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NGN y su implementación en una empresa PYME Enrique Alejandro Vicente Wilson PDF

139 Pages·2008·1.97 MB·Spanish
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NGN y su implementación en una empresa PYME Tesis para optar al Título de Ingeniero Electrónico Profesor Patrocinante: Sr. Néstor Fierro M. Ingeniero Electrónico Enrique Alejandro Vicente Wilson Valdivia, Septiembre 2008 PROFESOR PATROCINANTE NÉSTOR FIERRO MORINEAUD …………………………………. PROFESORES INFORMANTES PEDRO REY CLERICUS ………………………………… RAUL URRA RIOS ………………………………… FECHA …………………………………. ii iii Dedicada a todos quienes me apoyaron y confiaron en mi… iv AGRADECIMIENTOS ¡Ufff! Pensé que cuando terminara este trabajo sería fácil escribir esta página. Pero la verdad llevo 10 minutos pensando y aun no puedo escribir nada. No es que no tenga a quien agradecer, por el contrario, no se como en pocas líneas mencionar a todos quienes me apoyaron, me dieron animo y me presionaron cuando era necesario. Bueno, empezaré por agradecer a mis padres. Ellos fueron un tremendo apoyo en este camino universitario. Incluso en esos momentos donde el panorama no era muy favorable, me dieron todo su amor, apoyo y confianza. Como no agradecer también a mí hermana, quien siempre me entregó su cariño y todo su apoyo. Gracias, gracias y mil gracias. Los quiero mucho. Agradezco también a María Paz, mi polola, por estar conmigo siempre. Gracias por esas palabras de aliento cuando vi todo “color de hormiga”. Gracias por tu compañía todos estos años y ser parte de mi vida. Gracias a mis “suegros” y mi cuñado por ser parte de este logro. Gracias a mis abuelos, tíos y primos por su constante apoyo, aunque sea a la distancia. Gracias a mis tíos Rafael e Ivonne, a Paula, Daniel y Cony por su preocupación y por darme fuerza todos estos años. En este camino tuve muchos compañeros quienes de una u otra manera son parte de este logro. Pero en la U también hice grandes amigos. Como no olvidar esos momentos de relajo jugando ping-pong o esas largas jornadas de estudio o esos simples momentos de conversación. Gracias por su amistad. No puedo dejar de lado y agradecer a mis profesores porque en todo momento entregan sus enseñanzas, incluso cuando uno no lo ve así. Ahora uno mira atrás y se da cuenta que de todos algo se aprendió (aparte de la materia). Especialmente agradezco a mi profesor patrocinante Don Néstor y a mis profesores colaboradores, Don Pedro y Don Raúl, por confiar en mí y apoyarme en el desarrollo de este trabajo. He intentado en estas pocas líneas mencionar a todos quienes han intervenido en mí andar por la vida y por la universidad. A todos ellos muchas gracias nuevamente. Enrique v RESUMEN En los últimos años se esta dando una marcada tendencia de utilizar las redes IP existentes para entregar servicios de telecomunicaciones. Esto a llevado a que las distintas operadoras de servicios de telecomunicaciones notaran que utilizando las redes IP podrían entregar más servicios utilizando una única plataforma y con un costo mucho menor, tanto para el operador como para el usuario. Es así que empieza a aparecer un nuevo concepto: Redes de Próxima Generación o NGN (por su acrónimo en inglés). NGN es una agrupación de protocolos, estándares, recomendaciones, arquitecturas, etc. que tiene el fin de crear una plataforma única para proveer distintos servicios hoy existentes y que esta plataforma tenga la flexibilidad necesaria para poder “crecer” y entregar nuevos servicios en el futuro. El siguiente trabajo de titulación se divide básicamente en dos grandes partes. En la primera, se hace una descripción de los protocolos, estándares y arquitecturas asociadas a NGN. También se hace una descripción de la seguridad en estas redes y de uno de los factores más importantes para el funcionamiento óptimo: la Calidad de Servicio (QoS). En la segunda parte, se evalúan las ventajas de contar con servicios basados en redes IP en una PYME. Para ello se hace una implementación teórica que permite conocer la aplicación de NGN en una PYME. En este mismo capitulo, se da a conocer cual es la oferta actual de NGN en Chile. vi SUMMARY Lastly, we are watching a tendency to use IP existing networks to provide different telecommunications services. The operators noted that using these networks, they would be able to deliver more services utilizing an only platform with a lot smaller cost for the operator as for the user. So it begins to appear a new concept: Next Generation Networks (NGN). NGN is a group of protocols, standards, recommendations, architectures, etc. that has the end to create an unique platform to provide different today existing services and having the necessary flexibility for be able "to grow" and to deliver new services in the future. The following work is divided basically in two large parts. In the first one, it’s done a description of the protocols, standards and associated architectures to NGN. It does also descript the security in these networks and one of the most important factors for the optimum operation: the Quality of Service (QoS). In the second part, the advantages to include services based on IP networks are evaluated in a PYME (Small and Medium Business). For it, a theoretical implementation is done and they are evaluated the advantages, disadvantages and the economic aspect for this kind of businesses. vii INDICE DE CONTENIDOS AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................................................... IV  RESUMEN ........................................................................................................................................................... V  SUMMARY ......................................................................................................................................................... VI  INDICE DE CONTENIDOS .................................................................................................................................... VII  INDICE DE FIGURAS Y TABLAS ............................................................................................................................. XI  OBJETIVOS ........................................................................................................................................................ XII  OBJETIVOS GENERALES ............................................................................................................................................ XII  OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................................................................... XII  1.0 NGN ............................................................................................................................................................ 14  1.1 DEFINICIÓN DE NGN ........................................................................................................................................... 15  1.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES ........................................................................................................................... 17  1.3 RAZONES PARA NGN .......................................................................................................................................... 17  1.4 REQUISITOS PARA EL DESARROLLO DE NGN ...................................................................................................... 18  2.0 EVOLUCIÓN DE LA RED HACIA NGN .............................................................................................................. 19  2.1 LAS REDES CLÁSICAS ........................................................................................................................................... 20  2.2 RED BÁSICA ACTUAL ........................................................................................................................................... 21  2.2.1 Red de Telefonía Pública Conmutada ........................................................................................................ 21  2.2.2 Red Inalámbrica ......................................................................................................................................... 21  2.2.3 Red de redes: Internet ................................................................................................................................ 22  2.3 EL PROTOCOLO IP: UNIFICANDO LAS COMUNICACIONES .................................................................................. 23  2.3.1 Donde se cruzan VoIP y NGN ..................................................................................................................... 23  3.0 ARQUITECTURA DE LAS REDES NGN ............................................................................................................. 26  4.0 PROTOCOLOS .............................................................................................................................................. 30  4.1 INTERNET PROTOCOL: IP .................................................................................................................................... 30  4.2 SIP ...................................................................................................................................................................... 37  4.2.1 Entidades SIP .............................................................................................................................................. 38  4.2.2 Mensajes SIP .............................................................................................................................................. 39  4.2.2.1 Solicitudes ............................................................................................................................................................ 40  4.2.2.2 Respuestas ........................................................................................................................................................... 40  4.2.3 Funcionamiento ......................................................................................................................................... 41  4.2.3.1 Inscripción en una red SIP .................................................................................................................................... 41  4.2.3.2 Establecimiento y liberación de una sesión .......................................................................................................... 42  4.2.4 Interconexión entre SIP y PSTN .................................................................................................................. 43  4.2.5 Ventajas del protocolo SIP ......................................................................................................................... 44 viii 4.2.6 Comparación .............................................................................................................................................. 45  4.2.6.1 Similitudes ............................................................................................................................................................ 45  4.2.6.2 Diferencias ............................................................................................................................................................ 46  5.0 MPLS ........................................................................................................................................................... 47  5.1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................. 47  5.2 UN POCO DE HISTORIA ....................................................................................................................................... 49  5.2.1 El camino hacia la convergencia de niveles: IP sobre ATM ........................................................................ 49  5.2.2 Un paso más en la convergencia hacia IP: conmutación IP ....................................................................... 52  5.3 LA CONVERGENCIA REAL: MPLS ......................................................................................................................... 54  5.3.1 Ideas preconcebidas sobre MPLS ............................................................................................................... 54  5.3.2 Descripción funcional del MPLS ................................................................................................................. 56  5.3.2.1 Funcionamiento del envío de paquetes en MPLS ................................................................................................ 56  5.3.2.2 Control de la información en MPLS ...................................................................................................................... 60  5.3.2.3 Funcionamiento Global de MPLS ......................................................................................................................... 61  5.4 PROTOCOLOS SOPORTADOS POR MPLS ............................................................................................................. 62  5.5 APLICACIONES MPLS .......................................................................................................................................... 62  6.0 IMS ............................................................................................................................................................. 64  6.1 LAS PROMESAS DE IMS ....................................................................................................................................... 65  6.2 ARQUITECTURA DE IMS ...................................................................................................................................... 66  6.3 ENTIDADES DE LA ARQUITECTURA IMS .............................................................................................................. 69  6.3.1 Terminal IMS .............................................................................................................................................. 69  6.3.2 Home Suscriber Server (HSS) ...................................................................................................................... 70  6.3.3 Call State Control Function (CSCF) .............................................................................................................. 70  6.3.4 Interconexión con la PSTN: MGCF, IMS‐MGW y T‐SGW ............................................................................. 71  6.4 REQUISITOS PARA EL USUARIO .......................................................................................................................... 73  6.5 QUIENES DESPLIEGAN IMS ................................................................................................................................. 75  6.6 ARQUITECTURA DE SERVICIOS IMS .................................................................................................................... 75  6.7 ENTIDADES DE LA ARQUITECTURA DE SERVICIOS IMS ....................................................................................... 76  7.0 CALIDAD DE SERVICIO: QOS ......................................................................................................................... 77  7.1 CLASIFICACIÓN DE QOS ...................................................................................................................................... 79  7.1.1 Según la sensibilidad del tráfico ................................................................................................................. 79  7.1.2 Según quien solicite el nivel de calidad de servicio .................................................................................... 80  7.1.3 Según las garantías .................................................................................................................................... 81  7.1.4 Según donde se aplique ............................................................................................................................. 81  7.2 REQUISITOS PARA ASEGURAR QOS .................................................................................................................... 82  7.3 BENEFICIOS DE CONTAR CON QOS ..................................................................................................................... 82  7.3.1 Ventaja para las aplicaciones .................................................................................................................... 82  7.3.2 Beneficio para las empresas ...................................................................................................................... 83  7.3.3 Beneficios para los proveedores de servicios ............................................................................................. 83  7.4 ¿DONDE SE GENERAN LAS PÉRDIDAS, RETARDOS Y JITTER? .............................................................................. 83  7.5 SOLUCIÓN AL PROBLEMA DE QOS ...................................................................................................................... 85 ix 7.6 ARQUITECTURA DIFFSERV .................................................................................................................................. 86  8.0 SEGURIDAD ................................................................................................................................................. 88  8.1 SEGURIDAD IP (IPSEC) ......................................................................................................................................... 88  8.1.1 Asociaciones de seguridad (SAs) ................................................................................................................ 88  8.1.2 Encabezamiento de autentificación (AH) ................................................................................................... 89  8.1.3 Encapsulation Security Payload (ESP) ........................................................................................................ 90  8.1.4 Gestión de claves........................................................................................................................................ 90  8.1.4.1 Intercambio manual de claves .............................................................................................................................. 90  8.1.4.2 Intercambio de Claves Internet (IKE) .................................................................................................................... 91  9.0 LIMITACIONES Y VENTAJAS DE NGN ............................................................................................................. 93  9.1 LIMITACIONES .................................................................................................................................................... 93  9.1.1 Calidad ....................................................................................................................................................... 93  9.1.2 Disponibilidad ............................................................................................................................................ 94  9.1.3 Compatibilidad con servicios de emergencia ............................................................................................. 94  9.2 VENTAJAS ........................................................................................................................................................... 95  9.2.1 Reducción de los costos .............................................................................................................................. 95  9.2.2 Fácil mantenimiento .................................................................................................................................. 95  9.2.3 Mejor uso de los recursos ........................................................................................................................... 96  9.2.4 Soporte a la movilidad ............................................................................................................................... 96  9.2.5 Interacción en tiempo real ......................................................................................................................... 96  9.2.6 Mejora en la gestión de la red ................................................................................................................... 97  10.0 REGULACION ............................................................................................................................................. 97  10.1 EL REGLAMENTO .............................................................................................................................................. 98  11.0 IMPLEMENTACIÓN ................................................................................................................................... 101  11.1 NECESIDADES DE LA EMPRESA ....................................................................................................................... 101  11.2 ÚLTIMA MILLA ................................................................................................................................................ 104  11.2.1 Alámbrico ............................................................................................................................................... 104  11.2.2 Inalámbrico ............................................................................................................................................ 105  11.3 SEPARACION DE SERVICIOS ............................................................................................................................ 106  11.4 TELEFONIA IP .................................................................................................................................................. 108  11.4.1 ¿Cómo funciona? ................................................................................................................................... 108  11.4.1.1 Llamadas PC a PC .............................................................................................................................................. 108  11.4.1.2 Llamadas desde un PC a un teléfono y viceversa ............................................................................................. 109  11.4.1.3 Llamadas de Teléfono a Teléfono ..................................................................................................................... 109  11.4.2 Centrex ................................................................................................................................................... 111  11.4.3 Telefonía tradicional v/s Telefonía IP ..................................................................................................... 112  11.5 SEGURIDAD POR IP ......................................................................................................................................... 113  11.6 NECESIDAD BASICA: DATOS ........................................................................................................................... 117  11.7 TELEFONIA MOVIL IP ...................................................................................................................................... 120  11.7.1 Tercera Generación: 3.5G ...................................................................................................................... 120 x 11.7.2 La convergencia: 4G ............................................................................................................................... 122  11.8 COMO ASEGURAR QOS ................................................................................................................................... 123  11.8.1 Como funciona hoy ................................................................................................................................ 123  11.8.2 Aumentos en el Ancho de Banda BW ..................................................................................................... 125  11.8.2.1 Cuanto aumentar el ancho de banda ............................................................................................................... 125  11.8.2.2 Calidad del ancho de banda ............................................................................................................................. 126  11.8.3 Mecanismos para garantizar QoS .......................................................................................................... 127  11.8.3.1 Acuerdo de Nivel de Servicio SLA ..................................................................................................................... 127  11.8.3.2 Reducir el Jitter................................................................................................................................................. 128  11.8.3.3 IntServ y DiffServ .............................................................................................................................................. 129  11.9 NUESTRA REALIDAD ....................................................................................................................................... 131  11.9.1 La oferta de Entel ................................................................................................................................... 131  CONCLUSIONES ............................................................................................................................................... 135  ACRÓNIMOS ................................................................................................................................................... 138  LINKOGRAFÍA .................................................................................................................................................. 139

Description:
'prometedor' y es la razón por la cual las redes NGN han mirado con buenos ojos a este protocolo. Asterisk, un freeware open source para
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