Pstn ngn-2 part
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El documento analiza las redes de próxima generación y los servicios relacionados con la tarjeta prepaga, detallando la gestión y creación de servicios de conectividad mediante protocolos como SIP y MGCP. Se aborda la calidad de voz en VoIP, con énfasis en métricas de evaluación como el MOS, y se discuten las implicaciones de la calidad y los retardos en los servicios de comunicación. Finalmente, se destacan aspectos técnicos sobre la cancelación de eco y el impacto del tiempo de transmisión en la calidad de las aplicaciones de red.
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ALTA CALIDAD
0 150
CALIDAD SATELITAL
500 [ms]
COMPONENTES DE DEMORA FIJOS
• PROPAGACION ( 6 µs/Km )
• SERIALIZACION ( BUFFERS DE LOS
ENLACES SERIE )
• PROCESAMIENTO ( CODECS )
COMPONENTES DE DEMORA
VARIABLES
• DEMORAS DE ENCOLADO
• DEJITTER BUFFERS
• PAQUETES DE TAMAÑO
VARIABLE
Retardo](https://image.slidesharecdn.com/pstn-ngn-2part-151208162317-lva1-app6892/85/Pstn-ngn-2-part-48-320.jpg)
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Esquema de retardos en la red
GWGW
DEMORA EN LA COLA
4 [ms]
DEMORA DE SERIALIZACION
2 [ms]
DEMORA DEL CODEC
4 [ms]
DEMORA PROPAGACION
8 [ms]
DEJITTER BUFFER
50 [ms]
COMPONENTES DE DEMORA FIJOS
• Propagación (6 µs/Km) 8 [ms]
• Serialización (Buffers de los enlaces serie) 2 [ms]
• Codec G.729 25[ms]
• Demoras de encolado 4 [ms]
• Dejitter Buffers 50 [ms]
TOTAL = 89 [ms]
COMPONENTES DE DEMORA
VARIABLES](https://image.slidesharecdn.com/pstn-ngn-2part-151208162317-lva1-app6892/85/Pstn-ngn-2-part-50-320.jpg)
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Cancelación de eco
TX y RX TX
RX2 hilos
4 hilos
CENTRAL
Híbrido
2-4
Eco : “ Es causado por las señales reflejadas y es función de la demora ”
Comienza a ser significante cuando la demora del round trip es mayor a 150 [ms].
La desadaptación de impedancias en el híbrido de 2 a 4 hilos es el mayor
causante del eco. Para minimizar este efecto tenemos las técnicas de
cancelación de eco de la norma G.165](https://image.slidesharecdn.com/pstn-ngn-2part-151208162317-lva1-app6892/85/Pstn-ngn-2-part-51-320.jpg)
Pstn ngn-2 part
- 1. 1 Next Generation Networks 2º Parte Fernández Alejandro Javier Soroko Daniel Esteban
- 2. 2 Análisis 4 Escenario SIP + MGCP Servicio de tarjeta Prepaga
- 3. 3 Servicios Control Conectividad MG Clase 4 Tarjeta Prepaga Gestión y Creación de Servicios Gestión de recursos Gestión de Conectividad SIP MGCP MGC Análisis 4 - Estructura Lógica
- 4. 4 Clase 4 Red de Transporte MG Acceso Transporte POTS Control MGC SG Servicios ASCS IN SIP Análisis 4 - Estructura Lógica
- 5. 5 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 6. 6 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM CRCX Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 7. 7 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM CRCX 200(SDP) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 8. 8 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1 INVITE INVITE (SDP) IAM CRCX 200(SDP) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 9. 9 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 10. 10 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 11. 11 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=2 PRACK PRACK IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 12. 12 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=2 PRACK PRACK SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS SEC=2 PRACK OK 200 Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 13. 13 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=2 PRACK PRACK SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS SEC=2 PRACK OK 200 SEC=1 INVITE OK 200 Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 14. 14 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=2 PRACK PRACK SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS SEC=2 PRACK OK 200 SEC=1 INVITE OK 200 SEC=1 ACK ACK Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 15. 15 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=2 PRACK PRACK SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS SEC=2 PRACK OK 200 SEC=1 INVITE OK 200 SEC=1 ACK ACK ACM Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 16. 16 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=2 PRACK PRACK SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS SEC=2 PRACK OK 200 SEC=1 INVITE OK 200 SEC=1 ACK ACK ACM ANM Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 17. 17 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=2 PRACK PRACK SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS SEC=2 PRACK OK 200 SEC=1 INVITE OK 200 SEC=1 ACK ACK ACM ANM MDCX(SDP) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 18. 18 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM SEC=1 INVITE INVITE (SDP) CRCX 200(SDP) SEC=1 INVITE TRYING SEC=2 PRACK PRACK SEC=1 INVITE SESSION PROGRESS SEC=2 PRACK OK 200 SEC=1 INVITE OK 200 SEC=1 ACK ACK ACM ANM MDCX(SDP) 200 Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 19. 19 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 20. 20 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 21. 21 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| IAM Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 22. 22 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| IAM CRCX Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 23. 23 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| 200(SDP B) IAM CRCX Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 24. 24 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP ACM SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| IAM 200(SDP B) CRCX Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 25. 25 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| IAM ACM 200(SDP B) CRCX SEC=1100 INVITE RINGING Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 26. 26 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| IAM ACM 200(SDP B) CRCX SEC=1100 INVITE RINGING SEC=1101 PRACK PRACK Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 27. 27 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| IAM ACM 200(SDP B) CRCX SEC=1100 INVITE RINGING SEC=1101 PRACK PRACK SEC=1101 PRACK OK 200 Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 28. 28 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP IAM ACM 200(SDP B) CRCX SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| SEC=1100 INVITE RINGING SEC=1101 PRACK PRACK SEC=1101 PRACK OK 200 ANM Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 29. 29 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=1100 INVITE INVITE SEC=1100 INVITE TRYING| IAM ACM 200(SDP B) CRCX SEC=1100 INVITE RINGING SEC=1101 PRACK PRACK SEC=1101 PRACK OK 200 ANM SEC=1100 INVITE OK 200 (SDP B) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 30. 30 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=3 INVITE INVITE (SDP) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 31. 31 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=3 INVITE INVITE (SDP) DLCX Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 32. 32 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=3 INVITE INVITE (SDP) DLCX 250 Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 33. 33 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP CRCX(SDPB) SEC=3 INVITE INVITE (SDP) DLCX 250 Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 34. 34 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=3 INVITE INVITE (SDP) DLCX 250 CRCX(SDPB) 200(SDP A’) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 35. 35 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=3 INVITE INVITE (SDP) DLCX 250 CRCX(SDPB) 200(SDP A’) SEC=3 INVITE OK 200(SDP A’) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 36. 36 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=3 INVITE INVITE (SDP) DLCX 250 CRCX(SDPB) 200(SDP A’) SEC=3 INVITE OK 200(SDP A’) SEC=1100 ACK ACK(SDP A’) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 37. 37 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=3 INVITE INVITE (SDP) DLCX 250 CRCX(SDPB) 200(SDP A’) SEC=3 INVITE OK 200(SDP A’) SEC=1100 ACK ACK(SDP A’) MDCX(SDPA’) Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 38. 38 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP SEC=3 ACK ACK SEC=3 INVITE INVITE (SDP) DLCX 250 CRCX(SDPB) 200(SDP A’) SEC=3 INVITE OK 200(SDP A’) SEC=1100 ACK ACK(SDP A’) MDCX(SDPA’) 200 CONVERSACIÓN Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 39. 39 SS7 MGC A MGC B MG A MG B CL A SG B SG A CL A PTSPTS MSCS IP CONVERSACIÓN REL RLC DLCX 200 SEC=4 BYE 200 SEC=4 BYE BYE SEC=1102 BYE 200 SEC=1102 BYE BYE REL RLC DLCX 200 Análisis 4 - Tarjeta Prepaga
- 40. 40 Trafico en cada protocolo para la llamada Cantidad de mensajes SS7 10 MGCP 16 SIP 17 10 16 17 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Cantidad de mensajes SS7 MGCP SIP
- 42. 42 VoIP trae aparejado un nuevo problema a solucionar, la calidad de voz obtenida por la utilización de de dicha tecnología no esta asegurada como lo es en la PSTN. La insuficiencia de recursos en la red PSTN se manifiesta con la ocupación de todos los circuitos de una ruta y por consiguiente la imposibilidad de establecer una llamadas. En VoIP la insuficiencia de recursos se ve manifestada en la reducción de la calidad de voz que se puede obtener de la red. Calidad de voz
- 43. 43 • CALIDAD SUBJETIVA ( MOS ). • DEMORA Y VARIACION DE LA DEMORA. • CANCELACION DE ECO. • RUIDO DE BACKGROUND. • SUPRESION DE SILENCIOS. • SENSIBILIDAD AL LENGUAJE ( PUES HAY ALGORITMOS DE COMPRESION DEPENDIENTES DEL IDIOMA ) Implicancias del tratamiento de la señal
- 44. 44 Una de las métricas mas utilizadas para la medición de calidad es la conocida como MOS o Mean Opinion Score. El MOS evalúa la calidad de voz obtenida de una conexión mediante una escala entre 1 y 5, donde el 5 corresponde a la mejor calidad alcanzable. Un valor de MOS superior a cuatro es considerado como una medida de buena calidad. Usuario MOS No recomendado Casi todos los usuarios insatisfechos Gran numero de usuarios insatisfechos Algunos usuarios insatisfechos Satisfechos Muy satisfechos MOS
- 45. 45 Fuente Simulador del canal CODEC MOS 4.1 3.8 3.9 3.9 3.6 PCM ADPCM MP-MLQ CS-ACELP LD- CELP G.711 G.726 G.723.1 G.729 G.728 Calidad de la Conversación Excelente Buena Confiable Pobre Insatisfactoria MOS 5 4 3 2 1 Nivel de Distorsión Imperceptible Apenas perceptible pero no afecta Perceptible y afecta levemente Afecta pero no es objetable Afecta mucho y es objetable
- 46. 46 Comparación de protocolos de compresión
- 47. 47 Comparación de protocolos de compresión 8 16 24 32 40 48 56 64 0 Unacceptable Utility Business Toll Calidad ADPCM 16 ADPCM 24 ADPCM 32 (G.726) PCM 64 (G.711) LDCELP 16 (G.728) MP-PLQ (G.723.1) CS-CELP 8 (G.729) Aceptación del Usuario
- 48. 48 ALTA CALIDAD 0 150 CALIDAD SATELITAL 500 [ms] COMPONENTES DE DEMORA FIJOS • PROPAGACION ( 6 µs/Km ) • SERIALIZACION ( BUFFERS DE LOS ENLACES SERIE ) • PROCESAMIENTO ( CODECS ) COMPONENTES DE DEMORA VARIABLES • DEMORAS DE ENCOLADO • DEJITTER BUFFERS • PAQUETES DE TAMAÑO VARIABLE Retardo
- 49. 49 Causado por las variación del tiempo entre los paquetes COMPONENTES DE DEMORA VARIABLES : DEJITTER BUFFERS T1 T3T2 Enfoque 1 Medir la variación del nivel de los paquetes en el jitter buffer sobre un período de tiempo y adaptar incrementalmente el tamaño del buffer de acuerdo al jitter calculado. Este enfoque trabaja mejor en redes que proveen un desempeño consistente del jitter en el tiempo como es ATM. Enfoque 2 Contar el número de los paquetes que llegan tarde y crear un cociente entre los paquetes que llegaron tarde y los que llegaron bien y con este valor ajustar el tamaño del buffer ( El valor del cociente debe ser predeterminado ). Este enfoque funciona mejor para redes con tiempo entre paquetes muy variables como lo es IP TIEMPO FIJO TIEMPO VARIABLE Esquema de jitter
- 50. 50 Esquema de retardos en la red GWGW DEMORA EN LA COLA 4 [ms] DEMORA DE SERIALIZACION 2 [ms] DEMORA DEL CODEC 4 [ms] DEMORA PROPAGACION 8 [ms] DEJITTER BUFFER 50 [ms] COMPONENTES DE DEMORA FIJOS • Propagación (6 µs/Km) 8 [ms] • Serialización (Buffers de los enlaces serie) 2 [ms] • Codec G.729 25[ms] • Demoras de encolado 4 [ms] • Dejitter Buffers 50 [ms] TOTAL = 89 [ms] COMPONENTES DE DEMORA VARIABLES
- 51. 51 Cancelación de eco TX y RX TX RX2 hilos 4 hilos CENTRAL Híbrido 2-4 Eco : “ Es causado por las señales reflejadas y es función de la demora ” Comienza a ser significante cuando la demora del round trip es mayor a 150 [ms]. La desadaptación de impedancias en el híbrido de 2 a 4 hilos es el mayor causante del eco. Para minimizar este efecto tenemos las técnicas de cancelación de eco de la norma G.165
- 52. 52 Recomendación G.114 de la ITU Retardo en un sentido (ms) Descripción 0 - 150 Aceptable para la mayoría de las aplicaciones de usuario. 150 - 400 Aceptable si los administradores son conscientes del impacto del tiempo de transmisión en la calidad de las aplicaciones de usuario. 400 Inaceptable para una planificación general de la red. Sin embargo se reconoce que en algunos casos excepcionales estos limites se excederán
- 53. 53 Calidad de servicio Extremo a Extremo Niveles de QoS Se definieron cuatro niveles de calidad para proveer un lenguaje común entre operadores Mejor Alto medio mejor esfuerzo MOS 4,2 -5,0 3,8 - 4,2 2,9 - 3,8 2,0 - 2,9 Retardo boca-oreja 0 - 150 ms 150 - 250 ms 250 - 450 ms 450 ms o mas Call setup 0 - 1 seg 1 - 3 seg 3 - 5 seg 5 seg o mas
- 54. 54 PAUSAS COMPONENTES ESCENCIALES REPETICIONES 22 % 22 % 56 % Componentes de una conversación
- 55. 55 Ruido de background y Supresión de silencios Conversación Detectada Palabra 1 Palabra 2 Piso de Ruido S/N SeñalVocal(dB) Tiempo Silencio Durante éste tiempo no transmite nada (Suprime el silencio). Luego, del otro lado, genera “Ruido de Confort” Detección de actividad vocal Se transmiten paquetes No se transmite
- 56. 56 Ruido de background y Supresión de silencios • El algoritmo VAD ( Voice activity Detection) toma una decisión por cada trama a transmitir. Para ello compara los valores de cada trama con los promedios acumulados durante los periodos de silencio. Los parámetros analizados son: • densidad espectral • energía total • energía en baja frecuencia • cantidad de cruces por cero • El ruido de confort generado en el extremo remoto debe tener las mismas características que el ruido original. Para ello se envía información en algunos intervalos de silencio. • Las recomendaciones G.723 y G729 tienen diseñados algoritmos de supresión de silencios.
- 57. 57 Standards para el Objetivo de medición de calidad de Voz Medición de calidad de voz
- 58. 58 Objetivo • Los codecs de voz se transformaron en comunes dentro de muchos sistemas de comunicaciones. • La redes de comunicaciones modernas no pueden ser evaluadas con métricas convencionales como la relación señal ruido • Los modelos Objetivos, basados en la percepción humana, fueron desarrollados en función de evaluaciones realizadas por test subjetivos.
- 59. 59 Standards • PSQM, PSQM+: Perceptual Speech Quality Desarrollado por KPN ITU-T P.861 • PAMS: Perceptual Analysis Measurement System Desarrollado por British Telecom • Ambos son intrusivos • PSQM Evalúa la calidad entre 0 y 6.5, a menor valor mejor calidad • PAMS Evalúa la calidad mediante un rango entre 1 y 5, a mayor valor mejor calidad
- 60. 60 PSQM Standard • Definido en la recomendación P.861 de la ITU-T • Es poco confiable para algunas aplicaciones, por ejemplo las que usan filtros lineales y/o variaciones de retardo. • El algoritmo compara la señal recibida después del proceso de codificación y decodificación de la señal original Objective quality measurement by PSQM Transformation from objective to subjective quality scale DecoderCoder Source speech (real or artificial) PSQM value MOS value
- 61. 61 PAMS Standard • Identifica también el retardo en la transmisión de los paquetes. • Mide dos tipos de índices de calidad – Listening quality opinion scale 5-1 – Listening effort opinion scale 5-1 • El algoritmo adiciona una técnica para alinear la muestra considerando el retardo variable en la transmisión. Align & Equalize Regression Señal de Referencia Señal Degradada Auditory Transform Error Parameterization Auditory Transform listing quality and listing effort
- 62. 62 PESQ Standard (ITU-T P.862) • PESQ: Perceptual Evaluation of Speech Quality • Es el resultado de muchos años de desarrollo con un solo objetivo que la medición de calidad de voz sea aplicable tanto a prueba de codecs cono a la evaluación de la calidad extremo a extremo. • La escala de evaluación es entre 1 y 5 • Combina las mejores funciones de los algoritmos de PAMS y PSQM+