalização SIP

SIP é um protocolo de sinalização/controle de chamadas em redes IP. Os protocolos SIP e H.323 são usados para interconectar os telefones legados com telefones VoIP. Os protocolos SIP-T, BICC (Bearer-Independent Call Control) e H.323 são usados para encaminhar sinalização de chamada entre MGCs, permitindo a interconexão com redes legadas PSTN.


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Figura 3 - Rede de sinalização SS7/SIP


Arquitetura

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Figura 4 - Arquitetura

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] AZEVEDO GENOVEZ DE MESQUITA BRAGA, Leticia. Estudo de convergência de redes, next generation network e IP multimedia subsystem. 96 p. 2011. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica com ênfase em Eletrônica) - Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2011.

[2] JONAS, Danilo; DIAS, Emílio Carvalho; PEREIRA, João Henrique de Souza; AQUINO, Rafael Leonardo Ferreira de; ROSA, Pedro Frosi. Implementação do Protocolo SIP-T com Suporte ao ISUP-BR. Disponível em: <http://www.inf.ufsc.br/~bosco/downloads/I2TS%202010%20CD%20Proceedings/www.i2ts.org/papers/full_portugues/77952_1.pdf>. Acesso em: 24 out. 2014.

[3] KUROSE, Jim; ROSS, Keith. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. São Paulo: Pearson, 2013.

[4] Wikipedia - A enciclopédia livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Rede_p%C3%BAblica_de_telefonia_comutada>. Acesso em: 17 Nov. 2014.

[5] SOUZA DE MOURA, Patrícia. Análise de cenários para substituição da rede telefônica pública comutada por rede de nova geração. 121 p. 2007. Tese (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade de Brasília. Brasília, 2007.

[6] Wikipedia - A enciclopédia livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Next_Generation_Networking> Acesso em: 17 Nov. 2014.