Panorama Geral e Tendências em Redes IP - I Workshop CPqD de Inovação Tecnológica em VoIP...
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Panorama Geral e Tendências em Redes IP
Tania Regina TroncoDiretoria da Gestão da Inovação (DGI)
Agenda
Contexto atual das Redes de Telecom Tendências de Evolução – Internet do futuroTendências em Redes e VoIP Peering
Contexto Atual
• Crescimento do tráfego IP (Internet Protocol)– O tráfego IP global aumentou oito vezes nos últimos 5 anos e irá
triplicar nos próximos cinco anos1;• O tráfego IP global deve atingir 110,3 exabytes (1018 bytes por mês)
no final de 2016;
• O número de dispositivos conectados a redes IP será três vezes maior do que a população global em 20161
– Haverá aproximadamente 3 dispositivos conectados per capita in 2016;
– O tráfego oriundo de dispositivos sem fio irá exceder o tráfego oriundo de dispositivos com fio;
• O número de usuários de mobile VoIP irá crescer de 47 milhões em 2010 para 410 milhões em 20152.
Fontes: (1) Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 2011-2016 White Paper, 2012.(2) Infonetics report: Mobile VoIP Services and Subscribers
Evolução do Acesso Fixo e Móvel
Mbit/s
1.000
100
10
Alta Definição
MobileInternet
Hoje Tempo
Cobre/FTTC
ADSL/ADSL2/ADSL2++
FTTC/FTTB
VDSL2Ethernet
FTTHGPON/XGPON
WDM-PON
2,5GCDMA, GSM-GPRSWiMAX 802.16d
3GCDMA, GSM-EDGE
UMTS, WiMAX 802.16e
3,9G - LTEWiMax 802.16e
4G-LTE Advanced
WiMax 802.16m
Transformação nas Redes – NGN (Next Generation Networks)
PSTN VoIP Dados IPTV
Presente
Redes Dedicadas por Serviço
OAM&P
Serviços
ControleSessões
Comutação &transporte
Móvel VoIP Serv. IP Vídeo
Futuro
Rede Integrada Multisserviço
NGN - Tudo IP
Definição de NGN
• A NGN é uma rede baseada em pacotes, capaz de prover serviços de telecomunicações através de múltiplas tecnologias de acesso banda larga, com tecnologias de transporte que provêem QoS, suporte à mobilidade e na qual as funções de transporte e serviços são independentes. – A separação das funções de transporte e de serviços, promove
a competição entre provedores de serviço e a independência dos serviços com relação às tecnologias de rede.
Fonte: ITU-T Recommendation Y.2001 (12/2004) - General overview of NGN
Padronização da NGN
• Desde 2001, a NGN vem sendo estudada e padronizada por diversas organizações internacionais tais como: – ITU-T (International Telecommunication Union -
Telecommunication Standardization Sector);– IETF (Internet Engineering Task Force); – 3GPP (3rd Generation Partnership Project) e– ETSI (European Telecommunications Standards Institute).
• Uma questão chave neste conjunto de padrões é garantir interoperabilidade global dos mesmos.
NGN – ITU-T
A arquitetura da NGN foi padronizada pelo ITU-T na recommendação Y.2012, “Functional Requirements and architecture of the NGN”
NGN - Componentes
• Rede de Pacotes: Transporte dos dados
• Media Gateway (MG): Processa a conversão das mídias (áudio e vídeo) no formato de
pacotes.
• Media Gateway Controllers (MGC): Estabelecem e liberam as conexões na rede de pacotes.
• Signaling Gateway (SG): traduz as mensagens de sinalização da rede de telefonia
pública para a rede de pacotes e vice-versa. É utilizado para a interconexão da rede pública convencional
com a rede de IP.
NGN
Múltiplas Arquiteturas NGN
• Media Gateway Control Protocol (MGCP) - IETF• MEGACO / H.248 - IETF/ITU-T• Session Initiation Protocol (SIP) - IETF
NGN - 3GPP (3rd Generation Partnership Project)
•IMS (IP Multimedia Subsystem)
IMS – Evolução do Conceito de Rede Inteligente
• Ideia Principal: a construção de novos serviços fica independente da infraestrutura de rede
Serviços de Rede Inteligente
Rede Inteligente
Rede de Transmissão Fixa e Móvel
Rede de Circuitos (PSTN) Domínio Telecom
Rede de Pacotes (NGN)Domínio Telecom
Service Delivery Platform (SDP)
Aplicações baseadas em SIP
IP Multimedia Subsystem (IMS)
Rede de Pacotes IPFixa e Móvel
Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012
Evolução do IMS para o EPC
• Ideia principal: prover aplicações baseadas em IP e independentes da camada de rede IP
Rede de Pacotes (NGN)Domínio Telecom
Service Delivery Platform (SDP)
Aplicações baseadas em SIP
IP Multimedia Subsystem (IMS)
Rede de Pacotes IPFixa e Móvel
Rede Móveis de Pacotes Domínio Telecom
Service Delivery Platform (SDP)
Aplicações baseadas HTTP
Evolved Packet Core (EPC)
Rede Móveis de Pacotes IP3GPP ou não
Aplicações baseadas em SIP
EPC
•Rede core com múltiplos acessos baseada no protocolo IP
– Acesso 3GPP (LTE, UMTS, GPRS)
– Não-3GPP (Wimax, CDMA0
– Wifi
•EPC provê conexão para:–IMS
–Internet
Acesso3GPP
AcessoNão-3GPP
Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012
E a Internet Pública?
Internet do Futuro
• Arquitetura atual da Internet com muitas extensões e modificações
• Serviços Over-The-Top (OTT)• Entrega de conteúdos de
áudio e vídeo em dispositivos conectados via Internet, sem múltiplos operadores envolvidos, sem garantias de QoS
• Exemplos:• IPTV => É necessário repensar o design
da arquitetura da Internet
New Generation Network (NwGN) – Post IP
• Projetos de pesquisa visando repensar a Internet (“Clean-Slate Design”) e reprojetá-la visando aplicações e requisitos futuros.
• Exemplos de Projetos:– GENI/FIND, USA– Future Internet Cluster, EU– New Generation Network / AKARI,
Japan– CNGI, China Next Generation
Internet Project– G-Lab Initiative, Germany– Internet del Futuro, Spain– ARCMIP, Fibre, Brazil
New Generation Networks
• Principais Características da NwGN (1/3):• Mobilidade e Ubiquidade
• Comunicações disponíveis em todo lugar, a qualquer hora, sempre que/onde uma pessoa ou objeto esteja.
• Real-virtual world integration • Informações de contexto do mundo real, através de sensores, são
empregadas para aprimorar os serviços e aplicações do mundo virtual.
• Aprimoramento e evolução da comunicação “machine-to-machine” (M2M)• Milhões de dispositivos (objetos) com acesso Internet e comunicando-
se entre si formam a Internet das Coisas.
New Generation Networks
• Principais Características da NwGN (2/3):• Generalidade
• Utiliza substratos de rede (hardware) genéricos, configurados por software, tais como: switches, roteadores, capacidade de processamento e memória.• SDN (Software Defined Networks) • Isto pode ser implementado por meio de técnicas de virtualização.
• Centrada no Conteúdo • Habilidade de manipular conteúdo/informação como serviços de
primeira classe na arquitetura.
• Centrada nos Serviços• Capacidade de criar/manipular serviços de forma personalizada
para os usuários • Internet dos Serviços
New Generation Networks
• Principais Características da NwGN (3/3):• Rede Autonômica
• Propriedades de auto-configuração, auto-recuperação, auto-proteção e auto-optimização• Minimização da interferência humana na operação da rede
• Rede Cognitiva• Emprega técnicas de inteligência artificial para aprender com ações
realizadas no passado e prever ações futuras.
Exemplo
Sobreposição Semântica do IPCamada de Transporte: IP é um identificador (nomeação)Camada de rede: IP é um localizador (endereçamento)
Conseqüências:– Falta de um identificador estável para comunicações fim-a-fim
– Mobilidade/Multihomming– Segurança
SoluçãoSeparação Identificador/Localizador
HIP, LISP, SixOne
Host Identifier
IPv4 IPv6
ID
TCP
UDP
SCTP
RTPRTP
SIPSIP SDPSDPDNSDNS
HTTPHTTP
EthernetEthernet
ATMATM
SONETSONETWLANWLAN
Network locator
Tecnologias deCamada 2 e 1
AplicaçõesLegadas
……
……
IP
IP
Evolução das Telecomunicações
• Ideia principal: Uma plataforma core IP que provê capacidades para múltiplas aplicações e esconde os detalhes das tecnologias subjacentes
Serviços Convergentes de Telecomunicações
(FMC, Triple Play, IPVT, etc.)
SDPPlataforma Telecom
Rede de Transmissão Fixa e Móvel
Domínio Telecom Domínio Internet do Futuro
Cloud/Internet do Futuro(egov, ehealth, eUtilities, eLogistics
Internet do FuturoPlataforma Core
Rede de Pacotes IPFixa e Móvel
Vertically integratedClosed, proprietary
Slow innovationSmall industry
SpecializedOperatingSystem
SpecializedHardware
App
App
App
App
App
App
App
App
App
App
App
SpecializedApplications
HorizontalOpen interfacesRapid innovation
Huge industry
Microprocessor
Open Interface
LinuxMacOS
Windows(OS)
or or
Open Interface
Source: McKeown
Vertically integratedClosed, proprietary
Slow innovation
App
App
App
App
App
App
App
App
App
App
App
HorizontalOpen interfacesRapid innovation
ControlPlane
ControlPlane
ControlPlane
or or
Open Interface
SpecializedControlPlane
SpecializedHardware
SpecializedFeatures
MerchantSwitching Chips
Open Interface
Source: McKeown
Controller
High costSpecialized config.
Closed sourceSlow innovation
BGP
Low cost (commodity)Multi-vendor modularity
Open sourceRapid innovation
Controller
Open interface
OpenFlow Switches
Open interface
Software Defined IP RoutingOSPF ISIS LDP
Specialized Control Plane
Specialized Hardware
Specialized Features
Controller
Evolução das Redes
NwGN
Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012
Plataformas Telecom, OTT e Internet do Futuro
•Coexistência das plataformas de telecom e Internet
•O desafio é escolher o melhor dos dois mundos: telecom e Internet– da Internet: tranporte IP, endereçamento e nomeação, serviços de
mensagem, etc.
– das Telco: numeração telefônica, mobilidade, banda larga, etc.
•Gateways de serviço para interconexão das plataformas são potenciais provedores de receita para as operadoras de telecom
CS
NGN
IP
2006 2010 ???
Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012
NGN e VoIP Peering
• Necessidade de mecanismos de tradução de numeração, endereços e nomes entre domínios Telecom e (F) Internet – ENUM (E.164 NUmber Mapping)
• Mecanismo que mapeia números telefônicos públicos em URLs (Uniform Resource Identifiers) a serem empregadas na NGN (redes IP).
• Desafios relacionados à resolução de endereços (telefônicos => URLs e vice-versa) com padronização global– Interfuncionamento dos sistemas de endereçamento
Motivação VoIP
• Os serviços de M2M, FTTx e VoIP estão entre os que mais crescem na área de telecom1;
• No período de 2011 a 2017, o mercado de VoIP deve apresentar taxas de crescimento de até 17%1;
• Aumento do número de provedores agrupados em federações para interconexão de VoIP através do compartilhamento entre si (“peering”) 2;
• O crescimento do VoIP tem levado a um crescimento rápido do mercado para interconexão e VoIP Peering2
Fontes:
http://www.ipnews.com.br/telefoniaip/index.php/negocios/categorias-de-negocios/pesquisas/25468-mercado-de-voip-pode-crescer-177-ate-2017-revela-pesquisa.html1
http://www.infonetics.com/pr/2012/VoIP-UC-Services-Market-Forecast-and-SIP-Trunking-Survey-Highlights.asp2
Obrigada!
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