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Universidad Austral de ChileFacultad de Ciencias de la
Ingeniera
Escuela de Ingeniera Civil Electrnica
ARQUITECTURA E IMPLEMENTACION DEMPLS EN UNA RED DE TELEFONA
MVIL
BASADA EN IP
Tesis para optar al Ttulo de:Ingeniero lectrnico
Profesor Patrocinante:Sr. Nstor Fierro Morineaud.
Ingeniero Electrnico,Licenciado en Ciencias de la
Ingeniera,Diplomado en Ciencias de la Ingeniera.
HUGO ANDRS SANTIBEZ SOTOVALDIVIA CHILE
2013
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MIEMBROSCOMISINDETITULACIN
ProfesorPatrocinante
NstorFierroMorineaud
IngenieroElectrnico
ProfesorInformante
FranklinCastroRojas
IngenieroElectrnico
ProfesorInformante
PedroReyClericus
IngenieroElectrnico
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Agradecimientos
A
mis
padres
por
la
educacin
entregada
a
lo
largo
de
mi
vida
y
especialmente
a
mi
novia
Paolaportodalacomprensin,apoyoeinfinitapacienciaatravsdeestelargoproceso.
Quisierautilizarestainstanciatambinparaagradeceratodalagentequeseinvolucr
de una u otramanera en este trabajo de titulacin, ya sea
amigos,familia yprofesores en
especialaDonNstorFierroporsuapoyoyguafundamentalenestetrabajo.
Sinustedesnolohubiesepodidolograr
MuchasGracias
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RESUMEN
Elpresente
trabajo
de
titulacin
presenta
un
anlisis
detallado
de
la
tecnologa
IP/MPLS
presentehoyendaenRedesdeTransportebasadasenpaquetes(PTN)ysuaplicacinenuna
red de Transporte Mobile Backhaul de produccin implementada
recientemente a Nivel
Nacional.Sedaenprimera instanciaunaVisinGeneralde la
implementacin lgicadeMPLS
enRedesCorporativasyelporqude laeleccinde IPMPLSpara la
implementacindeeste
tipodeRedes.
Por
otro
lado,
se
realiza
la
investigacin
de
la
implementacin
fsica
de
una
red
real
de
produccin Mobile Backhaul de un Proveedor de Servicios a Nivel
Nacional, para realizar el
anlisis detallado de la arquitectura y el equipamiento
utilizado, adems de implementar la
solucinlgicaaniveldeprotocolosIP.
SUMMARY
This graduation work presents a detailed analysis of the IP/MPLS
technology present
today in PacketBased Transport Networks (PTN) and its
application in a production Mobile
BackhaulTransportNetworkimplementedrecentlyNationwide.Inthefirstinstanceisgivenan
overviewofthelogicimplementationofMPLSinCorporateNetworksandwhythechoiceofIP
MPLSfordeployingthiskindofNetworks.
Moreover, research is conducted of the physical and logical
implementation of a real
MobileBackhaul
Production
Network
Nationwide,
to
perform
adetailed
analysis
of
the
architectureandtheequipmentused,aswelltheimplementationwithIPProtocols.
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OBJETIVOSGENERALES
Analizar la tecnologa de transporte de datos MPLS y sus
aplicaciones en redes
corporativas.
Evaluarlosdistintosserviciosquepuedenserentregadossobreunareddetransportede
datosMPLSyelequipamientodisponibleparasuimplementacin.
Especificar la arquitectura para la implementacin de la
tecnologa de transporte de
datosMPLSenunareddetelefonamvilcorporativabasadaenIP(IPRAN).
OBJETIVOSESPECFICOS
Investigar enqu consiste elmecanismode transporte de datos MPLS
(Multiprotocol
LabelSwitching).
Analizarlosdistintostiposdetrficoquepuedensertransportadosdentrodeunaredde
transportededatosMPLS.
Investigarlosprotocolosquehacenposibleelfuncionamientodeunareddetransporte
MPLS.
Analizar la arquitectura de una red de telefona mvil corporativa
basada en la
tecnologadetransportededatosMPLS(IPRAN)ylosmecanismosdeproteccinfrenteafallas
proporcionadosporeldiseo.
Investigar el equipamiento disponible hoy en da para realizar la
implementacin de
redesdetransporteMPLScorporativas.
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INTRODUCCIN
Desdeque
las
demandas
de
ancho
de
banda
de
los
clientes
alos
proveedores
de
servicios
en
Chiledesdeelao2000enadelantesehanincrementadodrsticamente,lasredestroncalesde
losproveedoresdeservicioshandebidoevolucionarconformeaestosnuevosrequerimientos.
Enelcasodelasredesfijaslosservicioshan
idoevolucionandodesdeunaconexinsimplede
telefona fija a grandes redes de transmisin de datos sobre el
mismo par de cobre donde
coexisten TvIP, VoIP y acceso de Banda Ancha. En el caso de las
redes mviles, desde los
primitivos servicios de solo voz y mensajera de texto hasta los
actuales servicios de Banda
AnchaMvil3Gyelfuturo4GLTE.
Dado que estos nuevos servicios entregados por los proveedores
de Telefona Mvil
requieren mayor ancho de banda y capacidades avanzadas de manejo
de trfico se hizo
necesario implementarenChile nuevos mecanismos de transporte de
informacin,debido a
quelasredesantiguasTDMyATMsevieroncolapsadasporestascrecientesdemandas.
EsaqudondesurgenlasredesIP/MPLScomosolucinaestasdemandas.Sibienesciertola
inversinquehacen lasempresasdeTelefonaMvil
(Ej:Claro,Movistar)yAccesodeBanda
AnchaHogar (Ej:TelefnicadelSur,Telefnica)en
lacompradeesteequipamiento sonmuy
altaspara la implementacindeestetipoderedestroncales,
lasgananciasamedianoy largo
plazosonmuyaltas,puespuedenimplementarunaredconvergenteconmultituddeservicios
sobrelamismareddetransporte(VoIP,Datos,TvIP)loquelespermiteaumentarladiversidad
de servicios que puede entregar a su clientes; como ejemplo VTR
ha pasado de ser un
proveedor de servicios de TV por Cable y Telefona Fija a un
proveedor de servicios de
Televisin,TelefonaFijayTelefonaMvilactualmente,realizandomodificacionesensuredde
transportede
informacin.ComootroejemplotangibleClaroChilehaestado
implementando
unanuevaredde transportede informacinparasusserviciosde
telefonamvil3Gy futuro
LTE4GhacepocotiempobasadosenlatecnologaIP/MPLS.
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Dadaestamotivacinsehaescogidorealizarenelpresentetrabajodetitulacinelanlisis
endetalledelaimplementacinyarquitecturafsicaylgicadeunaredtransportedeTelefona
MvilbasadaenIP/MPLSdeunproveedordeserviciosenChileycomolasdirectricestcnicas
definidaspor
un
proveedor
de
equipamiento
deben
dar
solucin
alas
necesidades
de
los
proveedoresdeServicios.
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NDICE
Agradecimientos..............................................................................................................................
2
RESUMEN.........................................................................................................................................
3
OBJETIVOSGENERALES....................................................................................................................
4
OBJETIVOSESPECFICOS..................................................................................................................
4
INTRODUCCIN...............................................................................................................................
5
1.RedesdeTransporteBasadasenPaquetesdeprximaGeneracin(PTN)yVisinGeneralde
IPMPLSenRedesCorporativas.................................................................................................
11
1.1Lacrecientedemandaderedesdeproveedoresdeservicios............................................13
1.2Introduccin
aMPLS
............................................................................................................
17
1.3ElvalordelaPropuestaMPLS.............................................................................................
19
1.4MPLSylasredesConvergentesMultiServicios..................................................................
23
1.5ServiciosdeNegociosconMPLS..........................................................................................
25
1.6Utilizacinde laArquitecturaVPN IP/MPLSparacumplircon los
requerimientosdeuna
ReddeServicios.....................................................................................................................
30
1.7AplicacionesVPNIP/MPLS...................................................................................................
35
1.7.1Red
2G
...........................................................................................................................
36
1.7.2CoreMvilpara2G.......................................................................................................
37
1.7.3CoreMvilparaRedesdeDatos(2,5Gy3G)................................................................
38
1.7.4ElTransporteMobileBackhaul.....................................................................................
39
1.7.5ComponentesdeunaRedMobileBackhaul.................................................................
40
1.7.6ArquitecturaGeneraldeAccesodeunaredTriplePlay
ADSL....................................43
1.7.6.1RedHogar..............................................................................................................
43
1.7.6.2Red
de
Acceso
........................................................................................................
44
1.7.7LaSolucinTriplePlay...................................................................................................
45
1.7.8LaSolucindeReddeRetornoMvil...........................................................................
47
2.EquipamientoyprotocolosutilizadosparaeldesplieguedelatecnologaMPLSenunaRed
CorporativaMobileBackhaul....................................................................................................
50
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2.1Equipamiento.......................................................................................................................
51
2.2DescripcindelEquipamientoutilizadoenlaRedMobileBackhaul..................................51
2.2.1Caractersticasdel7705SAR.........................................................................................
54
2.2.2Router
de
Servicios
7750
SR
(Service
Router)
...............................................................
54
2.2.2.1DescripcinGeneraldelRouter7750SR7............................................................
55
2.3ProtocolosempleadosparalaimplementacindelasolucinMobileBackhaulIPMPLS....59
2.3.1MPLS.................................................................................................................................
59
2.3.2ProteccindetrficodeLSP.............................................................................................
61
2.3.2.1ProteccindecaminoLSPsconCaminoSecundarioNonStandby........................61
2.3.2.2ProteccindeCaminoLSPsconCaminoSecundarioStandby................................62
2.3.2.3ComportamientodeconmutacindeLSPconcaminossecundarios........................62
2.4InformacinGeneralsobreFastReroute(FRR)......................................................................
64
2.4.1MtodosFRRpararealizarlaproteccindeLSP..............................................................
64
2.4.1.1Funcionamientodelosdistintosmtodos............................................................
66
2.5MtodosdedeteccindeerroresenlosEnlaces...................................................................
70
2.5.1BFD....................................................................................................................................
70
2.6AgregacindeEnlaces.............................................................................................................
71
2.7IPRouting/IGP.........................................................................................................................
73
2.7.1DiseodeExtremoaExtremodeOSPF............................................................................
74
2.7.2OtrasConsideracionesdediseoOSPFenredesIPRAN.................................................75
2.7.2.1IDderea...................................................................................................................
75
2.7.2.2RouterIDOSPF...........................................................................................................
76
2.7.2.3AutenticacindeEnlaceOSPF(Opcional)..................................................................
76
2.7.2.4SeleccindeltipoderedOSPF...................................................................................
76
2.7.2.5IngenieradeTrficoOSPF.........................................................................................
77
2.7.2.6MtricasytemporizadoresOSPF...............................................................................
77
2.8TrficoMvilModelosdeTransporte..................................................................................
78
2.8.12G(TDM)/3G(ATM)........................................................................................................
79
2.8.23GyLTE(IP)......................................................................................................................
79
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2.9CalidaddeServicio...................................................................................................................
80
2.9.1NecesidaddeCalidaddeServicio.....................................................................................
80
2.9.2DiseodelaCalidaddeServicio.......................................................................................
82
2.9.2.1Objetivos
del
Diseo
..................................................................................................
82
2.9.2.2ClasesdeServicio.......................................................................................................
83
2.9.2.2.1ClasedeServicioCONTROL.................................................................................
83
2.9.2.2.2ClasedeServicioUSERCONTROL........................................................................
84
2.9.2.2.3ClasedeServicioREALTIME.................................................................................
85
2.9.2.2.4ClasedeServicioBUSINESSDATA.......................................................................
85
2.9.2.2.5ClasedeServicioSTANDARD...............................................................................
85
2.9.2.3PolticadeCalidaddeServiciodeRed.......................................................................
86
2.9.2.4QoSenelAcceso........................................................................................................
87
3.ImplementacindeMPLSenunaredcorporativa,yarquitecturadeunaredMobileBackhaul
...................................................................................................................................................
89
3.1TopologaFsica....................................................................................................................
89
3.1.1ltimaMilla...................................................................................................................
92
3.1.2Agregacin.....................................................................................................................
95
3.1.3Core...............................................................................................................................
96
3.2TopologaLgica..................................................................................................................
98
3.3ModeloLgicodeRed.........................................................................................................
99
3.3.1TopologaLgicadeServiciosutilizadosenlared........................................................99
3.3.2AnlisiseimplementacindelaTopologaLgicayprotocolosderedempleadosensu
configuracin....................................................................................................................
100
3.3.2.1ConfiguracinBase...............................................................................................
101
3.3.2.2ImplementacinLgicayConfiguracindeServicios..........................................112
3.3.2.3PruebadeConmutacinyPacketLoss................................................................
129
3.4GestorSAM5620yadministracinremotadeequipamiento..............................................133
3.4.1EvaluacindedesempeodelaredenClsterValdivia................................................135
3.5ProyeccindelatecnologaIP/MPLSaMPLSTPenredesPTNMPLS.................................143
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3.5.1PlanodeReenvo............................................................................................................
144
3.5.2PlanodeControl.............................................................................................................
145
4.CONCLUSIONES........................................................................................................................
148
REFERENCIASBIBLIOGRFICAS
...................................................................................................
150
GLOSARIO....................................................................................................................................
151
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CAPTULO1 RedesdeTransporteBasadasenPaquetesdeprximaGeneracin
(PTN)yVisinGeneraldeIPMPLSenRedesCorporativas
Eneste
captulo
se
darn
aconocer
los
elementos
principales
de
una
Red
de
Transporte
Basada en Paquetes de prxima generacin,una visin general de qu
es IPMPLS en redes
corporativasyfinalmentelosparmetrostcnicosydefinicionescomnmenteutilizadasdentro
deunaPTNdeprximageneracin; sibienescierto la redque seanalizaren
losprximos
captulos es en s una PTN de prxima generacin resulta interesante
conocer cmo se van
consolidandolasdiferentestecnologasysucorrelacinconloqueesunareddetransporteIP
MPLSqueesloquesemuestradentrodeestanotaintroductoria.
Laideaprincipalqueseescondedetrsdeestetipoderedeseseltransportedepaquetes
encapsuladosde informacinatravsde
internet.Estasnuevasredessonconstruidasapartir
delprotocoloIP,siendoeltrminoallIP(todoIP)elmscomnmenteutilizadoparadescribir
dichasolucin.
Lasredesdeprximageneracin(NGNeningls)esunampliotrminoqueestreferidoala
evolucindelaactualinfraestructuraderedesdetelecomunicacionesyaccesotelefnico,con
elobjetivo
de
lograr
la
convergencia
de
los
nuevos
servicios
multimedia
(voz,
video
ydatos).
Segn la ITUT Una Red de Siguiente Generacin es una red basada en
la transmisin de
paquetescapazdeproveerserviciosintegrados,incluyendolostradicionalestelefnicos,ycapaz
deexplotaralmximoelanchodebandadelcanalhaciendousodelasTecnologasdeCalidad
delServicio(QoS)demodoqueeltransporteseatotalmenteindependientedelainfraestructura
deredutilizada.Adems,ofreceaccesolibreparausuariosdediferentescompaastelefnicasy
apoyalamovilidadquepermiteaccesomultipuntoalosusuarios
Desde un punto de vista ms prctico las Redes de siguiente
Generacin suponen tres
cambios fundamentales en lo que es la arquitectura de una red
tradicional que deben ser
evaluadosdeformaindependiente:
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Respectoalncleodered,NGNsupone laconsolidacindevariasredesde
transporte
(dedicadas u overlay) construidas histricamente a partir de
diferentes servicios
individuales(normalmentebasadosenprotocolosIPyEthernet).Tambinimplica,entre
otrasmuchas
cosas,
la
migracin
del
servicio
de
voz
desde
la
tradicional
arquitectura
conmutada (PSTN)a lanuevaVoIPademsde lasustitucinde lasredes
tradicionales
(legacyservice)comolaX.25olaFrameRelay.Estosuponeinclusounamigracinpara
el usuario tradicional hacia un nuevo servicio como es el IP VPN
o la transformacin
tcnicadelasredestradicionales.
Respectoa lasredesdeacceso,NGNsupone
lamigracindelcanaltradicionaldualde
vozydatosasociadoa las redes xDSLhacia instalaciones
convergentesen lasque las
DSLAMs integren puertos de voz o VoIP, permitiendo de esta forma
dejar atrs las
actualesredesconmutadasquemultiplexanvozydatospordiferentescanales.
Respecto a las redes cableadas, la convergencia NGN implica la
migracin de la tasa
constantedeflujodebitsaestndaresCableLabsPacketCablequesuministrenservicios
VoIPySIP.AmbosserviciosfuncionansobreDOCSIScomoestndarparaelcableado.
EnlasRedesdeSiguienteGeneracinexisteunaseparacinbiendefinidaentrelaporcinde
redde
transporte
(conectividad)
ylos
servicios
que
corren
por
encima
de
esa
red.
Esto
quiere
decirquesiemprequeunproveedortelefnicodeseehabilitarunnuevoservicio,puedehacerlo
fcilmentedefinindolodesde
lacapadeserviciodirectamentesintenerencuenta lacapade
transporte. Como se ha dicho, los servicios proporcionados sern
independientes de la
infraestructuradered.Latendenciaactualesqueestosservicios,incluyendolavoz,seinclinen
hacia la
independenciaderedynormalmenteresidanenlosdispositivosdeusuario(telfono,
PC,receptoresTDT,...).
Enlafigurasiguientesemuestralacorrelacinentrelosprincipalessegmentosdemercado
actuales(Mvil,DatosyFijo)ysedenota la
importanciadelPlanodeTransporte(marcadoen
verde)comoconectorentrelasdiferentestecnologasdeAccesoysuplanodeControl.
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Figura1.1ModelodeReferenciaNGN
1.1Lacrecientedemandaderedesdeproveedoresdeservicios
LasRedesdeproveedoresdeserviciosdebenevolucionarparamantenersealaparconlos
tiemposcambiantesylosmayoresanchodebandademandados.
Losproveedoresdeserviciosamenudoseclasificanpor lacantidadde
infraestructurade
accesoregionalqueposeen,versuslacantidadquedebecontrataraotrosproveedores:
OperadoresTier1(Nivel1):Losprimerosdosproveedoresenunpasqueporlogeneral
sondueos
de
la
infraestructura
de
acceso
(cobre
ofibra)
dentro
de
su
regin
de
servicio.LosproveedoresdeserviciosdeNivel1suelenser
losprimerosenestablecer
infraestructurasenlaregin losgrandesoperadores.
Operadores Tier 2 o Tier 3 (Nivel 2 o Nivel 3): Son proveedores
que pueden usar la
infraestructuradeaccesodealgnoperadorTier1oconstruirsupropiainfraestructura
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en algunas reas de servicio. Los proveedoresTier 2 utilizanuna
combinacin de su
propiainfraestructurayalgunasinfraestructurasdeproveedoresTier1.Losproveedores
Tier 3 dependen por completo de acuerdos para utilizar la
infraestructura de otros
proveedores.Estos
proveedores
suelen
surgir
como
competidores
alos
ya
establecidos
proveedoresTier1,por loqueestnendesventajacon losproveedores
incumbentes
(Tier1)paraobtenercontroldelmercado.
Los proveedores de servicios estn clasificados de acuerdo a los
tipos de servicios que
ofrecenasusclientesfinales:
Telco:Tradicionalmenteofrecenserviciosdevoz,ascomoserviciosdenegocios
Proveedor
de
Servicios
de
Internet
(ISP):
Ofrecen
acceso
aInternet
para
clientes
residencialesydenegocios
ProveedordeServiciosVPN/ProveedordeServiciosEthernet:OfrecenserviciosVPNde
negocios
OperadorMultiSistemadeCable(MSO):Ofrecenserviciosresidencialesydenegocios
Unoperadorpuedeofrecertodosoalgunosdeestosserviciosasusclientesfinales.
Ambostipos
de
clientes,
residencial
(consumidor)
yempresariales
(negocios)
demandan
constantementenuevosservicioseinnovacionesdesusproveedoresdeservicios.
Losserviciosbasadosenlaslneastradicionalesarrendadas,FrameRelay(FR)yATMson
caractersticos de organizaciones que administran sus propias
redes empresariales (con sus
propios equipos de TI), pero aquellas empresas deben adquirir la
infraestructura de
conectividad(tpicamentelneasarrendadaspuntoapuntooconexionesvirtualespermanentes
Frame
Relay
o
ATM)
de
un
proveedor
de
servicio.
Impulsados
por
los
objetivos
de
negocio
de
la
empresaydirigidosacentrarseenlascompetenciasbsicasyreduccindecostos,lasempresas
han comenzado a buscar a los proveedores de servicios para
soluciones de conectividad
administradas.
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Lasempresastambinhanestadoexigiendomsentrminosdevelocidadesdeancho
debandapara
laconectividad.Laviejaregladel80/20(el80%deltrficoquedadentrodel
sitiolocalyel20%deltrficoestentresitiosremotos)yanoesvlida.
Debido a que muchas empresas han consolidado sus centros de
datos para algunos
sitios,
lanecesidaddeunamayorvelocidaddeconexinadistanciasehaconvertidoenalgo
muyimportanteparalosadministradoresdeTIdelasempresas.
Adems,lasempresasestnahoraenelprocesodeimplementacindeaplicacionesde
usointensivodeanchodebandacomolavideoconferencia,conferenciawebyusocompartido
deimagenelectrnicaenunazonaamplia,loqueprovoclanecesidaddemsanchodebanda
ensus
redes
de
rea
extensa
(WANs).
Los servicios residenciales tambin estn evolucionando de la
conectividad a Internet
marcadaa laconectividaddebandaancha. Los serviciospara
losclientes residencialesestn
evolucionando para incluir servicios de triple o cudruple play
que incluyen voz, Video on
Demand(VoD),televisinyaccesoaInternet.
Tradicionalmente,unproveedordeservicioscontabaconredesseparadasparaofrecerservicios
devoz
ydatos.
Dentrodeuna reddedatos,unproveedorde servicio tradicional tendra
tpicamente
redesseparadasparaofrecerserviciosbasadosenLneasArrendadas,FrameRelayyATMpara
clientes de negocios y una red separada ofreciendo servicios
basados en Internet (Acceso a
InternetyconectividadsegurabasadaenInternet)paraclientesresidencialesydenegocios.En
reasresidenciales,loscontenidosdeTVparaclientessonusualmenteentregadosporMSOslos
cuales
tienen
su
propia
infraestructura
dedicada
(casi
siempre
instalaciones
de
cable).
Las
empresascasisiempreutilizanswitchesEthernetyrouters
IPparaconstruirsuspropiasLANy
obtienen servicios de Lneas Arrendadas de los operadores para
conectarse a sus locaciones
remotas.
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Teniendoencuentaelescenariosiemprecambiantedelasdemandadelosclientes,las
redesdeproveedoresdeserviciosdebenmantenerelritmopormantener
lacompetitividady
aumentarlarentabilidad.Esevidentequeelenfoquedelaconstruccinderedesseparadasno
esrentable
cuando
el
proveedor
de
servicios
deber
ofrecer
mltiples
servicios.
Laforma idealdeabordareldiseodelaredesunasolucinen
laquevariosservicios
puedenserconvergentesenunanicainfraestructuradered.EstaeslaraznporlacualMPLS
como tecnologa para redes de proveedores de servicios ha cobrado
impulso rpido en el
mercado.
La tendencia ms obvia es el rpido crecimiento del trfico IP y
Ethernet en la red.
Debidoal
auge
de
Internet,
yla
invencin
de
Gigabit
Ethernet,
el
trfico
IP/Ethernet
es
ahora
dominanteen las redes de telecomunicaciones. Los clientes
residenciales requieren servicios
msrpidosdeaccesoaInternetyunamejorcalidaddeservicioIPparasoportarvozsobreIP
(VoIP). Los clientes empresariales estn llevando a cabo ms y ms
de sus negocios por va
electrnicaa travsdeubicacionesmuy separadas
geogrficamente.Muchas aplicacionesde
usointensivodeanchodebandayaplicacionesbasadasenIPsensiblesaltiempoestnsiendo
ampliamente utilizadas para misiones crticas para los negocios.
Los Datos IP se estn
incrementandoenimportanciaestratgicaenlasredesinalmbricas.Losusuariosmvilesestn
deseandoserviciosmultimediabasadosenIPdemaneracreciente.Losproveedoresdeservicios
tambin quieren ofrecer contenidos de televisin a travs de
aplicaciones de IPTV, que
requieren rendimientode la red con gran ancho de banda y baja
latencia. Est claro que la
construccin de una red ptima para la entrega de trfico
IP/Ethernet es crucial para los
proveedoresdeservicios.
Debidoaque
las
empresas
estn
empezando
autilizar
cada
vez
ms
aplicaciones
basadasen IP/Ethernet,necesitanquesus infraestructurasde
ITtenganunaltorendimientoy
seanlomsconfiables,segurasyrentables.
Estogeneraunagrandemandade losproveedoresde
serviciosparaofrecerVPN.Las
VPNpermitenqueelproveedordeserviciospuedaprestarserviciosadiferentesclientesconla
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mismaredtroncal,mientrasqueseaslanlosclientesmedianteinstanciasvirtualesdeservicios
paragarantizarlaprivacidadylaseguridad.
Durante
las
ltimas
dos
dcadas,
ya
haba
muchas
empresas
que
utilizan
la
VPN
enrutadaRFC2547bispara lograr laconectividadde
intranet.Ahora,conelrpidocrecimiento
delatecnologaEthernet,cadavezmsclientesempresarialesrequierenserviciosVPNEthernet
Capa2.LosserviciosVPNCapa2entreganalosclientesuncontrolcompletodesusdominiosde
enrutamientoymenoscomplicacionesdeinterconexincontralosproveedoresdeservicios.
Losproveedoresde servicios tambinbuscan solucionesde
redesqueconsolidenvoz,
datos y video en una misma infraestructura de red y que les
permita atender a los clientes
residencialesyde
negocios
desde
la
misma
red.
La
red
debe
ser
rentable
yrobusta.
La
red
tambindebe ser capazdeproporcionar calidadde
serviciodiferenciada (QoS)enel servicio
proporcionado para adaptarse a diferentes Acuerdos de Nivel de
Servicios (Service Level
Agreements SLAs).
Conestasnuevastendenciasydemandas,losproveedoresdeserviciosintentarnmigrar
susredesaredesdeCoreIP/MPLS,entregandovariosserviciosVPNasusclientes.
1.2
IntroduccinaMPLS
LaConmutacinMultiprotocolomedianteEtiquetasesunmecanismodeconmutacin
deetiquetasutilizadoporswitchesyrouters(capacesdehablarenMPLS)paraelintercambio
detrfico.Enelplanodecontrol,losdispositivosMPLSrealizanlaasignacindeetiquetasque
sern utilizadas para ciertos tipos de trfico y distribuyen las
etiquetas a travs de ciertos
protocolos de distribucin de etiquetas. Cada dispositivo
distribuye las etiquetas asignadas
localmentehacia
los
otros
dispositivos
MPLS
yrecibe
la
informacin
de
distribucin
de
etiquetas
desdeotrosequipos.CadaequipoconstruyeunaBasedeInformacindeEtiquetas(LIBLabel
Information Base) que almacena la informacin de las etiquetas.
En el plano de datos, cada
equipo realiza la encapsulacin MPLS sobre el trfico de datos
antes de enviarlo a otros
dispositivos MPLS. Cuando un dispositivo recibe el trfico
encapsulado, realiza decisiones de
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renvobasadoenelvalorde
laetiquetaMPLSenelencabezadodeencapsulacinMPLS.Enla
encapsulacin de datos MPLS, el encabezado MPLS (32 bits de
largo, que contiene un valor
numricode20bitsutilizadocomoelvalordelaetiqueta)estinsertadoentreelencabezado
deCapa
2yel
encabezado
de
Capa
3del
dato
que
va
aser
encapsulado.
Por
lo
tanto,
MPLS
a
veces se denomina protocolo de Capa 2.5, y el encabezado MPLS a
veces se denomina
encabezadodecua.
AntesdequelosdispositivosMPLSpuedanrenviareltrficoencapsuladoaotroequipo
sedebe completar ladistribucindeetiquetasMPLSenelplanode
control.Cuando seest
intercambiando la informacinde lasetiquetas, cadadispositivoMPLS
almacena laetiqueta,
como
tambin
la
informacin
de
mapeo
de
la
etiqueta
para
el
tipo
de
trfico
que
utiliza
cada
etiqueta.TodoeltrficoqueutilizalamismaetiquetasedenominacomoClaseEquivalentede
Reenvo(FECForwardingEquivalentClass).Elprocesodedistribucindeetiquetasdistribuye
lainformacindemapeodeetiquetasFECentredispositivosMPLS.Porlotanto,losdispositivos
MPLSformanunaRutaoCaminodeDistribucindeEtiquetas(LSPLabelSwitchedPath)para
cadaFEC.ElLSPesunaconexindeextremoaextremoparaeltrficopertenecientealamisma
FEC que ser reenviado. MPLS construye un camino orientado a la
conexin en una red no
orientadaala
conexin.
MPLSfueintroducidoporprimeravezparamejorarelrendimientodelenrutamientoen
Capa3deenrutadoresCapa3normales.ParaunrouterMPLSoswitchCapa3,el
intercambio
de etiquetas MPLS que el ruteo de paquetes IP. En una red IP
ruteada, los paquetes IP son
ruteadosdesdesuorigenasudestinosaltoasalto.Cuandocadarouterencaminaunpaquete
IP,estequitaelencabezadodeCapa2(usualmenteunencabezadoEthernet),luegochequeael
encabezado IP para encontrar la direccin IP de destino. Luego el
router debe realizar una
bsqueda en su tabla de enrutamiento para encontrar la direccin
IP de la interfaz para el
prximosaltoylainformacindeencapsulacindelainterfazdeegresodeCapa2.Despusde
que la bsqueda de que se completa la bsqueda del prximo salto,
el router reescribe el
paqueteaadiendoelnuevoencabezadodeencapsulacindeCapa2alpaquetey
luego re
enva el paquete a la interfaz del prximo salto. Este
procedimiento es realizado por cada
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paquete IP en cada salto. Con la introduccin de la tecnologa
MPLS los routers pueden
construirLSPsMPLSparacadaFEC.TodoeltrficopertenecientealamismaFECesconmutado
poretiquetasMPLShaciasudestinoenvezderuteado.CuandounRouterdeConmutacinde
Etiquetas(LSR
Label
Switched
Router)
realiza
la
conmutacin
MPLS
sobre
un
paquete
encapsuladoenMPLS, laoperacinde
intercambiodeetiquetasMPLSesmuchomssimple.
Por lotanto,elprocesodebsquedade la
IPdedestinoesreemplazadoporelrelativamente
menos costoso proceso de intercambio de etiquetas. La utilizacin
de la conmutacin MPLS
pararemplazarelruteoIPsedenominaavecesatajoderuteo.
Adems,elProtocolodeGatewayFronterizo(BGPBorderGatewayProtocol)puedeser
quitado
desde
el
core
de
la
red
debido
a
que
los
routers
LSR
en
el
core
de
la
red
no
tienen
necesidaddeencaminarestospaquetes.Siemprequeelprocesodedistribucindeetiquetas
MPLSconstruyaelLSPparacadarouterenelcoreparaalcanzartodoslosroutersdebordeque
tienenparesBGPconroutersfueradelSistemaAutnomo(ASAutonomousSystem),eltrfico
atravsdelareddecorepuedeserconmutadoatravsdeMPLSenvezderuteadoatravsde
IP.ElrouterdecoreutilizalaetiquetaMPLSparaconmutareltrficohaciaelrouterdefrontera
correcto. Se puede quitar tambin BGP de malla completa
(fullmesh) dentro del sistema
autnomo.Solo
los
routers
en
la
frontera
necesitan
tener
pares
BGP
contra
otros
routers.
El
procesodedistribucindeetiquetasutilizadoporlosdispositivoscapacesdeinterpretarMPLS
esenlamayoradeloscasoselProtocolodeDistribucindeEtiquetas(LDPLabelDistribution
Protocol).
1.3ElvalordelaPropuestaMPLS
MPLS ha evolucionado substancialmente desde los primeros das de
su despliegue. Las
razonespara
utilizar
MPLS
en
una
red
tambin
han
cambiado.
MPLS
ya
no
ha
sido
usado
para
entregarunatajoalruteoIP.LosdoscambiosmsgrandesenlatecnologaMPLSson:
ElProtocolodeReservadeRecursos(RSVP)estextendidoparasoportarladistribucin
deetiquetasMPLSRSVPTE(dondeTEsignifica
ingenieradetrfico)entregamuchas
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caractersticasde ingenieradetrficoycaractersticasderesilienciaa
latecnologade
tunelizacinMPLS.
LaVPNCapa2basadaenpseudowireMPLSestimplementadaenmuchosproveedores
deroutersyswitchesMPLS.
ConestasevolucionesenlatecnologaMPLS,MPLSestahoraampliamentedesplegadoen
lasredestroncalesdelosproveedoresdeserviciosparaentregarserviciosVPNasusclientes.
LaintroduccindeRSVPTEenladistribucindeetiquetasMPLSentregaaMPLS
flexibilidad
excepcionalyconfiabilidadquelasredestradicionalesruteadasyconmutadasnopuedentener:
MPLS
entrega
capacidades
de
ingeniera
de
trfico
para
controlar
el
camino
de
renvo
en
la red. Utilizando RSVPTE, los routers MPLS pueden sealizar un
LSP ruteado
explcitamente.Eloperadorpuedemanualmenteespecificarelcaminoy
lossaltosa lo
largo de la ruta del LSP de extremo a extremo. Por lo tanto los
operadores pueden
manipularelcaminodeltrficodedatosenlareddelasiguientemanera:
o
EnunaredsoloIP,lospaquetesqueviajandesdelosnodosorigenasusnodosde
destino utilizan un camino que est determinado por la informacin
de
enrutamientoentregada
por
los
routers
IP.
Una
red
slo
IP
entrega
una
pequea
flexibilidadparaentregarcaminosalternativosalflujodedatos.Unaredbasada
en MPLS soporta ingeniera de trfico por lo cual un camino MPLS
(conexin
lgica)puedeserdefinidaparausarenlacesderedquesondiferentesalcamino
normal tomado por los paquetes IP. Esto ayuda a la mejor
utilizacin de los
enlacesdentrodeunaredempresarial.
o Con laayudade lasextensionesde ingenieradetrficode
losprotocolosOSPF
(sever
en
captulos
posteriores
en
detalle)
eIS
IS,
RSVP
TE
permite
el
uso
del
clculodetnelesMPLSbasadosenCSPF.Cuandoseestrealizandoelclculode
la ruta, CSPF puede considerar otros criterios distintos de la
mtrica de ruteo
entregada por el IGP, como la reserva de ancho de banda del
enlace y la
pertenenciaaungrupodemiembrosadministrativos(coloreodeenlaces)
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MPLSentregaunexcepcionalrendimientoenelreenrutamiento.Lasinfraestructurasde
red basadas en FR/ATM o redes Ethernet antiguas no pueden
ofrecer la rpida
convergenciadurantelarecuperacindeunafalla.MPLSutilizamecanismoscomoelLSP
secundario (o de Respaldo) y FastReroute (FRR) que puede
entregar tiempos de re
enrutamientoenelordendelosmilisegundos:
o
LSPSecundarioRSVPTEsoportaelconceptodeLSPyLSPPath.Estepermite
hastaochocaminosLSPquepuedenseraprovisionadosdentrodelmismoLSP.En
circunstanciasnormaleselLSPPath (CaminoLSP)primario
reenvaactivamente
eltrfico;sielLSPPathprimariofalla,unodelosLSPPathssecundariosasumeel
control del trfico. Cuando se provisiona un LSPPath secundario
activo, el
rendimientoen la recuperacin de la falla est enel rangode
lasdecenasde
milisegundos.
o
FRR(FastReRoute)CuandoseutilizaRSVPTEparasealizarunLSP,todoslos
routers tienen identificada la ruta completa que atraviesa el
LSP. Por lo tanto
cadarouterpuedesealizarunLSPdeproteccinparatomaruncaminolejosdel
puntopotencialde falla.Siocurreuna falladered,
losrouterMPLScercade la
fallautilizanelcaminodeproteccinpresealizadoparaprotegerelLSP.Estose
denominaMPLSFRR.FRRpuedeentregar tiemposde recuperacinde
falladel
ordendedecimasdemilisegundosdespusdequeunafallaesdetectada.
o Las implementacin de VPN basadas en pseudowire IP/MPLS hacen
posible
tomar completa ventaja de la flexibilidad entregada por la MPLS.
El nuevo
modelo de VPN desacopla el procesamiento nativo de servicios de
la
encapsulacin VPN y permite a los servicios con diferentes
caractersticas
compartirlamismatroncalIP/MPLS.Lasentidadesdeaccesodeserviciosdelos
servicios especficos del cliente son los encargados de
proporcionar trfico en
formatonativoparasatisfacerlosrequisitosdelcliente,ylasentidadesderedde
serviciosVPNseencarganderealizarlaencapsulacinVPNyladeencapsulacin
paratransportarlosserviciosatravsdelaredtroncal.
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Las caractersticas de resiliencia como la conmutacin de
pseudowire y la
redundanciadepseudowireaseguranlaentregadelserviciodeextremoaextremocon
lacalidaddeseada.
Con las mejoras de MPLS y los nuevos servicios VPN basados en
pseudowire, el
proveedor de servicios puede ahora desplegar diferentes tipos de
servicios para diferentes
clientesenuna sola red troncal convergenteutilizando la
tecnologa IP/MPLS. Las redesVPN
IP/MPLStienenlassiguientesventajas:
EficienciaenelcostoEliminael requerimientopara losproveedoresde
serviciosde
construir redes separadasparadiferentes tiposde servicios.Todos
los serviciosestn
compartidosen
la
misma
infraestructura
de
la
red
troncal.
Utilizando
una
red
IP/MPLS
con infraestructura de Capa 2 Gigabit Ethernet o 10 Gigabit
Ethernet se reducen
significativamenteloscostoscomparadosconlastecnologasantiguascomoATMoFR.
Flexibilidad Todos los servicios VPN basados en pseudowire MPLS
utilizan una
arquitecturacomndeservicios,diferencindosesoloenelcircuitodeconexindecara
alcliente.Cuandose implementaunnuevo
tipodeservicio,estepuedeserfcilmente
desplegadoenlaredtroncalIP/MPLSexistentesimplementeaadiendoelnuevotipode
interfazdeaccesoenelrouterPE(provideredge).Lacapacidadde
implementacinde
TE entregada por IGPTE y CSPF permite a los operadores controlar
fcilmente los
caminosdereenvodetrficodeserviciosenlaredcore.
ConfiabilidadLospseudowiresutilizadosporlosrouterVPNPEyeltneldetransporte
LSPMPLSsoportanredundanciayrpidarecuperacinanteunafalla.Laarquitecturade
servicios permite al operador redistribuir los servicios a ms de
un router PE para
alcanzar la redundancia de pares para un servicio. Con la suma
de caractersticas de
resiliencia MPLS que poseen rpida recuperacin frente a fallas,
la red de servicios
puedeserconstruidaconaltadisponibilidad.
EscalabilidadLosserviciosVPN
IP/MPLSsonaltamenteescalables.Laarquitecturade
serviciosVPNIP/MPLSpermitealosroutersdecore(Prouters)realizarlaconmutacin
deltrficodeserviciossinsaberquinstanciasdeserviciosexisten.SololosrouterPEen
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elbordede la red troncalconocen cada instanciade servicio.Solo
los routersPE con
circuitosdeconexindecaraalclienteestn
involucradosenelaprovisionamientode
servicios. Todas las instancias de servicios compartiendo el
mismo router PE estn
aisladaspor
la
encapsulacin
VPN.
LDP es uno de los protocolos MPLS utilizados para realizar la
sealizacin. Con LDP, los
routerMPLSdistribuyen lasetiquetasyestablecenautomticamente los
LSPs. LDPdistribuye
etiquetas mapeadas con prefijos IP. Por lo tanto, el rendimiento
en la convergencia es
dependientedelosprotocolosdeenrutamientosubyacentes.LaintroduccindeRSVPTEenla
sealizacinLSPMPLSbrindamejorassignificativasalaflexibilidad,confiabilidadyrendimiento
del
mecanismo
de
transporte
de
servicios
en
la
red
IP/MPLS.
Con
un
tnel
de
transporte
LSP
consealizacinRSVPTE,una red IPpuedeahoraentregar rendimientoen
laconvergenciaa
niveldecarrierutilizandolascaractersticasderesilienciacomoFRRyelLSPsecundario.
Lanuevaymejorada tecnologaMPLSpermitea losoperadoresentregar
flujosde trfico
paramuchosclientesutilizandodiferentes tiposde serviciosenuna
sola redconvergente.Es
hoyendalanuevatecnologaderedestroncalesWAN.
1.4
MPLSylas
redes
Convergentes
Multi
Servicios
Pormuchasdcadaslasredesdecomputadoreshansidogeneralmentecategorizadascomo
LAN,MANyWAN.Cadatipoderedtienesupropiaarquitecturaymecanismosdeentregade
trfico. Sus velocidades, costos y confiabilidad difieren tambin.
Diferentes tipos de
proveedoresdeserviciosutilizandiferentestiposderedesparaentregarlosserviciosparaestas
redes.Conlainnovacintecnolgicayelincrementoenlasdemandasdelosconsumidores,los
requerimientosparalacreacinderedesestncambiandoconstantemente:
El amplio despliegue de conmutadores Ethernet y pequeos routers
IP de alto
rendimientoy relativamentebaratos trajeron laprimeraoleadaen
laevolucinde las
redes.Muchoscomputadorespuedenserconectadosporestosdispositivosde
trabajo
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en redorientadosaLANyganangranvelocidadenaplicaciones
sensiblesal tiempoo
aplicacionesdetrficointenso.
LainvencindeInternettrajolasegundaolaenlaevolucin.Lasredesdecomputadores
alrededordelmundopuedenserconectadasporlaredtroncalcompartidadeInternet.
Estaolatrajoconsigo lademandaderoutersdered
troncaldealtorendimientoyalta
disponibilidad.
Hoyenda,laterceraoladelaevolucinhallegado.ConlainvencindelaVoIP,IPTVy
otras aplicaciones multimedia basadas en IP, los ISPs no solo
entregan el acceso a
Internet, sino tambin necesitan entregar estos servicios con
beneficios adicionales
sobre su infraestructura de red troncal. Estos servicios
requieren ancho de banda y
accesibilidad global, como tambin la garantizada QoS de extremo
a extremo. Para
alcanzarestasmetasseutilizaelconceptoderouterdeservicios.Losrouterdeservicios
localizansusrecursosdeacuerdoalosrequerimientosdediferentesserviciosyentregan
losserviciosconlacalidaddeseada.Porlotantosedeseanlasredesconvergentesmulti
servicioporlosproveedoresdeserviciosparacumplirconlosnuevosrequerimientos.La
Figura1.2muestraunaredconvergenteconmltiplesservicios.
Enla
Figura
1.2,
la
red
de
entrega
de
servicios,
brinda
mltiples
servicios
en
una
simple
red
troncalquecontienealosrouterdeservicios.Lareddeentregadeserviciosproporcionavarios
servicios a muchas empresas y clientes residenciales. Esta red
se basa en la nueva y
evolucionadatecnologadeserviciosVPNIP/MPLS.
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Figura1.2RedConvergenteMultiServicios
1.5ServiciosdeNegociosconMPLS
Hoy en da, muchas nuevas aplicaciones ejecutndose en redes
residenciales y
empresarialesgenerannuevasdemandasparalasredestroncalesdetelecomunicaciones:
VPNcomplejaenCapa3Muchosclientesempresariales
requierenserviciosVPNde
conectividad compleja.Conectar simplemente todos los routersno
es adecuado.Una
VPNen
Capa
3es
usualmente
denominada
como
una
Red
Privada
Virtual
Ruteada
(VPRN).
LosclientesnecesitandiferentestopologasdeVPNcomo:
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o Extranet Algunas empresas necesitan compartir parte de sus
redes con sus
partnersparamejorarlaproductividadmientrasseaslanlasotraspartesdesus
redes.
o
VPNHub
Spoke
Algunos
clientes
requieren
que
sus
sucursales
sean
conectadas
consussedesynecesitanqueeltrficopaseforzadamenteatravsdelfirewall
delasedecentral.
o VPN de Superposicin Clientes que necesiten acceso a Internet a
travs de
algunodesussitiosmientrasseaslaelrestodesureddeInternet.
VPNCapa2:ServiciodeLanPrivadaVirtual (VPLS)yLneaArrendadaVirtual
(VLL)
Muchos clientes necesitan tomar ventaja de la simplicidad de la
Capa 2 junto al
proveedordeservicios.EllosnecesitancomprarlosserviciosdeconectividadenCapa2
(puntoapuntoopuntoamultipunto)desdeelproveedordeserviciosmientrasmanejan
supropioenrutamientoenCapa3.A losproveedoresdeserviciostambin
lesgustael
hecho de que no necesitan lidiar con el enrutamiento en Capa 3
con sus pares y la
aislacindediferentesclientesysoloseenfocanenteneraccesibilidadenCapa2.Conla
introduccin de Gigabit Ethernet y Ethernet 10G en las redes de
clientes y redes
troncales, las VPLS y los servicios Ethernet VLL se han hecho
muy populares. La VLL
tambinseconocecomoVPWSoServiciodeCablePrivadoVirtual(VirtualPrivateWire
Service).
Infraestructura de IPTV MPLS con la nueva generacin de
soluciones de IPTV, la
entregadecontenidosde televisin(dedefinicinnormalyaltadefinicin
(HD))sobre
redes IP se han hecho posibles y muy rentables. Muchos
proveedores de servicios
quieren usar su red troncal IP para entregar contenidos de TV y
competir con los
proveedores tradicionales de televisin por cable. La entrega de
contenidos por IPTV
necesitaquelaredtroncaltengaungrananchodebandayaltacalidaddeservicio.
InfraestructuradeServiciosMvilesMPLSyReddeRetornoMvil(MobileBackhaul)
Lanuevageneracinderedesmvilesentreganvozserviciosdedatosdealtoanchode
bandaatravsdeservicioscelulares.Losproveedoresdeserviciosmvilesbuscanuna
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solucineficienteenelcostoyptimadeusodelaredconvergenteparaentregarvozy
serviciosdedatosenlaredtroncal.
TecnologasdeAccesoMejoradasElcrecimientosignificativodetecnologasdeacceso
entregamsanchodebandahacia lossuscriptores finales.Las
tecnologasDSL (Digital
SubscriberLine)yPON (RedpticaPasiva)puedenentregaralusuario
final 10Mbps,
100Mbpso inclusomayorrendimiento.Lasaplicacionesdeuso
intensivodeanchode
banda como IPTV, TV Personal, descargas rpidas y juegos en lnea
pueden ser
desplegadosdeextremoaextremoatravsdelaredtroncal.
Todosloscambiosanterioresylasnuevasdemandasdesafanalosproveedoresdeservicios
aconstruir
una
red
troncal
convergente
de
alto
rendimiento,
alta
confiabilidad
yeficiente
en
el
costoparacumplirconlosrequerimientosdediferentesclientes.Tambin,losproveedoresde
servicios estn buscando ms servicios de generacin de ingresos
para vender a los
consumidores. La frontera entre los carriers y los proveedores
de contenidos se ha vuelto
ambigua.LosproveedoresdeTVCableahoraestnentregandoaccesoaInternetyserviciosde
telefonaVoIP.LosISPsestnentregandocontenidosdeTVhaciasusclientesatravsdeIPTVy
utilizanlastecnologasDSLyPONparaproveerdeserviciosdeInternetyvoz.Losproveedores
decelulares
estn
entregando
tambin
servicios
de
datos
mviles
yla
entrega
de
contenidos
de
TVatelfonoscelularesatravsdetecnologas2Go3Gjuntoconlosserviciosdevozmviles.
Laevolucinde latecnologadeVPNs
IP/MPLSproporcionaunasolucinparatodosestos
tipos de proveedores de servicios. Con la tecnologa de VPNs
IP/MPLS, todos los tipos de
servicios pueden ser entregados en una simple red troncal
convergente de servicios MPLS,
comosigue:
Lared
troncal
de
alto
rendimiento
(usualmente
conectada
aGigabit
Ethernet
o10
GigabitEthernet)proporcionaelanchodebanda
suficienteparaentregaraplicaciones
dealtademandadeanchodebandacomoIPTV.
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La tecnologa de VPNs IP/MPLS flexibles permite mltiples
servicios como voz, datos,
transmisindeTV,
redderetornomvilycircuitosATM/FRseanaprovisionadosen la
mismared.
Las funciones avanzadas de QoS permiten la diferenciacin entre
diferentes tipos de
servicios y clientes y tratan los diferentes tipos de flujos de
trficos basados en sus
caractersticasnicas.Laentregagarantizadadecalidaddeservicioparacumplirconlos
SLAsmientras seutilizan los recursosdisponiblesen la redpara
servira subscriptores
estticamentemultiplexadospuedeseralcanzadademanerasimultnea.
El altamente seguromotordeenrutamientode serviciosproporciona
redundanciaen
caliente en el plano de control. La resiliencia MPLS entrega
rendimiento en la
convergenciaaniveldecarrierparaprotegerlosserviciosdefallasenlared.Loscortes
de servicio pueden ser minimizados. La Figura 1.2 muestra una
red de servicios VPN
IP/MPLS.
LainvencineimplementacindesolucinVPNIP/MPLSbasadasenpseudowirelesentrega
a los proveedores de servicios una propuesta segura y escalable
para entregar servicios a
mltiplesclientesutilizandolamismaredtroncalmientrasseaslaeficientementeeltrficode
losclientes.
LasVPN basadasen pseudowire desacoplanel rol de los routers
debordequeestn
frentealcliente(PE)yelrolde
losroutersdelaredtroncal(P).LospseudowiresMPLS
conectanlosroutersPEalasinstanciasdeserviciodecaraalcliente.LaredtroncalMPLS
solohacetransitareltrficoencapsuladodelasVPNdeextremoaextremoescondiendo
los detalles de la topologa de red de core del servicio en s
mismo. Por lo tanto los
routerPEdeserviciospuedenestarenfocadossoloenproveeraccesoalosdispositivos
del cliente, multiplexando y demultiplexando el trfico desde
mltiples servicios y
tomando decisiones de reenvo de VPN. Los routers P se encargan
de entregar alta
disponibilidadyaltorendimientoreenviandotubosconQoSgarantizada.
El modelos de VPNs IP/MPLS basadas en pseudowires entrega
diferentes tipos de
serviciosutilizandolamismaredtroncalIP/MPLS.Dentrodeestosserviciosseincluyen:
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Figura1.3VPNPuntoaPuntoCapa2,Lneaarrendadavirtual
o
VLL
Servicio
de
entubamiento
punto
apunto
altamente
escalable
que
acarrea
el trfico del cliente entre dos sitios de clientes. Los
servicios VLL soportan
muchas tecnologas antiguas como ATM, FR Ethernet y CES (Servicio
de
EmulacindeCircuitos)
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o
VPLSServicioEthernetdepuenteopuntoamultipuntoquepuenteaaltrfico
Ethernetdelclienteentreubicacionesgeogrficamenteseparadas
o
VPRNServicioderuteoIPpuntoamultipuntoqueencaminaeltrficoIPentre
diferentessitios
eintercambia
las
rutas
del
cliente
entre
estos
sitios.
Los
servicios
VPRN pueden entregar varias topologas de servicios como
Intranet, Extranet,
VPNdesuperposicin(OverlayVPN)ounaVPNHubSpoke.
El modelodeVPNbasadas enpseudowireunificaeldespliegue de la
arquitectura de
serviciosenlared.DiferentestiposdeserviciosVPNutilizanlamismainfraestructurade
VPN:Las
instanciasdeserviciosencadarouterPEdecaraalcliente,estnconectadas
porlospseudowiresdeextremoaextremo,ylosroutersPEestnconectadoshacialos
demspor
lasRutasdeDistribucindeServicios(SDPs)utilizandoencapsulacinGREo
tunelizacin MPLS. Los diferentes tipos de servicios comparten la
misma red troncal
MPLSconunaconfiguracinsimilardecaraalcoreoncleodelared.Losserviciossolo
se diferencian en la configuracin de los SAP (Puntos de Acceso
al Servicio) en las
instancias de servicios de los routers PE locales. Esta visin
modular unificada de
desplieguedeservicioshacequelaredtroncalobackboneseamsfcildemantenery
expandir.
Los serviciosVPN IP/MPLSbasadosenpseudowireestnestandarizados y
soportados
pormltiplesproveedores(Cisco,AlcatelLucent,etc)yporlotantosepuedealcanzarla
interoperabilidadmultiproveedor.
1.6
Utilizacinde
la
Arquitectura
VPN
IP/MPLS
para
cumplir
con
los
requerimientosdeunaReddeServicios
Para la entrega de servicios VPN mencionados anteriormente (VLL,
VPLS, VPRN, etc.) el
proveedordeserviciosdebeconstruirunaredtroncalcapazdeentregaresosservicios.
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Una reddeVPNs IP/MPLSesuna redVPNde ruteopor IP,orientadaa los
serviciosyde
conmutacin. La evolucin de la tecnologa MPLS es la base de una
re VPN IP/MPLS. El
equipamientoparaconstruirunareddeestetipodebe:
Dar soporte aprotocolosdeenrutamiento IP, incluyendo IGP
(ProtocolodePasarela
Interior) y BGP. EL equipamiento debe soportar tambin Ingeniera
de Trfico y
resilienciaavanzadaMPLS.
Ser capaz de realizar la conmutacin MPLS en el plano de datos y
la sealizacin de
etiquetasMPLSen el planode control.Para tomar ventajade la
resiliencia avanzada
MPLSelequipodebesoportar
RSVPTEconprotocolodedistribucindeetiquetas.Para
implementarlos
servicios
VLL
yVPLS,
debe
soportar
Target
LDP
(T
LDP)
para
sealizar
lospseudowiresutilizadosporestosservicios.
SoportareldesplieguedeQoSbasadaenservicios,accountingypolticasdeseguridad.
La implementacin de calidad de servicio, QoS, debe ser orientada
al servicio. Para
servicioscompartiendoelmismoequipamientofsico,laQoSdebeentregargranularidad
paralaadministracinporservicio.
Ser diseada para entregar alta disponibilidad. Se requiere el
diseo redundante del
planode
control
ydel
plano
de
datos
para
alcanzar
el
rendimiento
yconfiabilidad
anivel
decarrier(carrierclass).
Dar soporte a caractersticas avanzadas de resiliencia MPLS y VPN
para alcanzar la
escalabilidad,resilienciayestabilidaddeseadas.
Soportarunasolucindeadministracinde redparaque
losproveedoresdeservicios
puedandesplegar,modificarymonitoreartodoslosserviciosentiemporeal.Lasolucin
de administracin de red debe ser tambin inteligente por lo cual
las interferencias
manualesdeben
ser
reducidas
al
mnimo.
UnareddeVPNS IP/MPLSesunared
IPruteada.ParaqueMPLStrabajeapropiadamente,
todos
losdispositivosdereddebensercapacesdedarsoporteaprotocolosdeenrutamiento
escalables.OSPFo ISISdebenserusadoscomo IGPen
laredbackbonedebidoaestetipode
necesidades (escalabilidad y confiabilidad). En la red troncal o
backbone el IGP realiza la
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comunicacin de la topologa de red y la ubicacin de todos los
routers PE y P hacia los
elementosdered.
Tambin
para
dar
soporte
a
la
conmutacin
y
enrutamiento
avanzado
IP/MPLS,
se
necesitan
lasextensionesde ingenieradetrfico(TE)del
IGP.EstasextensionesdeTEde losprotocolos
de enrutamiento llevan la informacin relacionada aTEen las
actualizacionesde ruteopara
permitiracadarouteren laredconstruirunaBasedeDatosde
IngenieradeTrfico(TED).La
utilizacindeTE yCSPFpermiten al sistema tomarms factores
(recursos reservados por el
sistemaypolticasadministrativas)encuentacuandoserealizaelenrutamientodeltrfico.Con
la ayuda de TE, los operadores pueden realizar el enrutamiento
del trfico a travs de un
camino
que
no
sea
la
mejor
ruta
por
IGP.
Adems,
con
la
ayuda
de
TE
y
CSPF,
RSVP
TE
entrega
caractersticasderesilienciacomoFastRerouteyLSPSecundarioen
losLSPsMPLS.Estohace
que
lostnelesdetransportedeserviciosseanmssegurosysemejoresignificativamenteel
rendimientoenlaconvergenciadelbackboneIP/MPLS.
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LaFigura1.4muestralaarquitecturaglobaldeunaredmultiserviciosIP/MPLS
Figura1.4VisinGeneraldelaArquitecturadeReddeServiciosVPNIP/MPLS
En laFigura1.4,haydosroutersdeserviciosconectadosalbackbone
IP/MPLSytienen
definidas instancias de servicios VPN. Las instancias de
servicios que pertenecen al mismo
servicioVPNestnconectadasporpseudowires.CadainstanciadeserviciocontienePuntosde
AccesoaServicio
(SAPs)
para
entregar
acceso
al
cliente.
Las
instancias
de
servicios
son
entidadesdesoftwarevirtualesqueresidendentrodelmismorouter.
Pararedesquecompartenmltiplesservicios,sedebendesplegarpolticasrelacionadas
alosservicioscongranularidadporservicio.Enunaredtroncalcompartida,losproveedoresde
serviciosnecesitandesplegarpolticasdecalidaddeservicioparadiferentesflujosdetrficoen
elmismoservicio,yparadiferentesflujosdetrficoquepertenecenadiferentesservicios.Estas
polticasdeQoSaseguranquelosdiferentestiposdeserviciosqueestnsiendocompradospor
diferentestiposdeclientesestnsiendoentregadoscomolocomprometielSLA.Laspolticas
decontabilizacinentreganestadsticasrelacionadasalosserviciosylaspolticasdeseguridad
debenentregar laproteccinrequeridapor
losclientes.Paracumplirestosrequerimientos,el
desplieguedepolticasenunareddeVPNsIP/MPLSdebeserorientadaalservicio.Laspolticas
deben ser capaces de ser aplicadas a cada entidad lgica
individual de servicios, pero no al
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hardware(porejemploalospuertos).Esteesundiferenciadorclaveentreunaredorientadaa
losserviciosyunaredorientadaalhardware.Lafigura1.5muestralasdiferenciasentreunared
orientadaalosserviciosyunaredorientadaalhardware.
Figura1.5RedesorientadasalosServiciosversusRedesorientadasalHardware
Eneldesplieguedepolticasorientadasalhardwarede laFigura1.5,
laspolticas(QoS,
seguridad y contabilizacin) son desplegadas en una base
porpuerto. Las conexiones que
pertenecen a diferentes servicios y que comparten el mismo
puerto deben compartir las
mismaspolticas.El routerno tienevisinde los servicios; solo
sabequealgunas conexiones
estnasociadasconotras.Elproveedordeserviciosnopuedeespecificarunapolticaparaun
SAPindividualoservicio.Eneldesplieguedepolticasorientadasalservicio,cadaservicioesla
entidadactualdesoftwareenelrouterdeservicios.CadaservicioutilizaunSAPparaconectarse
alclienteycadaSAPposeesuspropiaspolticasdeQoS,seguridadycontabilizacin.
Los switches y routers MPLS deben soportar tambin caractersticas
de alta
disponibilidad (HA
HighAvailability).LaHAnecesitadeunenfoqueholsticoynopuede ser
unaideatarda.Losatributosdealtadisponibilidaddebenincluirplanosderenvodistribuidos,
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equipamientoredundanteparaelcontrol,diseosdetarjetasdelneamodulares,redundancia
deprotocolosenCapa2yCapa3yproteccindeconmutacinporerrordetarjetasdelneay
puertos del equipo. Desde el punto de vista de servicios MPLS,
la capacidad de NonStop
Routing(NSR
Enrutamiento
sin
detencin)
es
un
pre
requisito
clave
debido
aque
una
de
las
primerasmetasdeunproveedordeserviciosestener lamnima
interrupcindesusservicios,
especialmenteduranteactualizacionesdesoftware.
NSRproporcionaalossistemaslahabilidaddesoportarNonStopService(NSS).Unared
deVPNsIP/MPLSesorientadaalosservicios.Cuandolosprotocolosdeenrutamientodecapas
inferiores y los tneles de reenvo de trfico son robustos, los
servicios utilizando la
infraestructura
son
tambin
robustos.
La
redundancia
en
el
diseo
del
plano
de
control
y
del
planodedatosgarantizalamximadisponibilidaddeserviciosparaalcanzarelmsaltonivelde
SLAs.ConNSS,cadacomponentepertenecienteaunainstanciadeserviciomantienesuestado
eneleventodeunafalla.Enmuchascondiciones,enunaactualizacindesistemasenservicio
(ISSU)sepuederealizarparaeliminaruncortedeserviciodurantelaactualizacindeunrouter.
Las redesdeproveedoresde serviciosnecesitan soportar
cientosdeVPNsde clientes
concurrentemente. Por lo tanto, es importante que el
equipamiento MPLS desplegado deba
soportarsimultneamentemilesde instanciasdeserviciosparaunaVPN
IP/MPLScomo loson
los servicios Triple Play servicios de red de retorno mvil
(Mobile Backhaul) de manera de
cumplirconloscriteriosderendimientoestablecidos.
1.7AplicacionesVPNIP/MPLS
Lasredes
VPN
basadas
en
IP/MPLS
ayudan
ahabilitar
una
gran
variedad
de
aplicaciones
y
servicios.
ServiciosVPNEmpresarialesSepuedenincluirserviciosVPNCapa2yCapa3
Servicios de Internet mejorados (IES) con mecanismos de
clasificacin de QoS
avanzados,Contabilizacin yPolticasde seguridadEl servicio
IESesun servicio IP
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enrutadoysepuedeutilizarunaVPNCapa2comomecanismopararetornareltrfico
deuncircuitodeaccesoEthernet,FRoATM.
Servicios TriplePlay BTV, VoD, VoIP y acceso a Internet. Todos
los servicios estn
diferenciadosporunapolticadeQoSavanzadaparaasegurar
laentregadecalidadde
servicioyelusoefectivodelanchodebandadisponible.
ServiciosdeReddeRetornoMvilSepuedeutilizarunaVPLSounaVLLparahabilitar
laconectividadentrelasestacionesbaseyelcoremvil.
Para comprender de mejor manera la interconexin que se realiza
entre las distintas
topologasde redesdeacceso seanalizarndemanera generaldistintos
tiposde redesy su
interconexincon
la
red
de
conmutacin;
comenzaremos
analizando
en
detalle
desde
el
equipo
del usuario final o cliente final (en una red empresarial) quien
es el que paga una cuenta
telefnicaderedcelularosuserviciotripleplayresidencialconelcualposeeTVdigital,canales
HD, VoIP etc, hasta donde necesitemos avanzar y entregar la
peticin de informacin que
realizanlosdispositivosdelusuariofinal.
Sibienescierto las topologasdeacceso sonmuy similares,elmanejode
la informacin
debe ser diferente en cada uno de los escenarios; comenzaremos
analizando el caso de
telefonamvilenunared2G:
1.7.1Red2G:
2Ges laabreviacinpara lasegundageneracindetecnologadetelefona
inalmbrica.La
tecnologadigital2Greemplazaa
latecnologaanalgica1G.Existenvariossistemas2Gentre
loscualesIS95CDMA(cdmaOne)yGSMsonlosmspopulares.
CDMA(Acceso
Mltiple
por
divisin
de
cdigo)
es
una
tecnologa
norteamericana
en
la
cual
todoslosusuarioscompartenlamismabandadefrecuencia.
El estndar del Sistema Global para comunicaciones Mviles (GSM)
es el estndar ms
popularpara los sistemasde telefonamvil.GSM
fuedesarrolladooriginalmentedentrodel
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InstitutoEuropeodeEstndaresdeTelecomunicaciones.SoportaAccesoMltiplepordivisin
detiempocon8usuarioscada200KHz.
La
red
GSM
es
una
red
de
conmutacin
de
circuitos,
ideal
para
la
entrega
de
servicios
de
voz
peroconlimitacionesparaelenvodedatos.LaprimerallamadasobreunaredGSMfuehecha
en1991porRadiolinjaenFinlandia.ConelpasodeltiempoGSMyelsistemamvil2Gsehan
convertidoensinnimos.
1.7.2 CoreMvilpara2G:
Lared2Gestconstituidadelossiguienteselementos(siguientefigura):
Figura1.6ArquitecturadeRed2G
Dondecadaunodeloselementoscorrespondena:
UE:(UserEquipment)EquipamientodelUsuario(enestecasountelfonomvil2G)
BTS: (BaseTransceiverStation)EstacinBaseTransceptora.Un
sitiodondeexisteuna
celdautilizada
para
facilitar
la
comunicacin
inalmbrica
entre
el
UE
yla
red.
BSC: (Base Station Controller) Controlador de Estaciones Base.
La BSC proporciona el
controldemuchasBTSsyactacomounconcentradorhaciael(MSCMobileSwitching
Center)CentrodeConmutacinMvil.LaBSCmanejaladistribucindecanalesderadio
ycontrolaloshandoverentreBTSyBTS
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MSC: (Mobile Switching Center) Centro de Conmutacin Mvil. El MSC
maneja la
administracindemovilidaddellamadasdevozyelServiciodeMensajesCortos(SMS)
HLR: (Home Location Register) Registro de Localizacin. El HLR es
la Base de Datos
centralque
contiene
los
detalles
de
cada
subscriptor
de
telefona
mvil.
PSTN:(PublicSwitchedTelephoneNetwork).RedConmutadadeTelefonaPblica.Esun
sistemadecomunicacinpblicoqueentregaserviciosdetelefona
Enesteescenariosepuedeobservarquelaredconmutadaenaquelentoncescorresponda
aunbackbone sloTDM;estebackbone respondaa los
requerimientosdeanchodebanda
paralasredesdeaqulentonces.
1.7.3
CoreMvil
para
Redes
de
Datos
(2,5G
y3G)
Coneltiempo,se identific lanecesidaddeentregartrfico
IP.Enelao2000,elServicio
GeneraldePaquetes vaRadio (GPRS) fue aadido alexistente sistema
GSM paraofrecer la
entregadeserviciosdedatossobreunareddepaquetesconmutados.Nohubocambiossobre
lareddevoz.Lossistemas2Gfueronextendidosa2.5G.
ConelGPRS,losusuariosfinalespodanteneraccesoalserviciodeInternetyMMSsobresus
telfonos mviles. La arquitectura del packetcore fue diseada
sobre un protocolo de
tunelizacindenominadoGTP (ProtocolodeTunelizacinGPRS).GTP corra
sobre IPentre la
SGSNylaGGSN.
Lossistemas2.5Gsemejoraronanmshaciasistemas3Gy3.5Gofreciendoaltastasasde
transmisinparasoportarcaractersticasadicionalesenlostelfonosmviles.
LaredGPRSestconstituidaporlossiguienteselementos(siguientefigura):
2. UE:Equipamientodelusuario.
3.
NodeB:(NodoB).Trminoutilizadoparadenominaraunsitiocelular3G.Esequivalente
altrminoBTSutilizadoenGSM.
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4.
RNC:(RadioNetworkController)ControladordelaRedRadio.LaRNCeslaresponsable
decontrolarlosNodosBqueestnconectadosaella
5. SGSN: (Serving GPRS Support Node) Nodo de Soporte a los
Servicios GPRS. El SGSN
manejalaadministracindemovilidaddel3Gyeselresponsabledeentregarpaquetes
dedatosdesdeyhacialaestacinmvil.
6. GGSN: (GatewayGPRSSupportNode)Nododesoportea
lapuertadeenlaceGPRS.El
GGSN entrega conectividad hacia las redes de paquetes conmutados
externas como
Internet.Esteconvierte lospaquetesGPRSquevienende
laSGSNapaquetes IPy los
envahacialareddepaquetesdedatoscorrespondiente.ElGGSNtambinmantieneel
enrutamientonecesarioparatunelizarlospaquetesIPhacialaSGSNqueestsirviendoa
unaestacinmvilenparticular.
7. HLR:RegistrodeLocalizacin.
8. PDN:(PacketDataNetwork).ReddepaquetesdeDatos.
Figura1.7 RedCoreMvilparaDatos(2,5G,3G)
Enlafiguraanterioryasemuestraunbackbonemscomplejoquemanejaalared2Gy
3G.Enestepuntoycomosemencionaanteriormente,sehacevisiblelanecesidaddetenerun
centrodeconmutacinIPquemanejeagranvelocidadlospaquetesprovenientesdelared3Gy
lavozde2G(GPRSBackbone).
1.7.4 ElTransporteMobileBackhaul
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DeacuerdoalodefinidoporlaNGNM(NextGenerationMobileNetworksAlliance)Unared
backhaulsirvedemediodetransporteparaunaReddeAccesoporRadio(RAN)yconecta
las
estacionesbaseasuscontroladorespertinentes.
Dicho de otra manera, el transporte Mobile Backhaul une las
estaciones Base de sitios
celulares2,3y4G/LTEy
laOficinadeConmutacindeTelefonaMvil(MTSO),controladores
deRed (NC)y losdemselementos relacionadosutilizandosolucionesde
transportecomo la
mostradaenestetrabajodetitulacin(entreotras).
La nica va hacia LTE es una red de paquetes. Como las redes
inalmbricas fueron
construidasparaserviciosdevozantiguosySMS,rpidamentefueronsaturadasconlaweb,el
video,la
mensajera
multimedia,
P2P
de
msica
yvideo
yla
explosin
de
datos
continu
sin
detenerse, por lo tanto estas redes necesitaron evolucionar y
cambiar. Este cambio est
ocurriendohaciaredesinalmbricasbajounparadigmadetransportehaciaIP.
Con el transporte Mobile Backhaul IP/MPLS, los proveedores de
servicios inalmbricos
mviles pueden actualizar eficiente y econmicamente sus RAN y sus
redes inalmbricas de
paquetes de core (Ncleo de la Red) hacia una red IP/Ethernet ms
plana mientras se
incrementa
su
ancho
de
banda
para
dar
soporte
a
los
emergentes
nuevos
servicios
de
banda
anchainalmbrica.
Con el transporte Mobile Backhaul IP/MPLS, los proveedores de
servicios adquieren la
capacidad de entregar nuevos servicios inalmbricos de venta al
por mayor y ampliar sus
oportunidadesdeventaenelmercado.
1.7.5 ComponentesdeunaRedMobileBackhaul
La imagen siguiente muestra a grandes rasgos tres reas
funcionales de una red de
transportebackhaul.Estasson:
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Figura1.8RedMobileBackhaul
ElsitiocelularDondelasestacionesbasemviles(BS)yelrouterAgregadordeSitiosCelulares
(CSA)seencuentran
2
LasEstacionesBase(BS)(haciadondeseconectanlostelfonoscelulares):Lasestaciones
BasesonlasBTS2G(GSM),NodosB3G(UMTSoCDMA)yloseNodosB4G/LTE
3
ElagregadordesitiosCelulares (CSAoCSReneste trabajode
titulacin):ElCSAesel
primerdispositivodedemarcacinendondeeltrficodelusuarioentraysaleatravsde
lareddetransporte.TambinesdenominadoCellSiteGateway(CSGPuertadeEnlace
delsitiocelular).ElCSAsumaeltrficode
lospotencialescientosdeusuarios(UE),yda
soporteaestacionesbaseTDM,ATMyEthernet.
ElTransporteBackhaulEnel transportefsicode
laredbackhaulpuedenestar incluidas las
DS1/E1olas
DS3/E3,
SONET/SDH,
Ethernet
sobre
SONET
(EoS),
oslo
Ethernet,
ouna
combinacindealgunasdestas.Laalimentacindeestoscircuitospuedenserestacionesbase
Ethernet,ATMoTDMyredesdeaccesoinalmbricaspormicroondas,DSLoEthernet.Laredde
transporteaceptatrficodecontrol,vozydatosyentregaestetrficobidireccionalmentedesde
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yhacialasestacionesbaseylaMTSO.Enunared4G/LTEeltransportefsicoestodomediante
Ethernet,locualhabilitalacomunicacindirectaentreestacionesbase(BSBS).
4
La
Interfaz
de
Red
de
Usuario
(EoS
UNI)
Esta
sirve
como
puerta
de
enlace
del
CSA
hacia
lareddetransporteMetroEthernet,SONET/SDH,TDMoATM.Enelejemploanterior,la
EoSUNIaceptaeltrficoEthernetdesdeelCSAytransportaestastramasysucargatil
sobreelanillodelaredMetroETHERNETSONET/SDH
5
La Red Metro Ethernet (MEN) entrega el transporte ptico
resiliente del trfico de
serviciosbackhaulIP/MPLS
6
LaPlataformadeAprovisionamientoMultiservicio (MSPP)Entregael
trficohacia los
routers
puerta
de
enlace
MTSO
sobre
enlaces
redundantes
Ethernet
o
SONET/SDH
ComosemostrabaenlaFigura1.8,lareddetransporteofreceQoSorientadaalservicio,y
servicios de transporte punto a punto y multipunto fsicos y
virtuales, los cuales mueven
portadorasysealizaneltrficoatravsde laEoSMEN.LosrouterCSAy
losserviciosCapa2
reenvan el trfico de los sitios celulares en la red de
transporte, y los routers Gateway de
agregacinMSPentreganestetrficohacialoscontroladoresdered(NC).LasBS,CSA,MTSOy
lareddetransportepodranperteneceralProveedordeServiciosMvil,odeotraformaelMSP
podrasolicitaraccesoalMENdesdeunproveedordeTransporteBackhaul.Loscomponentes
delareddetransporteaseguranlasincronizacinprecisadelasBS,circuitosTDMyelementos
deredyladiferenciacindeltrficoporservicio.
Como sepuedeobservar, la conexina la redde conmutacindepaquetes
sehace solo
medianteuntelfonomvilquedeacuerdoalosavancesdelatecnologautilizalasbandasde
frecuenciaasignadaspara2G,3Go4Gsegnseaelcaso.
Demanera similarexiste la solucinTriplePlayen la cual seunifican
los serviciosdevoz
(VoIP)datos(FTTH)yTV(TVIP)sobreunainfraestructuradereddepaquetesconmutados.Enel
siguiente apartado se detallarUna redHogarea y la Red deAcceso;
lo correspondiente al
Coresedetallaenelpunto1.7.1
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1.7.6 ArquitecturaGeneraldeAccesoenunaredTriplePlay ADSL
La red TriplePlay en sus dos primeras etapas est conformada por
una pequea Red
Hogareaque
se
encuentra
en
las
dependencias
de
los
clientes
yuna
red
de
Acceso
que
al
igual
que en las redes Mobile Backhaul, debe soportar las diferentes
tecnologas de acceso que
vienendesdelasRedesHogareas.ComoejemplotomaremosenprimerlugarlaRedHogar.
1.7.6.1RedHogar:
Figura1.9EsquemageneraldeunaRedHogar
Lafuncinprimariaesladeinterconectaralosdispositivosdelosusuariosresidencialesala
reddelproveedordeserviciosatravsdeunGatewayResidencial(RG);estaredcontienevarios
tiposdedispositivosque requierenvoz,videoyserviciosdedatos
(Notebooks,Estacionesde
Trabajo(PC),TelfonosCelularesvaWiFi,TelfonosIP,etc).
El
RG
entrega
el
direccionamiento
IP
y
sirve
de
Gateway
(o
pasarela)
para
la
informacin
hacia la red de Acceso del proveedor de servicios. Como se
mencion anteriormente, todos
estosdispositivos(incluidoelRG)seencuentranenlasdependenciasdelusuariofinal(hogardel
usuario);sonlostpicosrouterADSLdetecnologasactualmenteenusoolasONT(Terminacin
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ptica de la Red) nuevas que manejan fibra y altos anchos de
banda hacia el hogar enuna
arquitecturaGPON.
1.7.6.2
Red
de
Acceso:
Figura1.10EsquemaGeneraldeunaReddeAcceso
La funcin primaria de una red de Acceso (ejemplo en la Figura
1.10) es dar soporte a
diferentestecnologasfsicasdeaccesohacialaredHogar.LareddeAccesoestconstituidade
losdispositivos (BSANNododeAccesoa ServiciosdeBandaAncha).
LosdispositivosBSAN
estnconstituidos
por
tarjetas
de
Terminacin
de
Lneas
(LT)
ytarjetas
de
terminacin
de
Red
(NT).Lastarjetasdeterminacinde lneavandefrentea
losusuariosfinalesmientrasque las
tarjetasNTvandecarahaciaelflujodedatosdelareddeAgregacinenelCore(haciaarribao
aguasarriba).
CadapuertodeaccesoenunatarjetaBSANLTsepuedeconectaraunRGenlaRedHogar.
Por lo tanto una LT de 48 puertos puede conectar hasta 48
Gateways Residenciales; las
configuraciones
tpicas
en
los
equipos
DSLAM
actuales
son
tarjetas
ADSL
2+
de
48
puertos
y
ONT
paralaarquitecturaGPON.
ConlaintroduccindelasolucindeVPNCapa2IP/MPLSsehanagregadomuchasnuevas
aplicacionesyestassehanhechodisponiblesa
losproveedoresdeservicios.Losproveedores
deserviciospuedenconstruirunaredconvergentesirviendoaunagrancantidaddeclientescon
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diferentes requerimientos de servicios. Las dos nuevas y ltimas
soluciones son la solucin
TriplePlayy lasolucindeReddeRetornoMvil (temadeeste trabajode
titulacin)quese
detallanacontinuacin.
1.7.7LaSolucinTriplePlay
Con la entrega de muchos servicios disponibles y una fuerte
implementacin de
mecanismosdeQoS semuestraa continuacinunavisingeneralde
laentregadeServicios
TriplePlay(voz,datosyvdeo);unaredTriplePlayentregaIPTV,VoIP,accesoaInternetyotras
aplicacionesbasadas
en
IP
para
el
pblico
en
general.
La
clasificacin
de
QoS
intensiva,
contabilizacinypolticasdeseguridadpuedenserdesplegadasparacadasuscriptoryasegurar
lacalidaddeservicioyseguridad.LasolucinTriplePlayesunanuevaformadeentregarvoz,
datosyaplicacionesdevdeoaunagrancantidaddeconsumidores.LaFigura1.11muestrauna
visingeneraldelasolucinTriplePlayparaproveedoresdeservicios.
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Figura1.11VisinGeneraldelaSolucinTriplePlay
LaarquitecturaTriplePlayestbasadaendosgrandeselementosde
red,optimizados
para sus respectivos roles el agregador de servicios de banda
ancha (BSA) y el router de
serviciosdebandaancha (BSR).Unacaracterstica importantede
losBSAsyBSRsesqueellos
conforman de forma efectiva un nodo virtual distribuido, con los
BSAs realizando funciones
especficashacia los subscriptoresen las cuales, varias
funcionespueden serescaladas,y los
BSRsentregandolainteligenciadeenrutamientodondeseamsconveniente.
Los BSAs son dispositivosCapa 2 que reenvan trfico
utilizandomecanismosCapa2
perotienenla
inteligenciadefiltradoyQoSparaforzaralaspolticasdecapassuperiores.Los
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BSAssonelpuntodeterminacindeltrficoenCapa2yencaminaeltrficosobreIP/MPLS,con
soporteparauncompletosetdeprotocolosdeenrutamiento
IPyMPLS.ElBSRsoportacientos
depuertosdesubidaGEYSONET(paradesplieguesagranescala)ysofisticadosmecanismosde
QoSpara
la
diferenciacin
de
fuentes
por
contenido
ypor
servicio.
ParalaconectividadentreBSAsyBSRssedebeconstruirunmodelodereenvoenCapa
2 utilizando una infraestructura de VPLSs segura y resiliente.
Las interconexiones BSABSR
forman una red Ethernet multipunto con extensiones de seguridad
para prevenir la
comunicacinnoautorizada,denegacindeservicioy
robodeservicio.Esteenfoquesoporta
todos los modelos de operacin, incluyendo mltiples modelos de
homegateways, simple o
mltiples
bordes
de
red
IP,
y
simples
o
mltiples
circuitos
en
la
ltima
milla.
Como fuedescrito,MPLShabilita laentregade serviciosdenegociosy
residencialesy
por lo tanto es una adecuada eleccin para el despliegue de
infraestructuras de red multi
servicios.
1.7.8LaSolucindeReddeRetornoMvil
Hoy en da, los clientes mviles necesitan ms que transmisin de
voz inalmbrica y
serviciosdemensajeradelosproveedoresdeserviciosmviles.Laintroduccindeldespliegue
de redes de tercera generacin (3G) y muchas aplicaciones mviles
basadas en IP han
incrementadosignificativamente lademandade
transportededatossobreredesmviles.Los
proveedoresdeserviciosmvilesdebenencontrarelbalanceentrelaatraccinysatisfaccinde
sus consumidores, y la rentabilidad de sus redes. Para reducir
los costos de transporte, los
proveedoresde
servicios
mviles
han
empezado
adesplegar
una
solucin
de
red
de
retorno
mvilbasadaenVPNsIP/MPLSconstruyendouncoremultiservicioIP/MPLS.
LasolucindereddeRetornoMvilreduceloscostos,integralasredesactualesGSMy
UMTS e incluye las tecnologas HSPA y HSPA+, con un fuerte camino
de inversin protegida
haciaLTE (LongTermEvolution).Estoentregaa
losproveedoresdeservicios la flexibilidadde
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desplegardiferentesopcionesdemediosderetornosimultneamente(incluyendofibra,cobre
y transporte inalmbrico),con
laconfiguracinmsapropiadaparaabordarptimamente los
requisitos de la red. La Figura 1.12 muestra una visin general
de una solucin de Red de
RetornoMvil.
Figura1.12EjemplodelaSolucindeMobileBackhaul
La solucinde redde retornomvilentregauna flexibleevolucinde
reddeRetorno
Mvilsoportandotodas
lastecnologasdetransportedesdeTDM,ATM,DSLymicroondasa
IP,MPLSypseudowires.ConlaentregadegarantizadaspolticasdeQoSparatodoslosservicios
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mviles, lasolucindereddeRetornoMvilasignaeficientemente
losescasosrecursosde la
redBackhaulentregandolossiguientesbeneficios:
Entrega
una
Red
de
Acceso
de
Radio
(RAN)
escalable
y
eficiente
que
es
capaz
de
reducir
elcostodetransporteporMbps(megabitsporsegundo).
Permiteaumentarlosingresosmediosporusuario(ARPUAverageRevenueperUser)
dando soporte a voz, video, multimedia y nuevos servicios de
banda ancha con QoS
garantizadadeextremoaextremo.
Aprovecha la tecnologa IP/MPLS y pseudowire para soportar la
evolucin de las
interfacesRANylosestndares3GPP2y3GPP/LTE.
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CAPTULO 2 Equipamiento y protocolos utilizados para el
despliegue de la
tecnologaMPLSenunaRedCorporativaMobileBackhaul
Antesdecomenzarestecaptulosedebehacerhincapienelporqu,cundoycmose
realiza un proceso de migracin hacia la tecnologa MPLS. En el
proceso de cambio resulta
imprescindible comenzar valorando cuidadosamente las necesidades
de la red corporativa,
solicitar y evaluar despus las propuestas de diversos
proveedores (Cisco, AlcatelLucent,
Juniper)y,slounavezcompletadasestasfases,procederalaimplementacindelosservicios.
EsteeselcaminoquesiguenlosgrandesproveedoresdeserviciosaNivelNacionalyaqueven
enMPLSunnichodenegociosmuygrandedebidoasuescalabilidad,flexibilidadyrentabilidad
(puedencoexistirmltiplestecnologassobrelamismainfraestructura).
Dentro del anlisis de necesidades de la empresa, sta debe
preocuparse de los
siguientespuntos:
Ancho de Banda: como se har la distribucin de ancho de banda
sobre la
infraestructuraexistenteolanuevainfraestructura(definicindeclstersderedeneste
caso)
Dispositivosaemplear:Losdispositivosquesernadquiridosporlaempresaylosproy
loscontradesumanejo(configuracin,consumoelctrico,etc.)
Aplicaciones: para qu necesita la compaa de telecomunicaciones
la adquisicin de
este equipamiento; se considera en este caso la implementacin de
una red Mobile
Backhaulparaservicios2G,3GyLTE(otracompaapodrahaberutilizadolami
