• Descripció

Les xarxes de telecomunicacions han patit al llarg dels anys una evolució marcada per la influència de diversos actors del mercat, com les operadores, els propis usuaris o fins i tot les organitzacions d'estandardització. Des del telègraf a la fi del segle XIX fins la telefonia mòbil del segle XX la tecnologia en les telecomunicacions ha anat evolucionant ampliant cada vegada més el ventall de serveis, adaptant-se a les necessitats dels usuaris.

Tanmateix, fins a l'aparició d'Internet, els serveis de telecomunicacions oferts als usuaris estaven molt lligats a la tecnologia de la xarxa (un servei una xarxa), el que limitava l'evolució i creació de nous serveis a causa del fort cost tecnològic requerit.

Amb la introducció massiva d'Internet a les llars i el boom experimentat per la telefonia mòbil de banda ampla (amb connexió de dades IP), els serveis han patit una expansió radical anant molt més enllà de les comunicacions de veu i l'intercanvi de correus electrònics. Aplicacions com la missatgeria instantània, les xarxes socials i jocs on-line són alguns exemples d'aquests nous serveis que estan ja totalment assimilats per la societat.

Les operadores de telecomunicacions són conscients d'aquesta evolució del mercat i que aquesta comporta, any rere any, un increment molt important de demanda d'ample de banda. Això implica realitzar fortes inversions en el desplegament i l'operació de les xarxes. Però el mercat no només demanda capacitat sinó que també garanties de qualitat de servei o QoS. Gràcies a la tecnologia IP es poden crear nous serveis en el futur els requeriments de QoS són desconeguts actualment.

Tots aquests factors han portat a les organitzacions d'estandardització del sector a definir un nou marc en el qual basar l'evolució de les xarxes de telecomunicacions i els serveis que s'ofereixen. D'aquesta iniciativa van sorgir les anomenades xarxes de nova generació o xarxes NGN en les quals es desvinculen totalment els serveis de la tecnologia subjacent en les xarxes de telecomunicacions, fent que cada un avanci de manera independent i possibilitant la convergència de xarxes.

Dins les NGN trobem el subsistema multimèdia IP (IP Multimedia Subsystem - IMS), originalment dissenyat com a part de l'estandardització 3GPP, i actualment acceptat com el pla de control de servei en les NGN. L'IMS orquestra la qualitat de servei (QoS) en les diverses capes de l'arquitectura NGN, centralitza l'autenticació, l'autorització i la comptabilització dels usuaris, i estableix les bases per la gestió de les subscripcions.

Però el futur apunta a una major heterogeneïtat i exigència en termes de QoS en els serveis que es faran servir on nous actors (no humans) faran un us molt intensiu d'aquestes xarxes de telecomunicacions: parlem d'aplicacions M2M com les smart cities o el cotxe connectat. Aquí és on les xarxes 5G volen proporcionar un servei de transmissió de paquets amb garantia de QoS que pugui encabir tots aquests serveis. La flexibilitat d'adaptació a usuaris i serveis cada vegada més diversos es un punt clau que les xarxes 5G hauran d'encarar i per a això es recolzaran en tècniques de virtualització de xarxes com Software Defined Networks (SDN) i Network Function Virtualization (NFV).

• L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis

La present és una assignatura obligatòria del Màster que forma part de les matèries de Telemàtica.

• Camps professionals en què es projecta

La present assignatura es projecta sobre diferents camps professionals, entre els quals podem destacar els següents: 

• analista/consultor d'integració de xarxes d'accés (convergència de xarxes heterogènies)
• dissenyador d'aplicacions mòbils multimedia
• cap de projectes en xarxes 4G i 5G
• dissenyador de xarxes virtualitzades

• Coneixements previs

El coneixements previs recomanats per aquesta assignatura són:

• xarxes IP
• xarxes d'accés
• xarxes troncals
• serveis multimèdia basats en IP

• Informació prèvia a la matrícula

De cara a realitzar les Pràctiques és molt recomenable tenir coneixements del programari de captura de paquets Wireshark. A més, els materials necessaris són per una part un PC amb Windows10 amb connexió a Internet i un smartphone amb sistema operatiu Android amb connexió Wifi. En aquestes Pràctiques s'haurà d'executar una màquina virtual en VirtualBox i els requeriments mínims de memòria són 1 GB de RAM (recomenable 2'5 GB o més) i 28 GB de espai al disc dur.

• Objectius i competències

Competències generals

• CG8- Capacitat per a l'aplicació dels coneixements adquirits i resoldre problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis i mulitidisciplinaris, sent capaços d'integrar coneixements.

Competències transversals

• CT1- Capacitat per a saber comunicar (de forma oral i escrita) les conclusions- i els coneixements i raons últimes que les sustenten- a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
• CT2- Posseir habilitats per a l'aprenentatge continuat, autodirigit i autònom.

Competències específiques

• CE6 - Capacitat per a modelar, dissenyar, implantar, gestionar, operar, administrar i mantenir xarxes, serveis i continguts.
• CE7 - Capacitat per a realitzar la planificació, presa de decisions i empaquetatge de xarxes, serveis i aplicacions considerant la qualitat de servei, els costos directes i d'operació, el pla d'implantació, supervisió, els procediments de seguretat, l'escalat i el manteniment, així com gestionar i assegurar la qualitat en el procés de desenvolupament.
• CE8 - Capacidad de comprender y saber aplicar el funcionamiento y organización de Internet, las tecnologías y protocolos de Internet de nueva generación, los modelos de componentes, software intermediario y servicios.
• CE9 - Capacitat de comprendre i saber aplicar el funcionament i organització d'Internet, les tecnologies i protocols d'Internet de nova generació, els models de components, programari intermediari i serveis.

A més, aquesta assignatura conté els materials didàctics necessaris perquè l'estudiant assoleixi els objectius següents:

• Conèixer el context tecnològic en el que ens trobem i que ha empès l'evolució de les xarxes.
• Capacitat per comprendre el concepte de xarxes de nova generació (NGN) i entendre l'arquitectura de referència d'alt nivell.
• Capacitat per identificar els diversos elements que constitueixen les NGN, així com la seva funcionalitat i la seva interrelació entre sí i amb la xarxa telefònica commutada (XTC).
• Conèixer els reptes i els beneficis que poden aportar les NGN.
• Comprendre els aspectes relacionats amb els protocols de senyalització i control
• Conèixer els models de referència que descriuen el sistema IMS (IP Multimedia Subsystem)
• Conèixer els principals protocols empleats en NGN/IMS per l'establiment de sessions multimèdia, i el control i l'admissió de recursos: protocols SIP i DIAMETER
• Conèixer els principis d'orquestració de serveis en l'entorn de les NGN
• Conèixer els reptes i els beneficis que poden aportar les xarxes 5G
• Conèixer els principis bàsics de les tecnologies relacionades amb les SDN i NFV
• Conèixer els principis d'orquestració de serveis en l'entorn de les NFV
• Conèixer els principals protocols empleats en entorns de xarxes virtualitzades tant en el costat Southbound, com OpenFlow o NETCONF, com en el costat Northbound com HTTP REST.

• Continguts

Mòdul 1. Context actual i evolució cap a les xarxes de nova generació

1. Evolució de les aplicacions i usos de les xarxes
2. Context actual en les aplicacions i usos de les xarxes
3. Tipus de xarxes de telecomunicacions segons la seva tecnologia
4. L'evolució dels models de comunicacions i l'ús de les xarxes

Mòdul 2. NGN i el camí cap al 5G

1. Què són les xarxes de nova generació?
2. L'arquitectura de referència en les xarxes NGN i l'evolució de les xarxes celulars a 5G
3. Organismes que impulsen l'estandarització de les xarxes NGN i 5G

Mòdul 3. NGN/IMS a fons

1. Arquitectura funcional de NGN/IMS
2. Capa de transport
3. Capa de servei
4. Capa d'aplicació

Mòdul 4. La virtualizació de les xarxes

1. Software Defined Networks
2. Network Function Virtualization

• Consulta dels recursos d'aprenentatge de què disposa l'assignatura

• Informacions sobre l'avaluació a la UOC

La Normativa acadèmica de la UOC disposa que el procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis fets.

La manca d'originalitat en l'autoria o el mal ús de les condicions en què es fa l'avaluació de l'assignatura és una infracció que pot tenir conseqüències acadèmiques greus.

L'estudiant serà qualificat amb un suspens (D/0) si es detecta manca d'originalitat en l'autoria d'alguna activitat avaluable (pràctica, prova d'avaluació contínua (PAC) o final (PAF), o la que es defineixi al pla docent), sigui perquè ha utilitzat material o dispositius no autoritzats, sigui perquè ha copiat textualment d'internet, o ha copiat d'apunts, de materials, de manuals o d'articles (sense la citació corresponent), d'altres estudiants, o per qualsevol altra conducta irregular.

La qualificació de suspens (D/0) en les qualificacions finals d'avaluació contínua pot comportar l'obligació de fer l'examen presencial per a superar l'assignatura (si hi ha examen i si superar-lo és suficient per a superar l'assignatura segons indiqui el pla docent).

Quan aquesta mala conducta es produeixi durant la realització de les proves d'avaluació finals presencials, l'estudiant pot ser expulsat de l'aula, i l'examinador farà constar tots els elements i la informació relatius al cas.

D'altra banda, aquesta conducta pot donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.

La UOC habilitarà els mecanismes que consideri oportuns per a vetllar per la qualitat de les seves titulacions i garantir l'excel·lència i la qualitat del seu model educatiu.

• Consulta del model d'avaluació