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Introduzione alle Reti di Prossima Generazione. 2 Sommario Rete telefonica tradizionale (PSTN, Public Switched Telephone Network) Reti di nuova generazione:

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1 Introduzione alle Reti di Prossima Generazione

2 2 Sommario Rete telefonica tradizionale (PSTN, Public Switched Telephone Network) Reti di nuova generazione: Softswitch Protocolli Integrazione PSTN - Softswitch

3 3 PSTN Lattuale rete telefonica tradizionale nasce negli anni 60 a partire da studi e progetti effettuati dagli operatori dominanti (incumbents). La PSTN fornisce prestazioni di livello assoluto in termini di affidabilità, sicurezza, ubiquità. Lobsolescenza della PSTN è dovuta allinvecchiamento tecnologico e al disegno concettuale che non consente una rapida e completa evoluzione verso servizi a larga banda richiesti dalle nuove applicazioni. La convergenza verso infrastrutture di rete basate su protocollo IP è ormai in atto.

4 4 PSTN La PSTN è una rete a commutazione di circuito –Allatto del setup della chiamata viene riservato un canale e la voce segue sempre lo stesso percorso. Linstradamento viene realizzato tramite switch 1.Switch manuali (Bell, 1877) 2.Switch meccanici (Stowger, 1889) 3.Switch elettronici (AT&T, fine anni 60)

5 5 Topologia della PSTN

6 6 La rete di accesso Lesigenza di servizi a larga banda e limpossibilità di sostituire il doppino telefonico ha portato allesigenza di convogliare voce (analogica) e dati (digitali) sullo stesso mezzo trasmissivo. Gli apparati che costituiscono la rete di accesso consentono di separare i segnali e di convogliarli sulle relative reti di trasporto. POTS ch modem ADSL splitter ADSL POTS ch

7 7 Segnalazione La segnalazione è un insieme di messaggi che consentono il controllo delle chiamate e della rete. –Supervisione: monitoraggio dello stato della linea –Alerting: squillo del telefono in ricezione di chiamate –Indirizzamento: instradamento delle chiamate I protocolli di segnalazione della PSTN sono: –Segnalazione in banda su doppino –Protocollo V5 tra rete di accesso e switch di classe 5 –Protocollo SS7 (Signaling System 7) tra gli switch

8 8 Voce Il segnale vocale viaggia sulla rete PSTN in digitale Il segnale vocale occupa una banda di 4 KHz Viene campionato in PCM a 8 KHz e codificato a 64 Kbps I diversi segnali vengono multiplexati in TDM

9 9 Voice over IP (VoIP) Definizione: il VoIP è la capacità di effettuare chiamate telefoniche su reti IP garantendo una appropriata Qualità del Servizio (QoS) e un migliore rapporto benefici/costi. Si parla più in generale di Multimedia over IP (MoIP) ovvero la convergenza di più tipi di dati (voce, video, fax, ecc) su un protocollo di rete comune (IP).

10 10 VoIP voce CODEC: A/D Compressione Creazione dei Voice Datagram Aggiunta di Header (RTP, UDP, IP, etc) voce Processamento Header Riordino e bufferizzazione Decompressione CODEC: D/A

11 11 PSTN vs VoIP PSTN Assenza di errori Ritardo piccolo e costante Nessuna perdita Nessuna ritrasmissione Passaggio diretto VoIP Bassa probabilità di errore Ritardo variabile Perdita di pacchetti Ritrasmissione di pacchetti Uso di protocolli Requisiti del VoIP Compressione Segnalazione Qualità del servizio Soppressione del silenzio Servizi aggiuntivi

12 12 Softswitch Definizione Softswitch è un insieme di prodotti, protocolli e applicazioni che permettono ad un dispositivo di accedere a servizi di telecomunicazioni su una rete IP. Obiettivi 1.Standardizzare unarchitettura per le reti VoIP 2.Mantenere la connettività con le reti tradizionali PSTN

13 13 Architettura

14 14 Componenti Media Gateway Controller (Call Agent, Softswitch) –Fornisce la logica di controllo della chiamata e del mantenimento dello stato della chiamata Signaling Gateway –Permette la segnalazione tra PSTN e VoIP –Incapsula e trasporta la segnalazione PSTN su IP Media Gateway (Trunking Gateway) –Funge da gateway voce tra PSTN e VoIP o tra reti a pacchetto diverse –Trasforma la voce da un formato di trasmissione a un altro Media Server –Manipola e tratta gli stream vocali su richiesta di qualche applicazione (Digital Signal Processing) Application Server (Feature Server) –Permette lesecuzione di applicazioni per la fornitura di servizi

15 15 Piani funzionali

16 16 Protocolli VoIP SIGTRAN IP

17 17 Protocolli di segnalazione VoIP (SIP e H.323) H.323 è uno standard ITU (International Telecommunications Unit) che specifica i componenti, i protocolli, e i meccanismi per la trasmissione di dati multimediali su reti a commutazione di pacchetto senza garanzie di qualità del servizio. Il protocollo SIP è un protocollo di segnalazione IETF (Internet Engineering Task Force) che si occupa di creare, modificare e terminare sessioni, come ad esempio una chiamata vocale o una conferenza multimediale. Differiscono per scalabilità, semplicità, estensibilità e formato trasmissivo.

18 18 Protocollo SIGTRAN Una rete Softswitch consiste di Media Gateway Controller, Media Gateway, Signaling Gateway. Il protocollo SigTran (Signaling Transport) viene usato per trasportare i messaggi di segnalazione SS7 tra il Signaling Gateway e il Media Gateway Controller. SigTran è stato progettato per il trasporto dellSS7 sullIP in maniera veloce ed affidabile. Velocità ed affidabilità vengono garantite grazie alluso del protocollo di trasporto SCTP (Stream Control Transmission Protocol) su cui SigTran poggia.

19 19 Protocolli di controllo del media gateway (MEGACO e MGCP) Il Media Gateway Controller ha il compito di sovraintedere e gestire lintero setup delle chiamate e quindi ha bisogno di interagire con il Media Gateway attraverso il quale passano i segnali vocali Per fare ciò, si avvale di protocolli chiamati di controllo del media gateway come MEGACO e MGCP. Linterazione è di tipo master-slave.

20 20 Protocolli di trasmissione della voce (RTP) Il protocollo RTP (Realtime Transport Protocol) permette la trasmissione real time della voce, senza però fornire qualità del servizio. La voce viene digitalizzata, compressa, pacchettizzata e spedita sullinfrastruttura IP utilizzando il protocollo UDP (più veloce del TCP poichè non prevede ACK e ritrasmissioni). RTP non gestisce QoS ma fornisce informazioni addizionali ai livelli superiori cosicché le applicazioni possono determinare come trattare i pacchetti.

21 21 Esempio di chiamata

22 22 Evoluzione rete core: sostituzione Switch Classe 4

23 23 Evoluzione rete core: sostituzione Switch Classe 4

24 24 Evoluzione della rete daccesso POTS ch RG ADSL TOIP ADSL splitter ADSL POTS ch modem ADSL splitter ADSL POTS ch TOIP RG ADSL TOIP ADSL NT splitter ADSL TOIP modem ADSL


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