Transitioning the PSTN to IP Henning Schulzrinne - PowerPoint PPT Presentation

Transitioning ¡the ¡PSTN ¡to ¡IP ¡ ¡ ¡ ¡ Henning ¡Schulzrinne ¡ IETF86 ¡ 1 ¡

The ¡retirement ¡of ¡the ¡circuit-­‑switched ¡network ¡ * What ¡is ¡happening ¡and ¡why ¡does ¡it ¡matter? ¡ * What ¡are ¡the ¡technical ¡challenges ¡we ¡need ¡ to ¡address? ¡ − reliability ¡& ¡quality ¡ − public ¡safety ¡(“911”, ¡“112”) ¡ − numbering ¡& ¡trustable ¡identifiers ¡ US-­‑centric, ¡ − universal ¡service ¡ but ¡similar ¡ − service ¡stagnation ¡ à ¡beyond ¡voice? ¡ elsewhere ¡ − copper ¡loops ¡ à ¡competition, ¡legacy ¡services ¡ * It’s ¡technical ¡+ ¡economics ¡+ ¡policy ¡ IETF86 ¡ 2 ¡

FCC’s ¡Technology ¡Transition ¡Policy ¡Task ¡Force ¡ ¨ The ¡Task ¡Force’s ¡work ¡will ¡be ¡guided ¡by ¡the ¡insight ¡that, ¡ technological ¡changes ¡do ¡not ¡alter ¡the ¡FCC’s ¡core ¡mission, ¡ including ¡protecting ¡consumers, ¡ensuring ¡public ¡safety, ¡ enhancing ¡universal ¡service, ¡and ¡preserving ¡competition. ¡ ¡ ¨ The ¡Task ¡Force ¡will ¡conduct ¡a ¡data-­‑driven ¡review ¡and ¡provide ¡ recommendations ¡to ¡modernize ¡the ¡Commission’s ¡policies ¡in ¡a ¡ process ¡that ¡ encourages ¡continued ¡investment ¡and ¡innovation ¡ in ¡ these ¡new ¡technologies, ¡ empowers ¡and ¡protects ¡consumers , ¡ promotes ¡competition , ¡and ¡ensures ¡ network ¡resiliency ¡and ¡ reliability . ¡ 3 ¡

The ¡three ¡transitions ¡ From ¡ to ¡ motivation ¡ issues ¡ Copper ¡ à fiber ¡ capacity ¡ competition ¡ maintenance ¡cost ¡ (“unbundled ¡network ¡ elements”) ¡ Wired ¡ à wireless ¡ mobility ¡ capacity ¡ cost ¡in ¡rural ¡areas ¡ quality ¡ Circuits ¡ à packets ¡ flexibility ¡ line ¡power ¡ (IP) ¡ cost ¡per ¡bit ¡ VoIP, ¡ VoLTE ¡ IETF86 ¡ 4 ¡

When? ¡ no ¡single ¡transition ¡date! ¡ 2013 ¡ switching ¡ TDM ¡ VoIP ¡ (core) ¡ “wireless ¡network ¡is ¡99% ¡wired” ¡ fixed ¡4G ¡ access ¡ E.164 ¡ hidden ¡ numbering ¡ human-­‑visible ¡ IETF86 ¡ 5 ¡

The ¡transition ¡of ¡the ¡PSTN ¡ * User ¡behavior ¡changes ¡ − more ¡text, ¡less ¡voice ¡ − video ¡conferencing ¡for ¡personal ¡& ¡business ¡use ¡(telepresence) ¡ − landline ¡ à ¡mobile ¡ − OTT ¡VoIP ¡(for ¡international ¡calls) ¡ * Core ¡network ¡technology ¡changes ¡ − IMS ¡ − SIP ¡trunking ¡ * Access ¡and ¡end ¡system ¡changes ¡ − large ¡PBX ¡all ¡VoIP ¡ − voice ¡as ¡app ¡ − WebRTC ¡ 6 ¡

Available ¡access ¡speeds ¡ common ¡now ¡– ¡future ¡capability ¡ 100 ¡Mb/s+ ¡ 10 ¡Gb/s ¡ 20 ¡Mb/s ¡ 1 ¡Gb/s ¡ marginal ¡ VOIP ¡ 5 ¡Mb/s ¡ 10 ¡Mb/s ¡ 2 ¡Mb/s ¡ 1 ¡Mb/s ¡ avg. ¡sustained ¡ 18% ¡ 80% ¡ 95% ¡ 97% ¡ 100% ¡ throughput ¡ 99% ¡by ¡2023? ¡ 7 ¡ of ¡households ¡

Access ¡transitions ¡(US) ¡ Satellite, ¡5 ¡ may ¡ networks ¡go ¡hybrid: ¡ transition ¡ from ¡ FTTH ¡+ ¡ HFC, ¡20 ¡ DSL, ¡15 ¡ 4G ¡ unlicensed ¡ wireless ¡ ⊕ ¡ fiber ¡ copper ¡ coax ¡ FTTN ¡+ ¡ HFC, ¡60 ¡ last ¡500-­‑3000 ¡ft ¡ IETF86 ¡ 8 ¡

Landline ¡ à ¡mobile ¡ Percentages of adults and children living in households with only wireless telephone service or no telephone service: United States, 2003–2012 45 Children with 40.6 wireless service only 40 35 34.0 30 Percent 25 Adults with wireless service 20 only 15 10 Adults with no Children with no 5 2.2 telephone service telephone service 1.9 0 Jan–Jun Jan–Jun Jan–Jun Jan–Jun Jan–Jun Jan–Jun Jan–Jun Jan–Jun Jan–Jun Jan–Jun 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 NOTE: Adults are aged 18 and over; children are under age 18. DATA SOURCE: CDC/NCHS, National Health Interview Survey. Figure 1 IETF86 ¡ 9 ¡

Lines ¡are ¡disappearing, ¡but ¡maintenance ¡costs ¡ are ¡constant ¡ 100 ¡ JSI ¡Capital ¡Advisors ¡ projection ¡ 80 ¡ voice ¡only ¡ 60 ¡ (DSL: ¡20 ¡M) ¡ 40 ¡ Residential ¡ 20 ¡ Business ¡ 0 ¡ 2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡ 2013 ¡ 2014 ¡ 2015 ¡ 2016 ¡ 2017 ¡ 2018 ¡ 2019 ¡ 2020 ¡ per-­‑line ¡monthly ¡ ¡ $17.57 ¡ $2.72 ¡ maintenance ¡ cost ¡ voice ¡revenue/line: ¡ dis ¡ $50 ¡ 10 ¡

Switches ¡are ¡ageing ¡ 1979 ¡ Nortel ¡DMS-­‑100 ¡ IETF86 ¡ 11 ¡ http://www.phworld.org/switch/ntess.htm ¡

PSTN: ¡The ¡good ¡& ¡the ¡ugly ¡ The ¡good ¡ The ¡ugly ¡ Global ¡Connectivity ¡(across ¡devices ¡and ¡ Minimalist ¡service ¡ providers) ¡ High ¡reliability ¡ Limited ¡quality ¡(4 ¡kHz) ¡ (engineering, ¡power) ¡ Ease ¡of ¡use ¡ Hard ¡to ¡control ¡reachability ¡ (ring ¡at ¡2 ¡am) ¡ Emergency ¡usage ¡ Operator ¡trunks! ¡ Universal ¡access ¡ No ¡universal ¡text ¡& ¡video ¡ (HAC, ¡TTY, ¡VRS) ¡ Mostly ¡private ¡ Limited ¡authentication ¡ (protected ¡content ¡& ¡CPNI) ¡ Security ¡more ¡legal ¡than ¡technical ¡ (“trust ¡us, ¡we’re ¡a ¡carrier”) ¡ Relatively ¡cheap ¡ Relatively ¡expensive ¡ (c/minute) ¡ ($/MB) ¡ IETF86 ¡ 12 ¡

What ¡are ¡some ¡of ¡the ¡ ¡“keeper” ¡attributes? ¡ 13 ¡ * Universality ¡ * Public ¡safety ¡ − citizen-­‑to-­‑authority: ¡ − reachability ¡ à ¡global ¡ emergency ¡services ¡(911) ¡ numbering ¡& ¡ − authority-­‑to-­‑citizen: ¡alerting ¡ interconnection ¡ − law ¡enforcement ¡ − media ¡ à ¡HD ¡audio, ¡video, ¡ − survivable ¡(facilities ¡ text ¡ redundancy, ¡power ¡outages) ¡ − availability ¡ à ¡universal ¡ * Quality ¡ service ¡regardless ¡of ¡ − media ¡(voice ¡+ ¡…) ¡quality ¡ * geography ¡ − assured ¡identity: ¡telephone ¡ * income ¡ numbers ¡ * disability ¡ − assured ¡privacy ¡(CPNI) ¡ − affordability ¡ à ¡service ¡ − accountable ¡reliability ¡ competition ¡+ ¡affordable ¡ standalone ¡broadband ¡ initial ¡list ¡– ¡not ¡exhaustive ¡

Universal ¡service ¡ One ¡Policy, ¡ For ¡the ¡purpose ¡of ¡regulating ¡interstate ¡and ¡foreign ¡commerce ¡in ¡ One ¡System, ¡ communication ¡by ¡wire ¡and ¡radio ¡so ¡as ¡to ¡make ¡available, ¡so ¡far ¡as ¡ Universal ¡ possible, ¡to ¡all ¡the ¡people ¡of ¡the ¡United ¡States, ¡without ¡discrimination ¡on ¡ Service ¡ the ¡basis ¡of ¡race, ¡color, ¡religion, ¡national ¡origin, ¡or ¡sex, ¡a ¡rapid, ¡efficient, ¡ T. ¡Vail ¡ Nation-­‑wide, ¡and ¡world-­‑wide ¡wire ¡and ¡radio ¡communication ¡service ¡with ¡ (1907) ¡ adequate ¡facilities ¡at ¡reasonable ¡charges, ¡for ¡the ¡purpose ¡of ¡the ¡national ¡ defense, ¡for ¡the ¡purpose ¡of ¡promoting ¡safety ¡of ¡life ¡and ¡property ¡through ¡ the ¡use ¡of ¡wire ¡and ¡radio ¡communications, ¡… ¡(47 ¡USC ¡§ ¡151, ¡1934) ¡ * Eligible ¡Telecommunications ¡Carriers ¡ * Carrier ¡of ¡Last ¡Resort ¡(COLR) ¡ * Universal ¡Service ¡Fund ¡ IETF86 ¡ 14 ¡

Numbers: ¡Disappearance ¡of ¡the ¡ old ¡constraints ¡ IETF86 ¡ 15 ¡

The ¡number ¡is ¡part ¡of ¡the ¡problem ¡ * Geographically ¡assigned ¡(“area ¡codes”) ¡ − except ¡for ¡VoIP ¡and ¡cellular ¡(US) ¡ * Separate ¡numbering ¡for ¡SMS, ¡voice, ¡wireless, ¡… ¡ * Only ¡traditional ¡carriers ¡can ¡obtain ¡numbers ¡ * Complex ¡local ¡number ¡portability ¡ − limited ¡wireless ¡ è ¡wireline ¡porting ¡(“wire ¡centers”)’ ¡ * Service ¡tied ¡to ¡number ¡ à ¡makes ¡3 rd ¡party ¡services ¡ difficult ¡ IETF86 ¡ 16 ¡