O documento discute as tendências atuais e futuras em redes IP, incluindo o crescimento do tráfego IP, a evolução para redes baseadas em pacotes (NGN) e a Internet do futuro. Também aborda tópicos como a padronização da NGN, arquiteturas como IMS e EPC, e tendências em peering de VoIP.

1. Panorama Geral e
Tendências em Redes IP
Tania Regina Tronco
Diretoria da Gestão da Inovação (DGI)
tania@cpqd.com.br

2. Agenda
Contexto atual das Redes de Telecom
Tendências de Evolução – Internet do futuro
Tendências em Redes e VoIP Peering

3. Contexto Atual
• Crescimento do tráfego IP (Internet Protocol)
– O tráfego IP global aumentou oito vezes nos últimos 5 anos e irá
triplicar nos próximos cinco anos1
;
• O tráfego IP global deve atingir 110,3 exabytes (1018
bytes por mês)
no final de 2016;
• O número de dispositivos conectados a redes IP será
três vezes maior do que a população global em 20161
– Haverá aproximadamente 3 dispositivos conectados per capita
in 2016;
– O tráfego oriundo de dispositivos sem fio irá exceder o tráfego
oriundo de dispositivos com fio;
• O número de usuários de mobile VoIP irá crescer de 47 milhões em
2010 para 410 milhões em 20152
.
Fontes: (1) Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 2011-2016 White Paper, 2012.
(2) Infonetics report: Mobile VoIP Services and Subscribers

4. Evolução do Acesso Fixo e Móvel
Mbit/s
1.000
100
10
Alta
Definição
Mobile
Internet
Hoje Tempo
Cobre/FTTC
ADSL/ADSL2/ADSL2++
FTTC/FTTB
VDSL2
Ethernet
FTTH
GPON/XGPON
WDM-PON
2,5G
CDMA, GSM-GPRS
WiMAX 802.16d
3G
CDMA, GSM-EDGE
UMTS, WiMAX 802.16e
3,9G - LTE
WiMax 802.16e
4G-LTE Advanced
WiMax 802.16m

5. Transformação nas Redes – NGN (Next Generation
Networks)
PSTN VoIP Dados IPTV
Presente
Redes Dedicadas por Serviço
OAM&P
Serviços
Controle
Sessões
Comutação &
transporte
Móvel VoIP Serv. IP Vídeo
Futuro
Rede Integrada Multisserviço
NGN - Tudo IP

6. Definição de NGN
• A NGN é uma rede baseada em pacotes, capaz de
prover serviços de telecomunicações através de
múltiplas tecnologias de acesso banda larga, com
tecnologias de transporte que provêem QoS, suporte à
mobilidade e na qual as funções de transporte e
serviços são independentes.
– A separação das funções de transporte e de serviços, promove
a competição entre provedores de serviço e a independência
dos serviços com relação às tecnologias de rede.
Fonte: ITU-T Recommendation Y.2001 (12/2004) - General overview of NGN

7. Padronização da NGN
• Desde 2001, a NGN vem sendo estudada e padronizada
por diversas organizações internacionais tais como:
– ITU-T (International Telecommunication Union -
Telecommunication Standardization Sector);
– IETF (Internet Engineering Task Force);
– 3GPP (3rd Generation Partnership Project) e
– ETSI (European Telecommunications Standards Institute).
• Uma questão chave neste conjunto de padrões é
garantir interoperabilidade global dos mesmos.

8. NGN – ITU-T
A arquitetura da NGN foi padronizada pelo ITU-T na
recommendação Y.2012, “Functional Requirements and
architecture of the NGN”

9. NGN - Componentes
• Rede de Pacotes:
 Transporte dos dados
• Media Gateway (MG):
 Processa a conversão das mídias (áudio e vídeo) no formato de
pacotes.
• Media Gateway Controllers (MGC):
 Estabelecem e liberam as conexões na rede de pacotes.
• Signaling Gateway (SG):
 traduz as mensagens de sinalização da rede de telefonia
pública para a rede de pacotes e vice-versa.
 É utilizado para a interconexão da rede pública convencional
com a rede de IP.

10. NGN

11. Múltiplas Arquiteturas NGN
• Media Gateway Control Protocol (MGCP) - IETF
• MEGACO / H.248 - IETF/ITU-T
• Session Initiation Protocol (SIP) - IETF

12. NGN - 3GPP (3rd Generation Partnership Project)
•IMS (IP Multimedia Subsystem)

13. IMS – Evolução do Conceito de Rede Inteligente
• Ideia Principal: a construção de novos serviços fica
independente da infraestrutura de rede
Serviços de Rede Inteligente
Rede Inteligente
Rede de Transmissão
Fixa e Móvel
Rede de Circuitos (PSTN)
Domínio Telecom
Rede de Pacotes (NGN)
Domínio Telecom
Service Delivery Platform (SDP)
Aplicações baseadas em SIP
IP Multimedia Subsystem (IMS)
Rede de Pacotes IP
Fixa e Móvel

14. Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz:
Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012

15. Evolução do IMS para o EPC
• Ideia principal: prover aplicações baseadas em IP e
independentes da camada de rede IP
Rede de Pacotes (NGN)
Domínio Telecom
Service Delivery Platform (SDP)
Aplicações baseadas em SIP
IP Multimedia Subsystem (IMS)
Rede de Pacotes IP
Fixa e Móvel
Rede Móveis de Pacotes
Domínio Telecom
Service Delivery Platform (SDP)
Aplicações baseadas HTTP
Evolved Packet Core (EPC)
Rede Móveis de Pacotes IP
3GPP ou não
Aplicações baseadas em SIP

16. EPC
•Rede core com múltiplos
acessos baseada no protocolo IP
– Acesso 3GPP (LTE, UMTS,
GPRS)
– Não-3GPP (Wimax, CDMA0
– Wifi
•EPC provê conexão para:
–IMS
–Internet
Acesso
3GPP
Acesso
Não-3GPP
Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012

17. E a Internet Pública?

18. Internet do Futuro
• Arquitetura atual da
Internet com muitas
extensões e modificações
• Serviços Over-The-Top
(OTT)
• Entrega de conteúdos de
áudio e vídeo em
dispositivos conectados via
Internet, sem múltiplos
operadores envolvidos,
sem garantias de QoS
• Exemplos:
• IPTV => É necessário repensar o design
da arquitetura da Internet

19. New Generation Network (NwGN) – Post IP
• Projetos de pesquisa visando
repensar a Internet (“Clean-
Slate Design”) e reprojetá-la
visando aplicações e requisitos
futuros.
• Exemplos de Projetos:
– GENI/FIND, USA
– Future Internet Cluster, EU
– New Generation Network / AKARI,
Japan
– CNGI, China Next Generation
Internet Project
– G-Lab Initiative, Germany
– Internet del Futuro, Spain
– ARCMIP, Fibre, Brazil

20. New Generation Networks
• Principais Características da NwGN (1/3):
• Mobilidade e Ubiquidade
• Comunicações disponíveis em todo lugar, a qualquer hora, sempre
que/onde uma pessoa ou objeto esteja.
• Real-virtual world integration
• Informações de contexto do mundo real, através de sensores, são
empregadas para aprimorar os serviços e aplicações do mundo
virtual.
• Aprimoramento e evolução da comunicação “machine-to-machine”
(M2M)
• Milhões de dispositivos (objetos) com acesso Internet e comunicando-
se entre si formam a Internet das Coisas.

21. New Generation Networks
• Principais Características da NwGN (2/3):
• Generalidade
• Utiliza substratos de rede (hardware) genéricos, configurados por
software, tais como: switches, roteadores, capacidade de
processamento e memória.
• SDN (Software Defined Networks)
• Isto pode ser implementado por meio de técnicas de virtualização.
• Centrada no Conteúdo
• Habilidade de manipular conteúdo/informação como serviços de
primeira classe na arquitetura.
• Centrada nos Serviços
• Capacidade de criar/manipular serviços de forma personalizada
para os usuários
• Internet dos Serviços

22. New Generation Networks
• Principais Características da NwGN (3/3):
• Rede Autonômica
• Propriedades de auto-configuração, auto-recuperação, auto-
proteção e auto-optimização
• Minimização da interferência humana na operação da rede
• Rede Cognitiva
• Emprega técnicas de inteligência artificial para aprender com ações
realizadas no passado e prever ações futuras.

23. Exemplo
Sobreposição Semântica do IP
Camada de Transporte: IP é um identificador (nomeação)
Camada de rede: IP é um localizador (endereçamento)
Conseqüências:
– Falta de um identificador estável para
comunicações fim-a-fim
– Mobilidade/Multihomming
– Segurança
Solução
Separação Identificador/Localizador
HIP, LISP, SixOne
Host
IdentifierIPv4 IPv6
ID
T
C
P
U
D
P
S
C
T
P
RTPRTP
SIPSIP SDPSDP
DNSDNS
HTTPHTTP
EthernetEthernet
ATMATM
SONETSONETWLANWLAN
Network locator
Tecnologias de
Camada 2 e 1
Aplicações
Legadas
……
……
IP
IP

24. Evolução das Telecomunicações
• Ideia principal: Uma plataforma core IP que provê capacidades
para múltiplas aplicações e esconde os detalhes das tecnologias
subjacentes
Serviços Convergentes de
Telecomunicações
(FMC, Triple Play, IPVT, etc.)
SDP
Plataforma Telecom
Rede de Transmissão
Fixa e Móvel
Domínio Telecom Domínio Internet do Futuro
Cloud/Internet do Futuro
(egov, ehealth, eUtilities, eLogistics
Internet do Futuro
Plataforma Core
Rede de Pacotes IP
Fixa e Móvel

25. Vertically integrated
Closed, proprietary
Slow innovation
Small industry
Specialized
Operating
System
Specialized
Hardware
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Specialized
Applications
Horizontal
Open interfaces
Rapid innovation
Huge industry
Microprocessor
Open Interface
Linux
Mac
OS
Windows
(OS)
or or
Open Interface
Source: McKeown

26. Vertically integrated
Closed, proprietary
Slow innovation
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Ap
p
Horizontal
Open interfaces
Rapid innovation
Control
Plane
Control
Plane
Control
Plane
or or
Open Interface
Specialized
Control
Plane
Specialized
Hardware
Specialized
Features
Merchant
Switching Chips
Open Interface
Source: McKeown

27. Controller
High cost
Specialized config.
Closed source
Slow innovation
BGP
Low cost (commodity)
Multi-vendor modularity
Open source
Rapid innovation
Controller
Open interface
OpenFlow Switches
Open interface
Software Defined IP Routing
OSPF ISIS LDP
Specialized
Control Plane
Specialized
Hardware
Specialized
Features
Controller

28. Evolução das Redes
NwGN
Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012

29. Plataformas Telecom, OTT e Internet do Futuro
•Coexistência das plataformas de telecom e Internet
•O desafio é escolher o melhor dos dois mundos: telecom e Internet
– da Internet: tranporte IP, endereçamento e nomeação, serviços de
mensagem, etc.
– das Telco: numeração telefônica, mobilidade, banda larga, etc.
•Gateways de serviço para interconexão das plataformas são
potenciais provedores de receita para as operadoras de telecom
CS
NGN
IP
2006 2010 ???
Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012

30. NGN e VoIP Peering
• Necessidade de mecanismos de tradução de numeração,
endereços e nomes entre domínios Telecom e (F) Internet
– ENUM (E.164 NUmber Mapping)
• Mecanismo que mapeia números telefônicos públicos em URLs (Uniform
Resource Identifiers) a serem empregadas na NGN (redes IP).
• Desafios relacionados à resolução de endereços (telefônicos =>
URLs e vice-versa) com padronização global
– Interfuncionamento dos sistemas de endereçamento

31. Motivação VoIP
• Os serviços de M2M, FTTx e VoIP estão entre os que
mais crescem na área de telecom1
;
• No período de 2011 a 2017, o mercado de VoIP deve
apresentar taxas de crescimento de até 17%1
;
• Aumento do número de provedores agrupados em
federações para interconexão de VoIP através do
compartilhamento entre si (“peering”) 2
;
• O crescimento do VoIP tem levado a um crescimento
rápido do mercado para interconexão e VoIP
Peering2
Fontes:
http://www.ipnews.com.br/telefoniaip/index.php/negocios/categorias-de-negocios/pesquisas/25468-mercado-de-voip-pode-crescer-177-ate-2017-revela-pesquisa.html1
http://www.infonetics.com/pr/2012/VoIP-UC-Services-Market-Forecast-and-SIP-Trunking-Survey-Highlights.asp2

32. Obrigada!
www.cpqd.com.br