Corso: Infrastrutture e servizi per reti geografiche

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1 POLITECNICO DI TORINO Torino, 11 giugno 2007 Corso: Infrastrutture e servizi per reti geografiche Seminario: reti pubbliche tradizionali (TDM) per il supporto della telefonia di base; loro evoluzione per l offerta di servizi avanzati over IP. ( Principi fondamentali di telecomunicazioni in reti geografiche pubbliche - Architetture e protocolli SS7 delle reti tradizionali TDM - Architetture delle reti innovative over IP (reti NGN Next Generation Networks) - VoIP nella parte di transito e di accesso delle reti NGN Offerte VoIP peer to peer e carrier grade Qualità del Servizio (QoS) - Servizi abilitati dalle reti di accesso a larga banda - IMS IP Multimedia Subsystem). Giulio Brusasco, Luciano Rosboch contact: cell : , skype: gbrus47 CREDITS: buona parte delle slide di questa presentazione sono di G. Brusasco e L. Rosboch. Le altre sono state tratte da lavori di amici di Tilab e di TILS che ringrazio qui collettivamente nella impossibilità pratica di citare tutti individualmente (un particolare apprezzamento è dovuto a S. Pileri, G. Paris e T. Tofoni di TILS).

2 Programma del seminario: Programma del seminario Reti TDM (Time Division Multiplex) : richiami sulle architetture e protocolli delle reti pubbliche tradizionali - trasmissive e di commutazione - basate sulla "commutazione di circuito" e sul "sistema di segnalazione a canale comune SS7" : principi generali reti fisse ISDN, reti mobili GSM, reti intelligenti (IN - Intelligent Networks) segnalazione a can. comune in reti tradizionali TDM (stack "SS7" : Signaling System N. 7) Reti NGN (Next Generation Network) reti core : architetture over IP per BackBone (BBN) over IP, nel livello di transito delle nuove reti per telefonia: architettura del "BBN" di Telecom Italia (wireline) reti in accesso, tramite gli accessi BroadBand (su rame o fibra o radio, o mobili): soluzioni over IP anche in accesso e nuovi servizi per la clientela residenziale e business (caso di Telecom Italia wireline: Alice Voice, IPTV, Videotelefonia, IP Centrex, ecc.; soluzioni verso IMS - IP Multimedia Subsystem) APPENDICE: VoIP (Voice over IP) nelle reti NGN jitter, delay, eco, codificatori, ed altre caratteristiche di reti VoIP protocolli per telefonia in reti over IP (SIP, H323, H248,., RTP.) qualità del servizio in reti over IP & real time : DiffServ, MPLS TDM= Time Division Multiplex NGN = Next Generation Network BBN = BackBone IN = Intelligent Network SS7 = Signaling System N. 7 MPLS = Multi Protocol Label Switching IPTV = IP Television SIP = Session Initiation Protocol 2

3 .. il lungo cammino dell evoluzione Pieve Pieve di di Cadore: Cadore: centrale centrale telefonica telefonica centralizzata centralizzata manuale manuale (primi (primi del del 900) 900) Questo tipo di centrale manuale è stata poi seguita/affiancata da quelle automatiche elettromeccaniche, poi da quelle semielettroniche analogiche, e 3

4 .. Anni 70: modello a blocchi di una centrale telefonica automatica e digitale (dagli 80, con segnalazione SS7) centrale urbana o transito Segnalazione di accesso d utente, e/o di rete Call Control Segnalazione per servizi di rete (solo con SS7) Segnalazione di rete T D M Trunk Card, Line card Switching Matrix Trunk Card T D M 4

5 Anni 70: inizia a diffondersi la trasmissione e la commutazione digitale Inizia a diffondersi la trasmissione e la commutazione digitale di circuito, a 64 kbps, automatica, per il servizio pubblico di telefonia Richiami sulla struttura dei flussi E1 (trasportano la voce, campionata e quantizzata, oltre ai dati). G703: un interfaccia trasmissiva standard ( E1, a ~2 Megabit/s, seriale, su 4 fili). G.704: struttura il flusso E1 (una sequenza indistinta di bit, ~ 2*10**6 al secondo ) in time slot : I 2 megabit/s E1 : strutturati in sequenze di 32 timeslot (TS0, TS1, TS2,..,TS31). + Ogni timeslot è di 8 bit ( 8 bit consecutivi quindi 1 byte- nella trama E1 ). La sequenza di 32 timeslot (256 bit consecutivi nella trama E1) si ripete ogni 125 µ-secondi, ovvero 8000 volte al secondo (bit rate = 8000 x 256 bit/s). + Questa frequenza deriva dal teorema di Nyquist Shannon per il campionamento di segnali a banda limitata (per i servizi di telefonia la banda audio si limita a 4 khz ). Necessità per ogni E1 in ricezione di ricostruire vari sincronismi: + sincronismo di byte (da quale bit tra 8 consecutivi- inizia un byte?) + sincronismo di trama (qual è il byte corrispondente al TS0? noto questo, gli altri 31 seguono adiacenti) + sincronismo di multi-trama (da quale TS0 inizia la sequenza di altri TS0 detta multitrama?) + (la multitrama si ottiene sequenziando alcune parti dei TS0 che seguono il primo; si ripete ogno 16 TS0) + (è opzionale ricostruire la multitrama: la multitrama serve per veicolare informazioni (opzionali) di manutenzione, allarmi, ecc.). T D M E1 E1 E1 E1 T D M 5

6 Anni 70: inizia a diffondersi la trasmissione e la commutazione digitale Richiami sulla codifica della voce Codifica PCM : voce campionata ad 8 khz, ogni campione analogico viene quantizzato (su 1 byte) la voce diventa quindi molto adatta ad essere messa sui timeslot degli E1. Tipicamente 30 canali voce stanno su 1 singolo E1. Il TS0 serve per il sincronismo, un ultimo TS porta ancora voce o segnalazione associata all E1 (informazioni sulla fonia relativamente agli altri 30 TS) Commutazione numerica TDM: le centrali commutano ciascun timeslot (E1) in ingresso sull opportuno timeslot (E1) in uscita. (ciascuna centrale commuta i timeslot degli E1 di giunzione con le centrali ad essa adiacenti) + Le centrali di accesso, diversamente dalle centrali di puro transito, gestiscono anche i collegamenti diretti con l utenza: tramite i doppini telefonici (coppia di fili di rame, intrecciati (twisted pair)). E1 Centrale di transito x Centrale di transito x+1 E1 1 1 E1 2 2 N E1 N E1 comando P. S. fonia + segnalazione associata P. S. comando Nota: in ciascuna centrale di transito della figura si evidenziano: la matrice di commutazione TDM (che effettua la commutazione di ogni TS - contrassegnata dal tradizionale simbolo x ), le porte di ingresso/uscita dei vari E1 (1,2,..N), i procesori della segnalazione (P.S.) associata a ciascun E1, il processore di comando complessivo della centrale stessa (comando). 6

7 DALLA SEGNALAZIONE ASSOCIATA... ALLA SEGN. A CANALE COMUNE N. 7 SEGN. Associata N N P. S. fonia + segnalazione associata P. S. comando comando 1 2 E1 SEGNALAZIONE a Canale Comune fonia 1 2 N N Message Transfer comando circuito di segnalazione a canale comune messaggi di segnalazione Message Transfer comando 7

8 Anni 80 - Segnalazione CCS7 L introduzione negli anni 80 dei microprocessori nei sistemi di commutazione (detti sistemi SPC) e lo sviluppo di tecniche e protocolli per scambio dati ha dato la possibilità di implementare in modo soddisfacente il concetto del canale comune di segnalazione (con il consolidamento di un protocollo finale, denominato poi CCITT n.7, o CCS n.7, o CCS7, o semplicemente SS7). Il CCS n.7 consente a tutti gli elementi della rete (es. nodi commutazione, database di rete, nodi intelligenti, etc.) di scambiarsi informazioni di segnalazione in modo affidabile, rapido, sicuro (protetto da frodi), flessibile (in termini di numero dei segnali) e standardizzato (utilizzato worldwide e indipendente dai sistemi di commutazione impegnati). Tali informazioni di segnalazione possono essere relative a circuiti fonici (fino a migliaia) oppure essere di sola segnalazione (es. transazionali per interrogazioni di database). In questo modo la segnalazione CCS n.7 ha costituito l infrastruttura di comando/controllo delle reti di TLC in tecnologia TDM (PCM). 8

9 Modelli Concettuali di reti TDM con SS7: reti di transporto, di controllo/segnalazione e dei servizi Services Signalling Network STP STP STP STP solo segnalazione SP SP switch SP SP switch fonia ( + eventualmente segnalazione ) switch Transport Network SP switch switch switch = exchange = centrale SP = Signaling Point (SS7) STP = Signaling Transfer Point (SS7) 9

10 CCSS #7 architettura protocollare Call Control (Application) Not-Circuit Circuit-Related Service Applications INAP MAP ISDN User Part (ISUP) TCAP Signalling Connection Control Part (SCCP) Message Transfer Part (MTP) 10

11 Esempi di reti TDM che utilizzano il SS7 Rete commutata di base (in reti fisse e mobili PLMN) ISUP (ISDN application Part) : protocollo telefonico applicativo, sopra i livelli di puro trasporto dei messaggi di segnalazione (MSU Message Signal Units) SS7, per il trattamento della chiamata telefonica di base, più alcuni servizi telefonici supplementari (CLIP, CLIR, UUS, TP, ). Reti intelligenti ASE-RI, INAP,.. : protocolli che supportano il trasferimento di informazioni tra i nodi di commutazione con funzioni di Service Switching Points (SSP) e di nodi (database) specializzati che controllano il servizio (Service Control Points). Reti mobili GSM (2G) MAPs (Mobile Application Parts): insiemi di protocolli che consentono lo scambio di informazioni tra MSC, HLR, VLR, etc., necessarie per la fornitura di servizi di mobilità. 11

12 Esempio di chiamata di base (con CCS7 in modalità associata) : chiamata fisso fisso (Trattamento della chiamata a circuito nel core di una PSTN o di una PLMN (GSM)) E1 T1 CIC b T2 PSTN=Public Switched Telephone Network PLMN=Public Land Mobile Network Lx: centrale locale x Ty: centrale di transito y CIC=Circuito (fonico) CIC a CIC c L1 L2 ISUP MTP3 MTP2 MTP1 ISUP MTP3 MTP2 MTP1 ISUP MTP3 MTP2 MTP1 CIC a CIC b CIC c ISUP MTP3 MTP2 MTP1 SP SP SP SP Lx = Local Exchange Tx = Transit Exchange Link di segnalazione Circuiti di Giunzione (CIC) 12

13 Architettura generica di una Rete Intelligente Customer Control switched network SMS SMS Service Manager SCE Nell SCP sono presenti due funzioni di SCF e SDF che possono eventualmente risiedere su 2 nodi distinti (SCP e SDP) SCP SMS = Service Management System SCP = Service Control Point SSP = Service Switching Point SCE = Service Creation Environment rete di segnalazione SS n.7 (SGU o MSC) SSP rete telefonica PSTN (o GSM) 13

14 Principali funzionalità di Rete Intelligente SMAF SMS SMS SCF SDF SSF CCF CS1/2 I/F prop. SCP I/F prop. ISUP SCE SCE IP IP SSF SCF SRF SGU/SSP IP Intelligent Peripheral SCE Service Creation Environment SMS Service Management System Service Service Control Control Function Function (SCF) (SCF) in in SCP SCP Implementa Implementa le le logiche logiche di di servizio servizio (Service (Service Logic) Logic) Controlla Controlla in in tempo tempo reale reale le le singole singole chiamate chiamate Service Service Data Data Function Function (SDF) (SDF) in in SCP SCP Data Data base base di di informazioni informazioni utili utili al al processamento processamento SL SL Service Service Switching Switching Function Function (SSF) (SSF) in in SSP SSP e e IP IP Funzionalità FunzionalitàRI RI aggiunte aggiunte al al SW SW di di autocommutatore autocommutatore Detection Detection Point, Point, Triggering Triggering Call Call Control Control Functions Functions (CCF) (CCF) in in SGU SGU Funzionalità Funzionalitàbase base di di un un autocommutatore autocommutatore Specialised Specialised Resource Resource Function Function (SRF) (SRF) in in IP IP Funzionalità Funzionalitàlegate legate alla alla generazione generazione di di annunci annunci Tecnologie Tecnologie vocali vocali avanzate avanzate Service Service Management Management Admin. Admin. Functions Functions (SMAF) (SMAF) in in SMS SMS Gestione Gestione profili profili del del cliente/ cliente/ customer customer record record Master Master Data Data base base Sistema Sistema off off line line Dialogo Dialogo con con altri altri elementi elementi gestionali gestionali Service Service Creation Creation Environment Environment Function Function (SCEF) (SCEF) in in SCE SCE Ambiente Ambiente di di creazione creazione // modifica modifica del del SW SW Applicativo Applicativo Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

15 Esempi di Servizi su Rete Intelligente Numero Verde Reti Private Virtuali (PVN) Addebito Ripartito Servizi a tariffa premio Televoto Chiamate di massa Carta di chiamata Numero Personale Numero Universale

16 Rete Intelligente : esempio di chiamata, con stack SS7, a numero verde SCP SCP Service Service Control Control Point Point Distretto orig. 3 N. tradotto Signalling Network xxx.. 2 Italtel Ring 1 Numero selezionato SGU 4 SSP SSP Service Service Switching Switching Point Point Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

17 Esempio di chiamata in reti TDM GSM, con stack CCS7 : chiamata Fisso Mobile VLR MSC 6 PSTN 4 MSRN MSRN 5 GMSC 1 BSC BSC 3 Richiesta MSRN (usa IMSI) HLR 2 MSISDN VLR LAi BTS LAj messaggi 1 e 6 : segnalazione SS7 ISUP; gli altri messaggi : segnalazione SS7 MAP BTS BTS 2 : "Send Routing Information" BTS 3 : "Provide Roaming Number (MSRN)" slide originale : Giuliano Paris, Telecom Italia Learning Services (TILS) 17

18 Reti e numerazione problematiche di interconnessione Le reti TDM, altre reti La numerazione E164 Problematiche di interconnessione tra reti TDM (in Appendice) 18

19 La rete TDM... e la numerazione Distretto 011 Distretto 06 Un esempio Area locale 1 distretto 1 Chiamata urbana Area locale 3 distretto 1 Chiamata distrettuale Chiamata interdistrettuale Area locale 1 distretto 2 Chiamata a mobile Area locale 2 distretto 1 Chiamata internazionale Rete internaz. Rete mobile Aree Aree Locali Locali Distretti Telefonici Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

20 Struttura del Piano di Numerazione Nazionale Delibera dell Autorità n. 6/00/CIR - art. 2 (G.U. luglio 2000), e succ. integrazioni (e.g.,.., 9/03/CIR, 11/06/CIR) DECADE UTILIZZO 0 Numerazione per per servizi servizi geografici 1 Numerazione per per servizi servizi speciali nazionali (es. (es. 113, 113, 1240, 1240, (TI), (TI), (WIND), (H3G), (H3G), (TIM), (TIM),...)...) 2 Riservato per per esigenze future future 3 Numerazione per per servizi servizi di di comunicazioni mobili mobili e personali (es. (es ,..., ,...,)) 4 Numerazione per per servizi servizi interni interni di di rete rete (p.es, (p.es, per per TI: TI: Call Call return, return, Pay Payfor for me, me,...)...) 5 Numerazione per per servizi servizi di di comunicazione elettronica nomadici (offerti, (offerti, tipicamente, tipicamente, con con tecniche tecniche VoIP VoIP - - delibera delibera N. N. 11/06/CIR, 11/06/CIR, marzo marzo 2006) 2006) 6 Riservato per per esigenze future future 7 Numerazione per per servizi servizi Internet dial dialup up (70X (70X...=...= ISP) ISP) 8 Numerazione per per servizi servizi non non geografici a tariffazione speciale (800 ( numero verde) verde) 9 Riservato per per esigenze future future Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

21 La rete telefonica fissa TDM di Telecom Italia Altre Reti fisse/mobili Rete internazionale Profili d utente CT SGU Rete TI di transito a lunga distanza CT CT giunzioni SGU coppia di utente SGU SGU Rete locale TI SGU SGU SGU : Stadio di Gruppo Urbano; CT (o anche, SGT) : Centrale (o Stadio di Gruppo) di Transito (NB: Terminologia TI) 21

22 Ma come è fatta una centrale TDM? Le centrali digitali a commutazione di circuito Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

23 La centrale di commutazione tradizionale TDM Sala trasmissioni Autocommutatori SGU/SGT Apparati speciali Uffici e terminali di operatore Batterie Stazione di energia e condizionamento Permutatore Sala muffole Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

24 Verso la centrale - Schematizzazione della rete di distribuzione Centrale (SGU) Abitazione del cliente Borchia Armadio Riparti-linea (400/600 coppie) Sfioccamento Giunto Chiusino Altri sistemi di linea Rilevazione Pressurizzazione Orizzontale Permutatore ~ coppie Sala AF Ripartitore Autocommutatore Verticale muffole Rete secondaria (cavi bassa capacità) Distributore (10 coppie) Pozzetto/ Cameretta d armadio Rete primaria Rete primaria (cavi bassa (cavi alta capacità) capacità) Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno 2007 Polifora Cunicolo Inserzione Pressurizzazione Sala compressori (pressurizzazione) Sala muffole 24

25 Attestazione cavi cavi di di distribuzione dagli dagli armadi armadi riparti-linea (rete (rete primaria) Pressurizzazione dei dei cavi cavi (ad (ad aria aria compressa) 1 cavo cavo da da coppie coppie 6 cavi cavi da da coppie coppie Superficie m 2 2 Sala muffole e Permutatore 100 coppie Verticale permuta 96 porte Orizzontale ai moduli colonne da da sala sala muffole Colonne verticali da da coppie coppie ciascuno Tecnica tradizionale Tecnica Quick Quick Occupazione totale totale superficie m numeri numeri Colonne Colonne da da livelli livelli orizzontali orizzontali Tecnica Tecnica tradiz. tradiz porte porte per per colonna colonna Tecnica Tecnica Quick Quick porte porte per per colonna colonna NB: i numeri riportati qui si riferiscono ad uno SGU di dimensione medio / grande, quale quello di via Vanchiglia a Torino. Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

26 Sala trasmissioni - Esempi di Anelli SDH in Piemonte Apparati PDH PDH (livelli (livelli di di gerarchia: 2, 2, 34, 34, Mbit/s Mbit/s su su interfaccia elettrica, Mbit/s Mbit/s e Gbit/s Gbit/s su su fibra fibra ottica) ottica) TO VANCHIGLIA TO LEUMANN TO LANCIA TO ISONZO NOVARA S.PAOLO Anelli 2 livello ALESSANDRIA Apparati SDH SDH (622 (622 Mbit/s Mbit/s e Gbit/s Gbit/s su su fibra fibra ottica) ottica) AOSTA S.VINCENT IVREA Ripartitore alta alta frequenza (circuiti E1 E1 da da SGU, SGU, SGT, SGT, MPX, MPX, PRA, PRA, CDN, CDN, V5.x, V5.x,...)...) TO VANCHIGLIA TO SETTIMO TO BORGO PO TO S.RITA TO STAMPALIA TO ISONZO TO S.PAOLO Anelli 1 livello Superficie m 2 2 (centrali (centrali TDM) TDM) TO STADIO TO NICHELINO TO LINGOTTO NB: i numeri riportati qui si riferiscono ad uno SGU di dimensione medio / grande, quale quello di via Vanchiglia a Torino. Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

27 - Sala batterie + B1 B batterie stazionarie al al Pb Pb capacità Ah Ahper gruppo Alimentazione V N. N. 3 gruppi di di batterie (SGT, SGU1, SGU2 + Trasmissioni) Tempo di di funzionamento in in assenza di di rete rete di di almeno ore ore Corrente nominale erogata da da un un singolo gruppo di di batterie: A (in (in assenza di di rete) rete) Superficie m 2 2 B3 NB: i numeri riportati qui si riferiscono ad uno SGU di dimensione medio / grande, quale quello di via Vanchiglia a Torino. Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

28 L autocommutatore vero e proprio SGU - Stadio di Gruppo Urbano Raccoglie l utenza Tassazione/documentazione Instrada la chiamata verso la destinazione Vede altri SGU (policentrica) e le CT di transito di sua competenza Autocommutatore UT-100 (Italtel) in servizio a Torino Vanchiglia SGT - Stadio di Gruppo di Transito (ora POP BBN ) Vede gli altri SGT della rete Interconnesso verso le reti mobili ed i carrier di rete fissa Interconnesso ai gateway internazionali Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

29 Introduzione a IP ed a VoIP principi di trasporto della voce (ed altri media) su reti IP Credits : Le slide che immediatamente seguono sono derivate dalla presentazione Scenari e tecnologie per VoIP, curata da G. Paris (TILS). Tutti i diritti riservati Nota : contributi alla presente raccolta di slide ed a quella originaria di G. Paris sono stati presi o derivati anche da altri da pregiati lavori di numerosi colleghi TILS e TILAB, qui non citati individualmente, ma che doverosamente si ringraziano. 29

30 Header IP (IPv4) bit Versione IHL Tipo di servizio Lunghezza totale Identificativo Flags Offset frammento (13 bit) Tempo di vita Protocollo Checksum intestazione Indirizzo IP sorgente 20 bytes Indirizzo IP destinatario Opzioni IP Dati Padding Tutti i diritti riservati 30

31 Definizione di Internet Telephony PSTN PSTN GSM ISDN Gateway IP network (Internet/Intranet) Gateway ISDN GSM Internet telephony ((VoIP) ) consente di di condurre una comunicazione vocale nella quale la la trasmissione avviene completamente o in in parte su su una rete IP IP (Internet/Intranet) Tutti i diritti riservati 31

32 Funzioni essenziali in una rete VoIP Vari Codecs.. quindi sono da considerare: VoIP: peer to peer o carrier Indipendentemente da ogni nuova possibile tecnologia, occorre mantenere il controllo del servizio che si vuole offrire banda prodotta, ritardo di codifica, qualità di codifica, correlazioni audio-video Requisiti: limitare 1. Delay, 2. Jitter 3. Packets loss Codifica della voce (o video); creazione dei pacchetti Trasporto della voce sulla rete IP Controllo della chiamata telefonica In reti Carrier Grade occorre anche prevedere : System Management Security, Addressing, Accounting, Interlavoro con altre reti Altro? Tutti i diritti riservati 32

33 Scenari Base VoIP phone-to-phone PSTN PSTN GW IP network GW PC-to-phone PC-to-PC GW: Gateway Tutti i diritti riservati La Internet Telephony non può prescindere dalla enorme diffusione raggiunta delle reti telefoniche pubbliche ISDN/Mobili con una penetrazione e capillarità di elevato livello nei paesi sviluppati. Nella figura di ciascun GW si è evidenziata la necessità di un database per tradurre le numerazioni (E164 IP) 33

34 Schema IETF (di principio) di un Gateway VoIP TDM A C IP Controllo SG MGC B Trasporto SG SG --Signalling Signalling Gateway Gateway MGC MGC --Media Media gateway gateway Control Control MG MG --Media Media Gateway Gateway IETF IETF --Internet Internet Engineering Engineering Task Task Force Force MG VoIP Interfacce: Interfacce: A Protocolli Protocolli SIGTRAN, SIGTRAN, o Clear Clear Channel Channel B Protocolli Protocolli MeGaCo MeGaCo (H248), (H248), o o MGCP. MGCP. C Protocolli Protocolli SIP, SIP, H323, H323, BICC, BICC, Tutti i diritti riservati 34

35 Collocazione architetture dei vari protocolli per VoIP in una visione di rete Service Platform[s] MGC SIP, INAP,... IP network SIP, H.323, BICC, ISUP ivs,... MGC Megaco,.., SIP,... Megaco,.. MG MG RTP/IP TDM network[s] Viene sempre più emergendo la importanza di SIP. SIP e un protocollo di segnalazione che puo trovare molti impieghi, e lo possiamo trovare in molti posti Tutti i diritti riservati

36 Stack Protocollari del VoIP IP UDP RTP SIP, H323; H248, SDP XML, HTTP Tutti i diritti riservati ecc. (DNS, LDAP, DHCP, ) 36

37 L'architettura TCP/IP per il trasporto di varie applicazioni, inclusa la segnalazione "VoIP" Telnet FTP SMTP HTTP... DNS SNMP TFTP... TCP UDP IP Ethernet X.25 ATM... Telnet - Remote control of a distant computer port from a local keyboard FTP - File Transfer Protocol SMTP - Simple Mail Transfer Protocol ( ) SNMP - Simple Network Management Protocol DNS -Domain Name System NFS - Network File System Possibili protocolli di segnalazione VoIP: SIP H323 Megaco, ecc. 37 Tutti i diritti riservati

38 L'architettura TCP/IP per il trasporto della voce RTP: incapsulamento della voce su RTP/UDP/IP4 Version HLen TOS Total Length Header IP4 Identification F Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source Address 20 byte Destination Address Header UDP Source Port Message Length Destination Port Checksum (optional) 8byte Header RTP V=2 P X CC M PT Sequence Number Time Stamp Synchronization SouRCe (SSRC) identifier Payload 12 Byte Tutti i diritti riservati 38

39 Codifiche del segnale vocale Standards Body ITU-T ITU-T ITU-T ITU-T ITU-T ITU-T ETSI ETSI ETSI Racc. G.711 G.726 G.728 G.729 G.729a G.723 GSM GSM GSM (FR) (HR) (EFR) Tecnolog. PCM ADPCM LPC LPC LPC? LPC LPC? Anno ~ Bit Rate [kbit/s] & ,6 12,2 Frame Size [ms] 0,125 0,125 0, Lookahead [ms] ,5 0 4,4 0 Frame Size [byte] bit 10 bit , MOS (indic.) 4,2 4,1 4 3,9 <3.9 3,8 3,5 3,5 4 Tutti i diritti riservati 39

40 Oltre la voce Il servizio telefonico: non è solo voce Toni DTMF Trasmissioni Fax Connessioni Modem Connettività numerica a 64 kbit/s Tutti i diritti riservati slide originale di Esposito-bertolino (tilab) 40

41 DTMF su IP Il trasporto dei DTMF può essere effettuato con 3 modalità: In banda Con codifica RTP dedicata Con messaggi di segnalazione ad hoc Le codifiche sono studiate per la voce, quindi: Codifica Modalità DTMF G.711 G.729A, G.723, In banda OK No Codifica dedicata OK OK Segnalazione OK OK vedere RFC 2833 Tutti i diritti riservati slide originale di Esposito-Bertolino (tilab) 41

42 Fax/Modem e 64 kbit/s su IP Per il trasporto di fax e per consentire connessioni modem certe è necessario utilizzare la codifica G.711 Riconoscimento in banda, con cambio di codifica effettuato dai media-gateway La connettività numerica a 64 kbit/s è (deve essere) riconoscibile su base segnalazione ( e mantenere allora G.711 ) e.g. ISUP, DSS1 L occupazione di banda è in questi casi maggiore di quella richiesta normalmente dal servizio voce (tipicamente in G729) Tutti i diritti riservati slide originale di Esposito-bertolino (tilab) 42

43 QoS: requisiti per VoIP Requisiti Banda: generalmente limitata e dipendente dalla codifica e dalla dimensione dei pacchetti Ritardo end-to-end limitato e costante (vedi soglie figura) Perfect 150ms Good 250ms Medium Poor 450ms Standard Thresholds ITU -T G.131 ITU -T G.114 ITU -T G ms ms ms 150 ms ms ms Echo Echo Delay Natural Natural Delay not not Perceived Perceived Canceller Interaction Canceller in in Most Most Cases Cases Interaction Limit Limit Tutti i diritti riservati 43

44 Componenti del ritardo end-to-end Il ritardo end-to-end è formato da: componente fissa: pari al minimo ritardo possibile, quello che il pacchetto sperimenterebbe se usasse da solo le risorse di rete ritardi di processamento (codifica e pacchettizzazione della voce) ritardi di propagazione ritardi di serializzazione componente variabile: ritardo introdotto dalla rete (queuing delay, packet processing) ritardo di ricostruzione della sequenza dei pacchetti (IP è connectionless, con percorsi anche diversi tra i vari pacchetti)) Tutti i diritti riservati 44

45 Principali fattori di degrado del segnale vocale Ritardo end-to-end Variazione del ritardo (Jitter) Perdita di pacchetti Tutti i diritti riservati 45

46 PARTE II Soluzioni ed Architetture di rete (fissa) Tutti i diritti riservati 46

47 ASPETTI EVOLUTIVI DI DI RILIEVO DEGLI AUTOCOMMUTATORI E DELLA RETE TELEFONICA FISSA (TI) (TI) Nuovi nodi di di rete: rete: Nuovi SGT ( ( POP BBN) IP IP nel nel core coredella rete rete Nuovi "piattaforme" ( ( CL5 innovativi) IP IP in in accesso Nuovi Accesi Broadband (xdsl) e router nella rete rete di di accesso (IP) (IP) Per Per quali Servizi (vecchi e nuovi) :: Voce (Telefonia), Videochiamata, Messaging, Presence,... TV TV su su cavo cavo (IPTV),.... Per Per quali Mercati: Mass Market, Businesss/Corporate, Wholesale Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

48 Il nuovo BackBone (BBN) VoIP di Telecom Italia Cos e` il BackBone ("BBN") di Telecom Italia (TI)? E` una nuova rete di transito per la telefonia, che rimpiazza i vecchi "SGT", fatta con i nuovi nodi di tecnologia imss di Italtel (imss 4040), i nodi imss 4040 pacchettizano la voce prima di inviarla a lunga distanza ( interregionali). Per l'inoltro/ricezione dei pacchetti IP si appoggiano alla rete "backbone ottico a pacchetto, IP" ( OPB ) "OPB" - Optical Packet Backbone, costituita di vari Router IP, che utilizzano una rete di trasporto trasmissivo SDH) E` stato il primo passo per la introduzione del concetto di VoIP (Voice over IP) nella rete di TI Perché il BackBone? Perché si e ritenuto utile prevedere una migrazione tecnologica dal mondo TDM al mondo a pacchetto IP (ritenuta la rete a tendere per tutti i tipi di servizi: servizi evoluti, riduzione costi) Quando è entrato in servizio il BackBone? E in servizio dal TI è stato probabilmente il primo operatore dominante al mondo ad introdurre massicciamente il VoIP (iniziando nella propria rete di transito) Per le chiamate non di lunga distanza i nodi 4040 commutano ancora TDM. Come anche gli SGU. Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

49 Architettura della rete commutata prima del BBN Sparkle ogni SGU è collegato a 2 SGT 10 international switching center Transit Network 66 SGT Gateway Area 33 coppie di SGT e quindi 33 "Aree Gateway". 630 SGU SGU SGU SGU SGU SGU SGU SGU SGU Local area A Local area B Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno 2007 Local area C Local area D SGT= Stadio di Gruppo di Transito SGU= Stadio di Gruppo Urbano SL= Stadio di Linea AG = Area Gateway (numerazioni sottese ad una coppia di SGT) Ca SL 49

50 Il punto di arrivo: Schematizzazione della nuova rete di transito unificata over IP Nuova Rete a lunga distanza V+D a pacchetto (over Optical Packet Backbone ) V (voce) PoP PoP D (dati) SGT SGT SGT PoP PoP (Routing IP) PoP PoP SGT SGT SGT OPB SGT SGT SGT PoP PoP SGU term. dati term. dati SGU coppia di utente SGU SGU Rete locale SGU SGU SGU: Stadio di Gruppo Urbano; PoP: Point of Presence (in sostanza, un Gateway IETF) Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

51 verso la NGN (1): dalla vecchia architettura della rete commutata (SGU-SGT).. ISUP TDM Transit Network IP core Network (OPB) Insieme di Aree Gateway Insieme di Aree Gateway LE LE POTS Nodi di commutazione (SGU-SGT) sono tutti a commutazione di circuito. Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

52 verso la NGN (2):.. alla introduzione del BBN in rete commutata, e... ISUP ISUP-IVS Bearer RTP imss CL4 IP core Network (OPB) imss CL4 TDM POP BBN Insieme di Aree Gateway POP BBN Insieme di Aree Gateway SGU SGU POTS imss CL4 = imss 4040 La commutazione è a circuito sugli SGU mentre è a pacchetto sull OPB (IP sui router). Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

53 Cosa cambia e cosa resta uguale con il nuovo BBN Diminuzione delle aree di raccolta da 33 (==AG, 66 siti) a 12 (24 siti) 24 nodi di commutazione (PoP BBN), organizzati in 12 coppie ( tipicamente: ogni nodo in un suo sito) ( prima coppia: PoP di Torino (Lancia) + PoP di Alessandria,...) Ogni coppia di PoP attesta un numero intero (mediamente 33/12) di Aree Gateway tradizionali (si mantiene così il bilanciamento del traffico sulla coppia di POP ed una elevata simmetria di rete) Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

54 Caratterizzazione di un "bacino BBN" Tutti gli SGU appartenenti ad una stessa AGW devono essere attestati alla stessa coppia di BBN (mantenimento dell attuale ripartizione regolatoria delle AGW) ogni coppia di BBN può sottendere una o più delle AGW attuali Ogni nodo BBN deve fare coppia con uno solo degli altri nodi BBN Diversificazione geografica dei due nodi BBN costituenti una coppia (disaster recovery, diversificazione attestazione nodi BBN sulla rete trasmissiva) Ogni coppia di BBN deve sottendere una o più Aree Gateway (appartenenti alla stessa UTR) sede A BBN BBN sede B SGT1 SGT2 SGT1 SGT2 SGU SGU AGW X UTR ZZ AGW Y 54

55 Soluzione di rete individuata Rappresentazione geografica dei bacini BBN 23 siti 24 impianti BBN Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

56 Attuale architettura fisica di OPB 4 PoP (2+2) Principali di "Inner Core" SV AL VE BZ MILANO CO BG VR 18 PoP OPB Secondari 10 PoP OPB Principali TS BS TO PD outer core GE inner core BO TA FI BA PA NA MO RN PI CA PG PE ROMA AN CT CZ NOLA I "POP BBN" (24) si appoggiano su (24 dei 32 ) "POP OPB" (presenti in figura e distinti in: principali e secondari) Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

57 PoP OPB Principale - Architettura - Quali servizi trasporta NAS ADSL CATALIST 6509 GSR EDGE GSR CORE POS STM-16 PoP Inner Core RA IBS PoP Inner Core POS STM-16 RAS dial-up PP RUPA Voice GW BBN Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

58 PoP OPB Secondario - Architettura - Quali servizi trasporta NAS ADSL PoP Inner Core CATALIST GSR CORE EDGE POS STM-1 RA IBS POS STM-1 RAS dial-up PoP Inner Core PP RUPA Voice GW BBN Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

59 Architettura imss Strati funzionali del POP Esercizio OMS OPM OPM Telefonico OPM ISM OPM MG: VISM MG: VISM Dati GSR GSR Trasporto ADM Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

60 Soluzione CISCO/ITALTEL - Architettura del Point of Presence (POP) MPLS-core Area Gateway SGU OLO/PLMN S T M 1 imss STM-1 ethernet A D M POP BBN catalyst E1 MGX GE MPLS-edge GSR OPB GSR TDM IP/ATM POS Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

61 Fonia TDM e Fonia VoIP sul BBN di Telecom Italia Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

62 BBN: Concetto di giunzione / fascio virtuale ISUP imcp Giunzione OPM OPM Giunzione virtuale ISUP-IVS OPM OPM ISUP MGCP MG OMS ER i-pop CR Fascio virtuale IP backbone CR ER MG e-pop OMS Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

63 BBN: esempio di Call flow "ISUP IVS" Giunzione Giunzione interna OPM Giunzione virtuale OPM Giunzione interna Giunzione OPM MG MG OPM IAM CRCX CRCX ACK Internal IAM IAM (APP: SDP-i) Internal IAM CRCX CRCX ACK Internal APM APM (APP: SDP-e) Internal APM IAM MDCX ACM ANM MDCX ACK Internal ACM Internal ANM ACM ANM Internal ACM Internal ANM ACM ANM Nota: ISUP IVS è il nome del protocollo di controllo tra POP usato nel BBN, ecc. per VoIP (protocollo proprietatio di Italtel, simile a BICC, e che trasporta il protocollo SDP Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

64 Architettura Funzionale imss4040 Virtual Switch (Italtel) Il virtual switch è essenziamente costituito da elementi (OPM) che: possono operare come unità distribuite di una stessa centrale; condividono lo stesso piano di istradamento; condividono le stesse regole per la documentazione delle chiamate; all interfaccia con le reti SCN rendono il virtual switch, nel suo complesso, equivalente ad una unica centrale con un unico point code Ognuno dei 24 PoP costituisce un singolo ed autonomo "Virtual Switch" con (almeno) un proprio Point Code SS7 ed un proprio elemento di gestione (OMS) Le codifiche e i parametri utilizzati per il trasporto su rete IP sono: G.711 con tempo di pacchettizzazione di 10 ms nel caso di chiamate modem/fax o ISDN connettività numerica. G.729 con tempo di pacchettizzazione di 20 ms per le altre tipologie di traffico. Buffer di dejitter: 20 ms Uso del VAD (Voice activity detection): No 64

65 Tiziano Tofoni Esempio di Tunnel MPLS per il trasporto del traffico voce BBN MI-BE MI-MA Re1 Re2 Re1 Re2 RcsMI1_2 RcsMI2_1 RcsMI1_1 RcsMI2_2 RcsRM1_1 RcsRM1_2 RcsRM2_1 RcsRM2_2 Re1 Re2 Re1 Re2 RM-SUD RM-INV slide originale : Tiziano Tofoni, Telecom Italia Learning Services (TILS)

66 Affidabilità garantita da MPLS Tiziano Tofoni Nel BBN di TI occorre collegare (creare il tunnel) ciascuno dei POP con tutti gli altri. Per la precisione collegare in MPLS ciascuno dei 2 MG di ciascuno dei 24 POP con ciascun altro MG. Quindi si creano 48*47/2 tunnel per il percorso MG A MG B (altrettanti per B A). In totale circa 2000 tunnel (48*47, configurati staticamente nei router di OPB). In caso di guasto, gli algoritmi MPLS calcolano un nuovo tunnel (dinamicamente), in alcuni secondi. questo tempo è considerato inaccettabile In conseguenza, è stato protetto (tramite la procedura di FAST REROUTING MPLS) ciascun collegamento trasmissivo tra due router MPLS adiacenti con una specie di by pass, che entra in servizio in poche decine di millisecondi A B ko ko ciascun by pass non è altro che un ulteriore tunnel MPLS secondario, anch esso predefinito staticamente, a protezione di ogni tratta ( e costruito con gli altri router e tratte non guaste). da notare: il numero dei by pass da configurare (circa pari al numero dei Router) è << di quello dei tunnel primari protetti da questo meccanismo.

67 I nuovi SGU (Nuove soluzioni "over IP" in accesso) Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

68 Accesso ADSL ATM od IP SGU DATI (over ATM od IP) Voce (+ Dati Dial UP) Permutatore Modem DSL, opz.. splitter ADSL DSLAM Splitter Voce + DATI Apparati di di accesso ADSL (DSLAM) installati a monte dell SGU Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

69 Importanza del Broadband su accesso fisso (rame) e sue limitazioni in funzione della lunghezza del doppino in diversi paesi Percentuale (%) ITALIA REGNO UNITO GIAPPONE FRANCIA GERMANIA U.S.A. Warning: xdsl <3-4 Km (vedere la slide seg.) Soluzioni alternative (ibride): FTTC/ FTTB Distanza (km) Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno cortesia di L. Magnone (tilab)

70 Reti di accesso, a pacchetto... OPM ed ancora (Più datate).. Interbusiness (IP) ATMosfera (ATM) Reti FR.. Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

71 La rete OPM di TI in tecnologia GbE La nuova rete OPM (Optical Packet Metro) è l infrastruttura d'accesso/raccolta che TI utilizza per l offerta di servizi MAN (Metropolitan Area Network) e recentemente anche per l offerta IPTV (Home TV). Ma esistono ancora anche altre reti in questo segmento di accesso (ATM, FR,..) E' interconnessa ad OPB. E completamente basata sulla tecnologia GbE (Gigabit Ethernet), e/o PON (Passive Optical Networks), e consente di realizzare LAN aziendali su aree metropolitane. E costituita nel caso GbE da una serie di Switch di raccolta detti Feeder ed altri di transito e di interconnessione con OPB denominati Metro. Tali switch sono tutti Multilayer switch (Cisco 6500 o 7600). Gli switch in sede cliente sono L2 Switch (Cisco 3500) OPB Metro OPM DSLAM o Switch Eth. in sede Cliente Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno 2007 slide originale di S. Pileri (TILS) 71

72 OPM - Segregazione delle tipologie di traffico con VLAN Nella rete OPM di TI la tecnica delle VLAN (IEEE 802.1Q) è impiegata per segregare il traffico fonia+dati, IPTV e di gestione dei DSLAM IP; sono configurati i seguenti valori di CoS: Voce >> CoS = 5; Video >> CoS = 3; Dati >> CoS = 0 oppure 1 IPTV HEAD END DHCP server Server VOD OPM VLAN IPTV VLAN Voice+FI Bridge Bridge DSLAM IP VLAN Gestione Routed Dacon Alice Voice BRAS Rete DACON Gestione Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno 2007 slide originale di S. Pileri (TILS) 72

73 Attestazione di nodi di accesso (e servizi) verso OPB, nella rete di TI BBN OPB PoP OPB RTG=Rete Telefonica generale ISDN=Integrated Services Digital Networ NAS=Network Access Server PE=Provider Edge RA=Access Router BB=BroadBand GbE=Gigabit Ethernet NAS BB NAS Edge IP per consegna Video Nodo ATM di transito RA/PE MPLS POTS/ISDN RTG/ ISDN ATM Metro OPM Metro Feeder ADSL/ADSL2+ GbE GbE ADSL2+ DSLAM ATM DSLAM puri IP/Eth Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno 2007 slide originale di S. Pileri (TILS) 73

74 Riepilogo delle principali piattaforme di servizio (per VoIP, IPTV,..) di TI Piattaforma VideoCall su RTG Piattaforma IPTV Piattaforma servizi IP Centrex Piattaforma servizi VoIP Alice MM & Business OPB Piattaforma servizi IP PBX BBN NAS RTG/ ISDN Nodo ATM di transito RA/PE MPLS ATM PoP OPB BB NAS Metro OPM Edge IP per consegna Video Metro RTG=Rete Telefonica generale ISDN=Integrated Services Digital Networ NAS=Network Access Server PE=Provider Edge RA=Access Router BB=BroadBand GbE=Gigabit Ethernet MM=Mass market PBX= Private Branch Exchange (centralino) Centrex= = Centralino (emulato da rete pubblica) Feeder Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno 2007 slide originale di S. Pileri (TILS) 74

75 I nuovi servizi in accesso, rete di TI Piattaforma per servizio "Alice Mia / Alice Voice" ( Voice over IP ) Seminario reti geografiche - POLITECNICO di Torino - 11 giugno

76 Alice Mia (Advanced Personal Telephony - APT) (1/2) Tiziano Tofoni Servizio "ToIP" (Telephony over IP) per utenza Residenziale (Mass Market) e Business, su accessi ADSL, mediante protocollo SIP Soluzione di tipo overlay ( sovrapposta alla telefonia tradizionale), quindi NON un Class 5 Replacement (non si spengono ( per ora) gli SGU ): Il cliente conserva l accesso analogico alla rete telefonica (PSTN Public Switched Telephone Network) dove continua ad essere fornito il servizio telefonico tradizionale (PATS - Public Available Telephone Service) Il cliente può acquisire fino a 5 Numeri Telefonici aggiuntivi geografici ( es , 06...) integrati nel Piano di Numerazione Nazionale (PNN) Il cliente riceve un unica bolletta legata al numero telefonico principale, cioè quello della linea analogica domestica, a cui fanno capo i numeri aggiuntivi

77 Tiziano Tofoni Alice Mia Advanced Personal Telephony /APT) (2/2) Ciascun Numero Aggiuntivo può venir associato - più o meno dinamicamente - ad un telefono cordless (con "look&feel" di tipo mobile) tra quelli in dotazione. Wi-Fi phone: IP Phone dotato di interfaccia x e SIP User Agent (terminale innovativo ) DECT phone: telefono cordless dotato di interfaccia GAP (terminale tradizionale TDM) - in questo caso la parte "VoIP/SIP" è fatta.."dopo". I Numeri Aggiuntivi sono personali perché i terminali sono personali (come per la telefonia mobile) Prestazioni Alice Mia: Chiamata base tra utenti Alice Mia (SIP) e da/verso PSTN/PLMN Supplementary Telephony Service (e.g: CLIP, CLIR, CF, CR, 405, CCBS, 4*..) Messaggistica tradizionale SMS EMS MMS

78 Tiziano Tofoni APT (Alice Mia / Alice Voice) su rete BroadBand con VoIP Wi-Fi: impianto domestico Soft Switch SIP Server Rete telecom impianto domestico ATM/SDH/IP DSLAM ADSL+POTS ADSL + POTS ADSL + POTS POTS Splitter POTS Filter POTS Filter ADSL SGU SL AGW con modulo Wi-Fi Wi-Fi Nota: nel caso di AGW con modulo DECT invece che Wi-Fi: è l'agw (Dect) a realizzare la funzione di User Agente SIP, mentre interlavora con i protocolli TDM DECT dei vari telefoni(ni) collegati. i telefoni(ni) Dect dunque non hanno SIP a bordo, ma sono tradizionali (TDM a standard Dect). Il mondo SIP nasce nel AGW. Wi-Fi User Agents SIP

79 Tiziano Tofoni Architettura piattaforma Alice Mia (APT) PS Class5I imss 5050 AS imss 4040 MGX UDB OPB MGX imss 4040 AS Class5I imss 5050 PS POP OPB MI V BBN V POP OPB RM BGW/SD GSR BGW/SD GSR Rete di Accesso BRAS Centrale TDM BRAS PSTN SIP ISUP ISUP-IVS HTTP

80 Alice Mia. Esempio di Chiamata verso un utente PSTN (Alice utente PSTN ) Tiziano Tofoni UDB (Application Servers) Italtel AS, PS Siemens MS Segnalazione SIP (e http) Flusso audio RTP ISUP-IVS ISUP Fonia TDM/analogica http imss CL4 SIP Server SSW SIP GW imss CL5i Session Director MGX V PoP BBN SGU Utente B (PSTN) Backbone IP BRAS DSLAM AG Utente A (Alice)

81 Tiziano Tofoni appunti di base su IPTV (IP Television) le slide sono ricavate da notiziario tecnico TI (IPTV.PDF, 2005)

82 IPTV IP television (Home TV) Tiziano Tofoni IPTV non è sinonimo di Streaming TV da Internet IPTV : è un servizio per entertainement, ma /= dallo "Streaming TV" da siti WEB (anche se entrambi usano reti BB di accesso, ad. es., ADSL) IPTV: terminali normale TV + STB (vs PC) (+ dotazione opzionale di tastiera wi-fi, per navigare con TV) STB: apparato d aspetto simile ai sintonizzatori per DTT o satellitari; è un piccolo PC con suo apposito O.S., commerciale o legato al fornitore dei chip. Evt. incorpora modem ADSL, oppure e collegato in LAN ad un modem/router ADSL esterno. In ogni caso deve stare vicino al TV; può avere un hard disk (raro) o solo memorie flash, può bootstrappare dalle sue memorie locali (flash) oppure da rete (tipicamente un flusso multicast manda in permanenza l ultima versione del middleware che comunque andrà certificata nel tempo per evitare frodi). business triple play a propri clienti locali (1 operatore offre: Voice+IN+TV) Streaming TV da siti WEB: terminale PC business una platea vasta, per unici contenuti video, evt. word-wide (CNN,..) (e vari clienti, connessi a vari e diversi provider di rete di accesso, e/o ISP)

83 Un esempio di Triple Play, visto su una connessione ADSL Alice di Telecom Italia Tiziano Tofoni ADSL + POTS f POTS f ADSL Video, Voce (VoIP), Internet f Linea RTG Video, Voce (VoIP), Internet Una ipotesi di Occupazioni di Banda (Caso di connessione ADSL a 4 Megabit) ADSL fisico a 4832/320 Kb/s PVC 8/36 Video : Kb/s Un flusso audio correlato al video : 192 Kb/s Overhead (UDP/IP/Eth/LLC/AAL 5/ATM) : Circa 500 Kb/s Totale di circa 4 Mb/s per un video + un audio PVC 8/35 Fonia (due canali bidirezionali) : 2 x 64 Kb/s Dati : best effort nota: oggi il servizio tende a venir passato su connessioni ADSL2+ a 20 Mbit/s rielaborazione da slide di fonte TI

84 I nuovi servizi in accesso Tiziano Tofoni IPTV ( vari canali TV digitali sul doppino di casa ).... oltre a fonia tradizionale (PATS), Alice Voice, Navigazione

85 IPTV Tiziano Tofoni IPTV BTV (Broadcast TV) : "live contents", ad orari fissati, trasmessi in multicast dall headend (centro servizi) fino al DSLAM funzioni opzionali tipiche di un Video Recorder (tramite hard disk locale al STB, opzionale, o apposito server in rete) IPTV VoD (Video on Demand) un contenuto (un solo canale per volta) scelto dal cliente, trasmesso in unicast dal headend fino al cliente. anche qui funzioni al limite opzionali- tipiche di un VideoRecorder (hard disk locale al STB, o in rete) (se in rete, anche possibilità di registrazioni multiple in parallelo) IPTV Near VoD (Near Video on Demand) (come BTV) ogni contenuto (tra quelli più gettonati), trasmesso in tempi leggermente disgiunti in modo BTV. Il cliente si aggancia ad un particolare inizio. TV Browsing (una forma semplificata di navigazione, p.es. senza finestre o tendine) unica finestra, fruita sullo schermo del TV, tastierina wireless. 1. grazie a apposito browser semplificato, che gira sul STB, oppure 2. tramite funzioni in rete di remote desktop svolte in server centrali. Avrà successo?

86 Esempio di una possibile architettura di Servizio IPTV Triple Play Tiziano Tofoni Centro Servizi Rete di Accesso / Distribuzione TV Head End Server VoD Rete di Accesso DSLAM CPE ADSL VoIP UE STB VoIP UE PC BRAS Encoder Router Dorsale IP (MPLS) VoIP Server VoIP Media Server TV (HDTV) Content Provider BTV/VoD Switch GbE Server VoD Rete di Accesso DSLAM CPE ADSL STB PC VoIP UE Contribuzione Navigazione Internet da PC / STB Sede cliente Fruizione contenuto BTV Fruizione contenuto VoD Fruizione contenuto VoIP (in fig., non completam. indicati i percorsi e2e x media e segn.) rielaborazione da slide di fonte TI

87 Esempio di tipica Architettura IPTV Caso di servizi BTV ed Internet Tiziano Tofoni Head End Servizio Rete di Distribuzione Sede cliente Edge Router Metro GbE Feeder GbE DSLAM STB MAN GbE CWDM / DWDM metro ring CPE ADSL PC NAS/BRAS Dorsale IP MPLS Encoder Content Provider Video Streaming MAN GbE Feeder GbE CWDM / DWDM metro ring DSLAM CPE ADSL STB PC Contribuzione Navigazione Internet (unicast) Distribuzione contenuto BTV (multicast) Fruizione contenuto BTV (unicast) rielaborazione da slide di fonte TI

88 Tiziano Tofoni Videocomunicazione Il servizio e attualmente offerto sulla rete telefonica generale (analogica!! ), sulla quale di istaurano conessioni diap-up IP. Come protocollo di controllo della videochiamata si usa SIP. E aperto all interlavoro con servizi analoghi offerti con altre tecniche o da altre reti (mobili UMTS). Ovviamente occorre che i codec audio-video siano compatibili sui due end point. Da non confondere col servizio Alice Mia Voice (che usa connessioni ADSL) e che sta passando anch'esso a fornire videocall (SIP) - tramite connessione di 1 videotelefono su presa RJ45 del gateway di accesso residenziale.

89 Tiziano Tofoni Soluzioni per utenza Corporate (o Business) Due esempi: Piattaforma IP-PBX (Centralino IP) Piattaforma IP-Centrex (Emulazione di Centralino)

90 Architettura della soluzione IP-PBX (caso con H323) di TI Tiziano Tofoni H323-based IP-PABX hosted in site Sede A IP-PBX Rete OPB LSP MPLS Piattaforma IP-PBX di TI IP-PBX H323-based IP-PABX hosted in site Sede B slide originale di S. Pileri (TILS)

91 Tiziano Tofoni Dettagli sull architettura IP-PBX di TI imss CL5 OPM Legenda: VTCH Virtual Termination Call Handler Verso i sistemi di gestione OMS PHS PHS PHS imss CL5 per Il servizio imss CL5 IP-PABX imss CL5 Switched LAN VTCH BSH PHS Protocol Handling Server LB Load Balancer OPM Optical Peripheral Module OMS - Operation & Management Server BSH Basic Service Handler AGK LB H.323 SGU imss CL5 imss CL4 Piattaforma IP Centrex IP-PBX Rete OPB Rete BBN BORDER ELEMENTS clienti IP-PBX

92 Tiziano Tofoni Dettaglio sull architettura IP Centrex di TI CPEm PIN OMS SHS OPM Switched LAN VTCH imss CL5 CPE manager Element Manager dei terminali IP Based posti a casa del Cliente per: Provisioning degli IP Phone e dei fax Adapter (download firmware e file configurazione) Verifica delle raggiungibilità (ping( ping) per Assurance degli IP Phone e fax Adapter Reboot da remoto degli IP Phone imss CL5 Piattaforma GSR GSR imss CL4 Rete BBN SGU IP PBX Rete OPB BORDER ELEMENTS clienti IP Centrex slide originale di S. Pileri (TILS)

93 Evoluzioni in corso delle soluzioni NGN di TI verso le NGN 2 Tiziano Tofoni una soluzione per fornire "ultrabroadband" sugli accessi fissi, tramite fibra FFTC, FFB, (FTTH?) Soluzioni su accessi radio (fissi e mobili) con bande maggiori delle attuali (Wi-FI, WI-Max) (UMTS con accessi radio "HS", LTE) verso IMS (IP Multimedis Subsystem) una soluzione convergente di rete "core", over IP, per operatori fissi/mobili ( l' architettura IMS, fortemente basata su SIP, è sulla slide seguente )

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