Panorama Geral e Tendências em Redes IP

Tania Regina TroncoDiretoria da Gestão da Inovação (DGI)

tania@cpqd.com.br

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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