Was ist ein “Next Generation Network” (NGN)? Warum ein NGN ...user.informatik.uni-goettingen.de/~elanmk/mobkomII/material/ws0809/MK2... · • Was ist ein „Next Generation Network“

Kapitel 2: Next Generation NetworksKapitel 2: Next Generation NetworksMobilkommunikation 2WS 08/09WS 08/09

Prof. Dr. Dieter HogrefeProf. Dr. Xiaoming Fu

[email protected]

24.10.2008 1Mobilkommunikation 2, Prof. Dr. Dieter Hogrefe, Prof. Dr. Xiaoming Fu

@ g g

Gliederung• Was ist ein „Next Generation Network“ (NGN)?• Warum ein NGN?• Was ist Konvergenz?• NGN Referenz-Architekturen• Internet Telefonie (VoIP)

– SIP– Rufnummernsysteme

• NGN heuteNGN T l f hl– NGN-Telefonanschluss


Was ist ein “Next Generation Network” (NGN)?• Ersetzung der traditionellen leitungsvermittelnden

TelekommunikationsnetzeT l f t– Telefonnetze

– Kabelfernsehnetze– Mobilfunknetze etcMobilfunknetze etc.

• durch eine einheitliche paketvermittelnde Netzinfrastruktur und -architektur

• Aber:– Kompatibilität zu den älteren Telekommunikationsnetzen


Warum ein NGN? – Status Quo• Dominanz der traditionellen Telefonanbieter im

TelekommunikationsmarktDi i i ik l S k f• Dienste weisen eine vertikale Struktur auf Entstehung durch historische Entwicklung

TV Sprache Inhalt/ Dienste

Kabelnetz TelefonnetzMobilfunk‐

netzInternet


Warum ein NGN? – Gründe für den Umstieg• Es gibt drei Hauptgründe einen Umstieg auf ein

„Next Generation Network“ (NGN):

– Ökonomischer Antrieb

– Technologischer Antrieb

– Sozialer Antrieb


Warum ein NGN? – Ökonomischer Antrieb• Geringer werdende Gewinnmargen bei

„normalen“ TelefongesprächenH h W b b i K k• Hoher Wettbewerb mit Konkurrenten– Eintretende Sättigung bei Fest- und Mobilfunkdiensten

• Versuch Stammkunden zu halten• Versuch Stammkunden zu halten• Versuch neue Kunden zu gewinnen

– Speziell in Bereichen mit hoher Gewinnspanne(z.B. internationale Telefongespräche)

– Konkurrenten aus benachbarten Bereichen treten in den Telekommunikationsmarkt (z.B. Google, Skype, etc.)Telekommunikationsmarkt (z.B. Google, Skype, etc.)

– Anbieter mit gebündelten Angeboten (z.B. Triple-Play) Ziel: Unterscheidung von Mitbewerbern

• Teure Wartungs- und Netzerweiterungskosten 24.10.2008 6Mobilkommunikation 2, Prof. Dr. Dieter Hogrefe, Prof. Dr. Xiaoming Fu

Warum ein NGN? – Technologischer Antrieb• Vorhandene Netze werden immer älter

– Hohe WartungskostenS hl ht Sk li b k it– Schlechte Skalierbarkeit

– Hohe Komplexität bei der Verwaltung unterschiedlicher Netze

• Einsparungen durch neues Netzwerk möglich• Einsparungen durch neues Netzwerk möglich– Zentralisiertes Routing, Switching– Geringere Übertragungskosten durch optische Netzwerkeg g g p

• IP-basierte Netzwerke bieten die Möglichkeit zur– Einführung von VoIP anstelle des alten PSTN– Schnellere Einführung neuer zusätzlicher hochwertiger Dienste – Bündelung von Diensten

• Konvergenz von Diensten, Netzen und Endgeräte24.10.2008 7Mobilkommunikation 2, Prof. Dr. Dieter Hogrefe, Prof. Dr. Xiaoming Fu

Warum ein NGN? – Sozialer AntriebErhöhte Nachfrage nach• Innovativen Diensten, die hohe Bandbreite

b ö i (IPTV V IP )benötigen (IPTV, VoIP, …)• Integrierten Diensten mit personalisierten Inhalten

(O D d M lti di Di t M bilität)(On-Demand Multimedia-Dienste, Mobilität)• Interaktivität, d.h. mit Diensten zu interagieren und von

Nutzern erstellte Inhalte abzurufenNutzern erstellte Inhalte abzurufen• Flexibleren Formen der Kommunikation (Instant

Messaging Video-Konferenzen P2P-Anwendungen)Messaging, Video Konferenzen, P2P Anwendungen)• Nach einfacher Verwaltung, Wartung und Pflege von

unterschiedlichen Netzen von der Seite der Anbieterunterschiedlichen Netzen von der Seite der Anbieter


NGN aus der Sicht des Kunden?

• Mobilität– Dienste stehen auch

unterwegs zur Verfügungunterwegs zur Verfügung– Benutzer wird überall erkannt

• Personalisierung

„Ich möchte meine Dienste, wie ich sie will, zu jeder Zeit, an jedem Ort und mit jedem Personalisierung

– Nutzerprofile– Steuerung der Dienste durch

Endgerät nutzen“

den Benutzer

• ÜberallverfügbarkeitZ iff f ll Di t– Zugriff auf alle Dienste von jedem Ort

Lösung: Konvergenz

24.10.2008 Mobilkommunikation 2, Prof. Dr. Dieter Hogrefe, Prof. Dr. Xiaoming Fu 9

g g

Was ist Konvergenz?• Konvergenz bezeichnet das Zusammenstreben und

Aufgehen verschiedener Teilbereiche in einem GanzenDi b i h l i d T l k ik i l• Dies beinhaltet in der Telekommunikationswelt– Konvergenz von Märkten

• z B Bündelung von Festnetz Mobil und Datenangeboten• z.B. Bündelung von Festnetz, Mobil und Datenangeboten,d.h. der Kunde kann alles von einem Anbieter beziehen

– Konvergenz von Diensten• z.B. Alle Dienste können sowohl vom Festnetz als auch mobil

verwendet werden (z.B. E-Mail am Computer, auf dem PDA oder Mobiltelefon)

– Konvergenz von Geräten• z.B. Ein Gerät enthält mehrere Zugangstechniken

(UMTS, WLAN, GPRS, Bluetooth etc.)( , , , )– Konvergenz von Netzwerken NGN


Konvergenz der Netzwerke• Abkehr von der traditionellen vertikalen Struktur

– d.h. Bereitstellung unterschiedlicher Dienste durch unterschiedliche Netze/ Anbieterunterschiedliche Netze/ Anbieter

• Hin zu einer Struktur in der Dienste– nahtlos über unterschiedliche Netze hinwegnahtlos über unterschiedliche Netze hinweg – interaktiv mit verschiedenen Geräten genutzt werden können

• Paketvermittelnde IP-Technologie als Element der gKonvergenz– Möglich durch die Digitalisierung von Daten und die Verbreitung

B itb d hlüvon Breitbandanschlüssen

• Zusammenwachsen von Mobilfunk- und FestnetzesFixed Mobile Convergence“ (FMC)– „Fixed Mobile Convergence (FMC)


Konvergenz – Angepasstes Netzwerkmodell

TV Sprache Inhalt/ Dienste

Anwendungen & Dienste • Anwendungen und Dienste über offene Schnittstellen

• Verwaltung von Verbindungen und Sessions

Steuerung

• Switching/ Routing von IP-Paketen

Zugang & Transport(PSTN, ADSL, GSM, UMTS, WiFi, …)


NGN – Referenz-Architekturen• Keine einheitliche Definition eines

„Next Generation Network“ (NGN)V hi d NGN R f A hi k• Verschiedene NGN - Referenz Architekturen, spezifiziert durch unterschiedliche Gremien:

ITU T– ITU-T• NGN

– ETSI • TISPAN

– 3GPPIMS• IMS


ITU-T-NGN• International Telecommunication Union

Telecommunication Standardization Sector (ITU-T)– Unterorganisation der Vereinte Nationen der sich weltweitUnterorganisation der Vereinte Nationen, der sich weltweit

mit technischen Aspekten der Telekommunikation beschäftigt– Erste Arbeiten an NGN in der ITU-T (1995) im Projekt

Project Global Information Infrastructures“ (GII)„Project Global Information Infrastructures (GII)– Implementation der ersten Arbeiten in der Spezifikation

„General Overview of NGN“ (Y.2001)• Ziele:

– Übergreifendes Model zum langfristigen und vollständigen Ersatz leitungsvermittelnder durch paketvermittelnder Netzeg p

– Schwerpunkt ist die Definition der grundlegenden NGN-Funktionen und einer NGN-Architektur


ITU-T-NGN (Y.2001) – NGN Definition• Ein Next Generation Network (NGN) ist ein

paketvermittelndes Telekommunikationsnetz, das Telekommunikationsdienste bereitstellt, unterschiedliche breitbandige, dienstgüteklassenfähige (QoS) Transporttechnologien nutzt und bei dem dienstbezogene Funktionen unabhängig von der genutztenFunktionen unabhängig von der genutzten Transporttechnologien sind.

• Es bietet den Nutzern uneingeschränkten Zugang zu Netzen, zu konkurrierenden Dienstanbietern und/oder Diensten ihrer Wahl.

Es unterstützt die allgemeine Mobilität die eine beständige• Es unterstützt die allgemeine Mobilität, die eine beständige und allgegenwärtige Bereitstellung von Diensten für die Nutzer ermöglicht.


ITU-T-NGN (Y.2001) – 14 grundlegende Merkmale I

1. Paketübertragung

2. Aufteilung der Steuerfunktionen in Übermittlungseigenschaften, (Ruf/Verbindung und Anwendung/Dienst)(Ruf/Verbindung und Anwendung/Dienst)

3. Abkopplung des Diensteangebots vom Netz und Bereitstellung von offenen Schnittstellen

4. Unterstützung eines großen Spektrums von Diensten, Anwendungen und Mechanismen auf der Grundlage von Dienste-Modulen

5 Breitband Fähigkeiten mit Ende zu Ende Dienstgüte (QoS)5. Breitband-Fähigkeiten mit Ende-zu-Ende Dienstgüte (QoS)

6. Anbindung an vorhandenen Netzen über offene Schnittstellen

7 Generelle Mobilität7. Generelle Mobilität


ITU-T-NGN (Y.2001) – 14 grundlegende Merkmale II

8. Uneingeschränkter Zugang der Nutzer zu verschiedenen Diensteanbietern

9. Vielzahl von Identifikationsschemata

10 Ei h i li h Di k l fü d l i h Di d Si h d10. Einheitliche Dienstemerkmale für den gleichen Dienst aus der Sicht des Nutzers

11. Konvergenz von Diensten zwischen fest/ mobilg

12. Unabhängigkeit von dienstbezogenen Funktionen von den zugrunde liegenden Übertragungstechnologien

13. Unterstützung unterschiedlicher Technologien auf der „Letzen Meile“

14. Übereinstimmung mit allen regulatorischen Anforderungen (z. B. Notruf, Sicherheit Privatsphäre Gesetzliche Überwachung usw )Sicherheit, Privatsphäre, Gesetzliche Überwachung usw.)


ITU-T-NGN Architektur (Y.2012)A pplica tions

AN I

A pplica tion S upport Functions & S erv ice S upport F unctions

A pp lica tions

S i t tctio

ns

S erv ice C ontro lFunctions

Service U serProfiles

Service U serProfiles

Serv ice stratu m

emen

t Fu

nc

R esource and Adm ission

Contro l Functions

Network A ttachm entControl Functions

Network A ttachm entControl Functions

Transport UserTransport User

Man

age

T ransport Control Functions

Contro l Functions

T t F ti

E nd-U serFunctions

O therN etw orks

Transport User Profiles

Transport User Profiles

Transp ort stratumContro l

N N IU N I

Transport Functions


Contro lMediaManagem ent

3GPP – IMS• 3rd Generation Partnership Project (3GPP)

– Kooperation von Standardisierungsgremien für Standardisierungen im MobilfunkStandardisierungen im Mobilfunk

• Ziel: Entwicklung eines NGN aus UMTS, welches auf demIP Multimedia Subsystem (IMS) basiert

• IP Multimedia Subsystem (IMS)– Sammlung von Spezifikationen für den standardisierter Zugriff

f Di t t hi dli h N t kauf Dienste aus unterschiedlichen Netzwerken– IMS ist ein „All-IP-Netzwerk“ sämtliche Kommunikation basiert auf IP

– Unterstützung bestehender Netze wie z.B. GSM, EDGE und UMTS, sowie analog und digitalem (ISDN) Telefonnetz


IP Multimedia Subsystem (IMS) - Architektur

HSS = Home Subscriber ServerCSCF = Call Session Control Function

MGCF= Media Gateway Controller FunctionMGW = Media Gateway SGW = Signaling Gateway


ETSI TISPAN• „Telecoms & Internet converged Services & Protocols for

Advanced Networks“ (2003)Z ä di fü di S d di i k• Zuständig für die Standardisierung von konvergenten Netzwerken innerhalb der ETSI

d h Evolution vom PSTN zum NGN– d.h. Evolution vom PSTN zum NGN

• TISPAN = SPAN + TIPHON– SPAN (Services and Protocols for Advanced Networks)SPAN (Services and Protocols for Advanced Networks) – TIPHON (Telecommunications and Internet Protocol

Harmonization Over Networks) (1997)

• Hauptziel ist Standardisierung eines IP-basierten Mehrfachdienst/ -protokoll/-zugangs Netzwerkes

E t PSTN M lti di F kti lität– Ersetzung von PSTN + Multimedia-Funktionalität


ETSI TISPAN• Zusammenarbeit zwischen ETSI und 3GPP

– Damit Spezifikationen nicht zu weit auseinander laufen

Z Z i i ETSI TISPAN NGN R l 2 ifi i• Zur Zeit ist ETSI TISPAN NGN Release 2 spezifiziert– Verwendung von IMS als Basis und Integration von nicht-

mobilfunkspezifische Zugangsformen wie z Bmobilfunkspezifische Zugangsformen wie z.B.• „Fixed Access“ (SIP und klassische Telefonie)• „Cable Access“ (Zugriff aus Fernsehkabelnetzen)• „Mobile Access“ (Mobilfunk)• „Broadband Wireless Access“ (WLAN, WIMAX)

• Unterscheidung von zwei funktionalen Gruppen• Unterscheidung von zwei funktionalen Gruppen1. Transportschicht (Transport Stratum)2. Serviceschicht (Service Stratum)( ) Anwendungen werden zur Serviceschicht gezählt


ETSI TISPAN – Transportschicht (Transport Stratum)

• Anbindung des NGN-Systems an zu bedienende Netze – Signalisierungs- und Mediagateways

B i ll K llf k i d Di• Bereitstellung von Kontrollfunktionen und Diensten durch

Network Attachment Subsystem (NASS)– Network Attachment Subsystem (NASS)• IP Adressverwaltung und IP-basierte Zugangskontrolle

– Resource and Admission Control Subsystem (RACS)• Resourcenverwaltung


ETSI TISPAN – Serviceschicht (Service Stratum)

• „Core“ IP Multimedia System (IMS)– Zentrale Komponente

R li i t i SIP IMS S it h K t ll– Realisiert einen SIP IMS-Switch zur Kontrollevon SIP-Multimediadiensten

– Unterstützung von IMS basierten PSTN/ISDN gEmulationssystem

• PSTN/ ISDN Emulation Subsystem (PES)– Ermöglicht den Anschluss von klassischen Endgeräten

an das NGN

• IPTV Subsystem• IPTV Subsystem– Integration von IPTV und ähnlichen Diensten an das NGN


ETSI TISPAN – Serviceschicht (Service Stratum)

• Common Components– Funktionen, die von den anderen Diensten der Serviceschicht

gemeinsam genutzt werdengemeinsam genutzt werden• Schnittstellen zum Datenbankzugriff (User Profile Server

Function und Subscription Locator Function)• Zugriff auf Anwendungen (Application Server Function)

• Application Server Function (ASF)Drei Schnittstellen– Drei Schnittstellen

1. SIP Application Server (SIP AS)2. IM-SSF Application Server 3. OSA SCS Application Server


ETSI-TISPAN Architektur


Internet Telefonie (VoIP)• Internet Telefonie

– Telefonieren über IP-basierte Netzwerke – Voice over IP“ (VoIP)– „Voice over IP (VoIP)

• Vorgehen identisch zur klassischen Telefonie1. Verbindungsaufbau2. Gesprächsübertragung3. Verbindungsabbau

• Unterschied zur klassischen Telefonie• Unterschied zur klassischen Telefonie– Keine „dedizierten Leitungen“ – Sprache wird digitalisiert und in kleinenp g

Datenpaketen transportiert „best effort“


Internet Telefonie (VoIP) – Funktionsweise

A/DWandlung Kompression Paketierung

Encoder

Wandlung

21

342

1

34

3

01010101

IP-Netz

ca 30-50 ms

1

3

4De-Jitter

Buffer Dekodierung D/AWandlung

01010101ca. 30 50 ms


Internet Telefonie (VoIP) – AudiocodecsCodec Bezeichnung Übertragungsrate Audiofrequenzg g g q

G.711 Pulse Code Modulation (PCM) 56 oder 64 kbit/s 300 bis 3400 Hz

G.726 Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM)

16‐40 kbit/s ‐

G.728 Low Delay Code Excited Linear Prediction (LD‐CELP)

16 kbit/s 300 bis 3400 Hz

G.729/ Conjugate Structure Algebraic Code Excited 8 kbit/s 300 bis 3400 HzG.729A Linear Prediction (CS‐ACELP)

G.723.1 Multiple Maximum Likelihood Quantization (MPMLQ)

6,3 kbit/s 300 bis 3400 Hz

S F di i (f ) 4 15 kbi / 8 kHSpeex Narrowband

Free patent audio compression (free) 4 ‐ 15 kbit/s 8 kHz

Speex Free patent audio compression (free) 10 ‐ 28 kbit/s 16 ‐ 32 kHzWideband

iLBC Internet Low Bandwidth Codec (free) 13,3 kbit/s 8 kHz

G.722.1 Verfahren: MLT 24 kbit/s 16 kHz


Protokolle für eine VoIP-Verbindung via SIPSIP (S i I iti ti P t l)• SIP (Session Initiation Protocol)– Von IETF (RFC 3261) entwickeltes Signalisierungsprotokoll für

Multimedia AnwendungenFür Auf und Abbau sowie Steuerung von Kommunikationssitzungen– Für Auf- und Abbau sowie Steuerung von Kommunikationssitzungen

– Standard Protokoll für VoIP ( vgl. auch ETSI-TISPAN-NGN)• SDP (Session Description Protocol)

Für Verwaltung von Kommunikationssitzungen d h Austausch von– Für Verwaltung von Kommunikationssitzungen, d.h. Austausch von Parametern zwischen SIP-Kommunikationspartnern

– Aushandeln von zwischen Endpunkten verwendet Codecs, Transportprotokollen etc.

• RTP (Real-Time Transport Protocol)– Protokoll zur kontinuierlichen Übertragung von Multimedia-

Datenströmen (Streams) über IP-basierte NetzwerkeRTP i t i P k t b i t P t k ll d i d l i üb– RTP ist ein Paket-basiertes Protokoll und wird normalerweise über UDP betrieben

– Sowohl für Unicast als auch für Multicast-Kommunikation geeignet


SIP – Komponenten• User Agent

– Bei Anwender ausgeführt und auf einem Endgerät installiert– User Agents können entweder direkt oder über einen SIP-Server

kommunizieren• SIP-Server

– Kann in unterschiedlichen Modi arbeiten• SIP-Proxy-Server

– Nimmt Anforderung des Clients entgegen, interpretiert diese und leitet sie entsprechend weiter (vgl. HTTP-Proxy-Server)

SIP R di t S• SIP-Redirect-Server– Nimmt Anfragen des Clients entgegen und teilt ihm mit wie das

gesuchte Endgerät erreicht werden kann( Ziel: direkte Verbindung)( g)

• SIP-Registrar-Server– Erhält in bestimmten Zeitintervallen Nachrichten von User Agents über

die aktuelle Adressen der Benutzer im Netzwerk– Kann diese Informationen an Location-Server (z.B. LDAP) weitergeben


SIP – Kommunikation• Ermittlung der IP-Adresse des Empfänger

– Bevor ein Anrufer einen Anruf tätigen kann,muss die IP Adresse des Empfängers bekannt seinmuss die IP-Adresse des Empfängers bekannt sein

– Ist diese bekannt und befinden sich die Teilnehmer im gleichen Netzwerk, so ist eine Kommunikation ohne zusätzlichen SIP-Server möglich

• Anrufer initiiert ein SDP-Call Setup direkt zur gewünschten IP-Adresse des Empfängersp g

– Meist ist aber die IP-Adresse nicht bekannt und der Empfänger ist in einem anderen Netzwerk

• Verwendung von clientseitigen sowie auch serverseitigigen• Verwendung von clientseitigen sowie auch serverseitigigen symbolische Adressen

– Hier: SIP-URI zur Identifikation der Teilnehmerz B sip:12345678@sip server dez.B. sip:[email protected]


SIP – Kommunikation 2Location Server

• Registrierung1. User Agent meldet sich mit seiner

symbolischen Adresse und der

(LDAP)

2symbolischen Adresse und der aktuellen IP beim Registrar-Server an ( dynamische IP-Adressen)

SIPSIP

2. Registrar-Server leitet die empfangende Daten an den Location Server weiter

Registrar Server

SIPSIP3. Registrar-Server sendet, im Fall

einer erfolgreichen Registrierung, eine Bestätigung an den User

1

3eine Bestätigung an den User Agent

User Agent

3


SIP – Kommunikation 3V bi d fb üb i

Location Server• Verbindungsaufbau über einen

Proxy-Server1. Alice möchte Bob anrufen und sendet

i Ei l d B b P S

(LDAP)

2eine Einladung an Bobs Proxy-Server

2. Der Proxy-Server benötigt zur Zustellung die Bobs IP-Adresse und stellt deshalb eine Anfrage an den

SIPSIP3

stellt deshalb eine Anfrage an den Location-Server

3. Der Location-Server teilt dem Proxy Server Bobs IP-Adresse mit

4 D P S d t di

Proxy-Server

144. Der Proxy-Server sendet nun die Einladung an Bobs IP-Adresse weiter

5. Bob sendet eine Bestätigung an den Proxy-Server, der diese an Alice

1

SIPSIP

4

5 SIPSIPy ,

weiterleitet6. Die Audio-Daten können nun mittels

RTP direkt zwischen Alice und Bob ausgetauscht werden Bob Ali

RTPRTP6ausgetauscht werden Bob Alice


6

SIP – Kommunikation 4Location Server

• Verbindungsabbau über Proxy-Server1 Alice möchte das Gespräch mit

(LDAP)

1. Alice möchte das Gespräch mit Bob beenden und sendet deshalb eine Verbindungsabbau-Nachricht an den Proxy-Servery

2. Der Proxy-Server leitet die Anfrage an Bob weiter

3. Bob bestätigt den Erhalt der

Proxy-Server

13. Bob bestätigt den Erhalt der Nachricht an den Proxy-Server

4. Der Proxy-Server leitet die Bestätigung an Alice weiter

12

SIPSIP 3 SIPSIPg g

5. Die Verbindung kann beendet werden

Bob Ali

4

Bob Alice


Rufnummernsysteme im NGN• IP-Adressen sind unpraktisch

für den VerbindungsaufbauS hl ht k– Schlecht zu merken

– Dynamische Adressvergabe– Mobilität des AnwendersMobilität des Anwenders

• Ansätze1. SIP-Adressen2. ENUM-Adressen


Rufnummernsysteme – SIP-Adressen• Session Initiation Protocol (SIP) Adressen

– SIP-Adressen verwenden das bekannten URI-Format und werden von freien oder kostenpflichtigen Anbietern vergeben

• z.B. [email protected]– Häufig werden auch numerische SIP-Adressen vergeben

• z.B. [email protected]• IP-Telefone mit „normaler“ Telefon-Tastatur können für Anrufe

genutzt werden ( die auf selben Server registriert sind)– Einige Anbieter vergeben zusätzlich einen nummerische Alias-

Nummer für eine nicht nummerische SIP AdressenNummer für eine nicht-nummerische SIP-Adressen– SIP-Adressen sind, anders als „normale“ Telefonnummern nicht an

einen Anschluss gebunden• d h Wie E Mail Adressen überall auf der Welt nutzbar• d.h. Wie E-Mail-Adressen überall auf der Welt nutzbar

– Über Gateways können SIP-Nummern mit entsprechender Vorwahl auch aus dem Festnetz erreicht werden


Rufnummernsysteme – ENUM Adressen• Telephone Number Mapping (ENUM) Adressen

– Verbindung „normaler“ Telefonnummern mit neuen internetbasierten Telefonnummerne e bas e e e e o u e

– Satz von Protokollen der IETF zur Vereinigung des im PSTN verwendete Telefonnummernsystems (ITU-T E.164) mit dem Internet-Adresssystem DNSInternet Adresssystem DNS

– „Neue“ Telefonnummern verwenden• klassische Top-Level-Domain für Internet-Ressourcen der IETF

arpa mit der Subdomain e164.arpa mit der Subdomain .e164• z. B. 0.0.0.2.7.1.9.3.1.5.5.9.4.e164.arpa

– Wird von einigen Netzbetreiben, sowie DENIC und NIC.AT vorangetriebenvorangetrieben

– Vorteil: • Beibehalten der alten Telefonnummer möglich


Rufnummernsysteme – ENUM Beispiel• Umwandlung einer Telefonnummer in eine ENUM-Domain

– Beispiel-Telefonnummer: +49 (551) 39-172000Vorgehen:– Vorgehen:

1. Entfernen aller Zeichen, die keine Ziffern sind4955139172000

2. Umkehren der Ziffernreihenfolge0002719315594

3 Einfügen von Punkten zwischen den Ziffern3. Einfügen von Punkten zwischen den Ziffern0.0.0.2.7.1.9.3.1.5.5.9.4

4. Anhängen des ENUM-Suffixes .e164.arpa0.0.0.2.7.1.9.3.1.5.5.9.4.e164.arpa

• Umwandlung erfolgt in ENUM-Clients meist automatisch, so dass nur die Telefonnummer notwendig istso dass nur die Telefonnummer notwendig ist


Rufnummernsysteme – ENUM Beispiel 21. Bob will Alice anrufen2. User Agent Bob wandelt die Nummer

in eine ENUM-Domain um

Alice

+49(551)39-172000 0.0.0.2.7.1.9.3.1.5.5.9.4.e164.arpa

3. Bob stellt eine Anfrage an das D i N S t (DNS)

InternetDomain Name System (DNS)

4. Die Anfrage wird mit einer NamingAuthority Pointer Resource (NAPTR) beantwortet, die in diesem Fall die SIP-Adresse enthält, unter der Alice erreichbar ist

DNS-Server

Bob

0.0.0.2.7.1.9.3.1.5.5.9.4.e164.arpa

5. Die Verbindung kann nun aufgebaut und das Gespräch über das Internet transportiert werden

NAPTR:[email protected]

+49(551)39-172000( )


Übertragungsqualität VoIP• Im Internet werden alle Pakete gleichbehandelt, d.h.

es gibt keine Zusicherung der ÜbertragungsqualitätIP 4 bi t t P i i i P k t (Q S)– IPv4 bietet Priorisierung von Paketen (QoS) allerdings von den meisten Routern ignoriert

– IPv6 soll hier Abhilfe schaffen Umstellung dauert aber an

• Die Qualität des Systems wird von folgenden F kt b ti tFaktoren bestimmt1. Durchsatz 2 Latenz und Jitter2. Latenz und Jitter3. Paketverlust4. Verfügbarkeitg


Vorteile von VoIP• Gespräche zwischen Teilnehmern des gleichen

Anbieters meist kostenfreiEi i A bi t h lt ih N t d– Einige Anbieter schalten ihre Netze zusammen, so dass anbieterübergreifend kostenlos telefoniert werden kann

• Telefonate ins Festnetz und ins Ausland meist billigerTelefonate ins Festnetz und ins Ausland meist billiger als über „normale“ Telefonleitungen

• Bei der Verwendung hochwertiger Audio-Codecs lässt g gsich eine bessere Sprachqualität erreichen

• Telefonnummern sind weltweit dieselben


Nachteile von VoIP 2• Lohnt sich nur bei Breitbandanschluss mit Internet-Flatrate• Bei Anbieterwechsel Rufnummernmitnahme nicht garantiert

N t i h d M di “• Nutzung eines „shared-Mediums“– Schwankende Übertragungsqualität– Mithören von Daten einfacherMithören von Daten einfacher– DoS Attacken auf allgemeine Internetstrukturen

legen ebenfalls die Telefonie lahm Si l P i t f F il• Single Point of Failure

• VoIP-Spam– Spam over Internet Telephony (SPIT)Spam over Internet Telephony (SPIT)

• Im Notfall ist die Stromversorgung kritisch Uninterruptible Power Supply (UPS) sinnvoll


NGN-Telefonanschluss – Integrated Access Device (IAD)

• Integrated Access Device (IAD) ist ein beim Teilnehmer installiertes Endgerät für denNetzabschluss von NGN AnschlüssenNetzabschluss von NGN-Anschlüssen

• Zwei Arten von IADs:1 DSL Anschluss + Telefonschnittstelle zum Anschluss von1. DSL-Anschluss + Telefonschnittstelle zum Anschluss von

• analogen Telefonen Analog-Telefon-Adapter (ATA)• ISDN-Telefonen NTBA ebenfalls in IAD integriert

• ISDN-Anschlüsse werden über SIP nachgebildet oder alternativ mit „ISDN over IP“ (proprietäres Protokoll)

2. DSL-Anschluss + Telefonschnittstelle + AV-Schnittstelle• Triple Play/ IPTV-fähig• Funktion von Digitalreceivern


NGN-Telefonanschluss – Einschränkungen• Verfügbarkeit

– Keine Stromversorgung durch Vermittlungseinrichtungi F ll Stö d DSL L it k i T l f– im Fall von Störungen der DSL-Leitung kein Telefon

• Nicht für Notruf geeignet

• Lokalisierung des Anrufers nur schwer möglichLokalisierung des Anrufers nur schwer möglich– Polizei/ Rettungsdienste– Geographisch beschränkte Dienste oder Vergünstigungen

• Callcenter, Sonderrufnummern, …

• Betrieb herkömmlicher Endgeräte– Nur eingeschränkte Nutzung von alten Endgeräten möglich

• Faxgeräte, Modem, ISDN-Karten, …


Triple Play/ Quad Play• Bündelung von mehreren Diensten

– Fernsehen, (IP-)Telefonie, Internet , (Mobilfunk)

B i ll d Di üb i N k• Bereitstellung der Dienste über ein Netzwerk– Kabelfernsehanbieter

• Ausbau der Netze auf Rückkanalfähigkeit Kabelmodems• Ausbau der Netze auf Rückkanalfähigkeit Kabelmodems– Festnetzanbieter

• Verfügbarkeit breitbandiger IP-basierter Zugänge (ADSL, VDSL)• IPTV, Video on Demand

– Mobilfunkanbieter• UMTS basierte Dienste• UMTS basierte Dienste

• Zuverlässigkeit und geringe Verzögerung notwendig


Verbreitung von NGNs in Europa• Orange UK and Wanadoo

– Zur Zeit Test von IMS-Lösungen

F T l• France Telecom– FMC-Versuchsgebiete bereits eingerichtet

KPN (Ni d l d )• KPN (Niederlande)– FMC-Versuchsgebiete bereits eingerichtet

• T I M (Italien)• T.I.M. (Italien)– IP basiertes Video-Sharing seit 2005

– Telefonica (Spanien)Telefonica (Spanien)• Einrichtung von IMS ab 2006

– ……


Beispiel: NGN der BT 21CN


Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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Was ist ein “Next Generation Network” (NGN)? Warum ein NGN ...user.informatik.uni-goettingen.de/~elanmk/mobkomII/material/ws0809/MK2... · • Was ist ein „Next Generation Network“