Introduccion Voz IP

8/2/2019 Introduccion Voz IP

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Marzo - 2012Especializacion Telefonia IP

Servicio Nacional De Aprendizaje SENA

John Fredy Perez

Javier Pena

Fabio Diaz

Presentado Por:

¿ Qué es VoIP (Voice Over Internet Protocol)?

Una definición general de Voz sobre IP (también conocida como telefonía IP) es la

posibilidad de transportar conversaciones telefónicas en paquetes IP. Cuando hablamos

de “VoIP”, nos referimos a “la telefonía en Internet” en el sentido más amplio de la

expresión. El término VoIP no se refiere a ninguno de los mecanismos concretos que

existen para llevar las señales de voz de un sitio a otro en la red. Existen docenas de

tecnologías que permiten hablar por la red.

Las alternativas tecnológicas de VoIP se pueden dividir de una manera sencilla en dos

grandes grupos:

Introducción a VoIP

1



• Tecnologías cerradas/propietarias dónde nos encontramos con el conocidoSkype o el ya legendario Cisco Skinny (SCCP).

• Sistemas abiertos dónde nos encontramos con los estándares abiertos basadosen SIP, H.323 o IAX.

Este sistema permite convivir con los sistemas tradicionales de comunicación. Laslíneas telefónicas PSTN entrantes, pueden ser convertidas a VoIP, a través de unapasarela (Gateway) que permite recibir y hacer llamadas en la red telefónica normal.

¿Por qué deberíamos pasarnos a VoIP y no seguir usandoservicios gratuitos como Skype?

La respuesta es simple: por sostenibilidad, oportunidad, apropiamiento y flexibilidad.

Los servicios gratuitos te pueden solucionar una necesidad a corto plazo pero nuncagarantizar tu independencia o el control de tu propio proceso de aprendizaje ydesarrollo. No se trata de una cuestión puramente técnica.

El problema no es decidir cuál es la mejor de las tecnologías sino cuál es la que permiteque las comunidades sean dueñas de su propio desarrollo y que puedan adaptarse asus propias necesidades.

Es muy difícil imaginar un desarrollo sostenible sin transferencia de conocimiento y

reapropiamiento tecnológico. Una solución basada en estándares abiertos y códigolibre no es sólo una buena solución desde un punto de vista puramente técnico sinoque además permite la posibilidad de adaptación para mejorarse a la realidad local.

Para ser conscientes de la importancia de los estándares abiertos quizás sea buenoempezar presentando una definición de “estándar.” Un estándar es un conjunto dereglas, condiciones o requerimientos que describen materiales, productos, sistemas,servicios o prácticas.

En telefonía, los estándares garantizan que todas las centrales de telefonía sean

capaces de operar entre sí. Sin ese conjunto de reglas comunes un sistema de telefoníade una región sería incapaz de intercambiar llamadas con otro que esté, tan sólo, unoskilómetros más allá.

Aunque muchos de los estándares de telefonía son públicos, los sistemas siempre hanestado bajo el control de un grupo muy limitado de fabricantes. Los grandesfabricantes de sistemas de telefonía son los únicos capaces de negociar contratos anivel regional o incluso nacional. Ésta es la razón que puede explicar porqué es muycomún encontrar siempre el mismo tipo de equipos a lo largo de un mismo país.

Los equipos de telefonía tradicionales, además, tienen la particularidad de haber sidodiseñados para realizar un conjunto de tareas muy concretas. Normalmente, son



equipos informáticos con aplicaciones muy específicas. Aunque las reglas que

gobiernan la telefonía (los estándares) son relativamente abiertas, no es el caso de los

equipos informáticos que los implementan. Al contrario de los estándares, el

funcionamiento interno siempre se mantiene en secreto.

Historia de VoIP

1995 – Inicio de la Voz sobre IP

o La VoIP empieza con pequeñas aplicaciones gratuitas y de código abierto

a raíz de la posibilidad de enviar pequeños fragmentos de voz

codificados.

1997 – Aparecen los primeros PBX software

o El protocolo H.323 se hace el “dueño y señor” de la VoIP ofreciendo voz

y video aunque con mala calidad debido al ancho de banda: limitado y

poco económico.

1999 – La revolución de la banda ancha

o Netmeeting y CUSeeMe se afianzan como aplicaciones de voz y video

más utilizadas hasta el momento.

o Aparece el protocolo SIP evolución del arcaico H.323.

o Comienzo de Asterisk de la mano de Mark Spencer.

2001 – La revolución llega a la Voz sobre IP

o Asterisk comienza como un software abierto y con un gran número de

seguidores.

o Las empresas aun no se fían de este software ni de GNU/Linux y

continúan utilizando software y hardware propietario.

2003 – Lanzamiento de Skype

o El primer producto VoIP gratis de calidad se ha convertido en objeto de

culto de usuarios residenciales.

2005 – Asterisk se afianza como símbolo de VoIP

o Asterisk gana más y más adeptos.

o La empresa de Mark Spencer, Linux Support Services, se convierte en

Digium especializada en la venta de hardware para Asterisk.



o No tardan en aparecer otros fabricantes que crean hardware

exclusivamente compatible con Asterisk (Junghanns, Beronet).

Características Principales

- Se utiliza una única red. Si dos empresas están unidas a través de Internet.

¿Por qué no aprovecharlo?

- Se administra una única red.

- Estándares abiertos e internacionales. Inter-operabilidad, Bajada de precios

en proveedores y fabricantes de hardware VoIP.

- Calidad: Es posible conseguir la misma calidad, de hecho hoy por hoy, el40% de las llamadas de las grandes operadoras se encaminan por VoIP.

- Fiabilidad: En LAN, se puede lograr una gran fiabilidad. En Internet también,

pero existen quizás demasiados factores. (QoS, NAT).

- Coste: Instalación sobre red existente, precios de llamadas.

Ventajas de VoIP

Funcionales

o Provee movilidad a nuestros empleados. Permite a los usuarios conectar

su teléfono en cualquier parte en la oficina. Los usuarios simplemente

cogen su teléfono y lo conectan al puerto Ethernet más cercano y

mantienen su número existente.

o Permite comunicación unificada integrando otros servicios disponibles

en Internet como son video, mensajes instantáneos, etc.

o Escalable. Podemos trasmitir más de una llamada sobre la misma líneatelefónica. La transmisión de VoIP hace más fácil aumentar las líneas

telefónicas cuando se incorporan nuevos empleados.

De Gestión

o Mucho más fácil de instalar y configurar que una central telefónica

propietaria.

o Nos facilita la administración por Web de forma fácil e intuitiva, frente a

otros sistemas como por ejemplo centralita Siemens Hipath quenecesitan de un software específico y nada intuitivo para ser



configurado.

o Mejor reporte.

Económicas

o Tenemos voz y datos en una misma infraestructura. No hay necesidad de

cableado telefónico separado.

o Reducción significativa de costes al aprovechar Internet.

o Proporciona servicios que normalmente son muy difíciles y costosos de

implementar usando la red tradicional de voz PSTN. Funcionalidades que

normalmente son facturadas con cargo extra por las compañías

telefónicas, como identificación de llamada, transferencia de llamadas,

remarcado automático, conferencias,…, son fáciles de implementar y sincoste alguno.

o El estándar SIP elimina teléfonos propietarios y costosos.

o Llamadas entre sedes gratuitas.

Problemas

⊗ NAT: El cáncer de la VoIP. Distintos tipos, no es fácilmente manejable.

⊗ QoS: Necesidad de ofrecer calidad de servicio, al ser la voz crítica en tiempo

real.

⊗ Latencia: Tiempo que tarda la voz en llegar al destino.

⊗ Jitter: Variación de la latencia.

Elementos fundamentales de una red VoIP

• Terminales: teléfonos IP que pueden ser hardware o software.

• GateKeeper: controlador y gestionador de toda la comunicación de VoIP.

• Gateway: dispositivo que hace de enlace con la telefonía fija tradicional.

Actúa de forma transparente al usuario.



¿Cómo se transmite VoIP por la red?

Los paquetes de VoIP se transmiten sobre la red basada en IP aprovechando el modelo

TCP/IP. Consta de 5 capas:

Protocolos NTP, RTP, RTCP aseguran la entrega y calidad

de los paquetes VoIP.

El protocolo UDP, transporta los paquetes VoIP desde

inicio a fin.

Se añade la dirección IP al paquete. Cada dispositivo de

VoIP (teléfono o PC), tiene una única dirección IP que

enruta la entrega de paquetes VoIP para y desde el

llamante al receptor durante toda la llamada.

Se añade la @ MAC al paquete.

En esta capa se convierten todos los paquetes a señales

eléctricas u ópticas, para ser transportados sobre la red

interna o externa.

Los protocolos específicos que se utilizan en cada capa son:

Aplicación:

En esta capa los paquetes de VoIP utilizan 3 protocolos:

NTP (Network Time Protocol): ayuda a asegurar que las señales

son transmitidas y recibidas en el margen de tiempo necesariopara asegurar la calidad de recepción.

RTP (Real Time transports Protocol): proporciona funciones de

transporte de red de fin a fin, para señales de voz digitales,

encapsuladas en el paquete VoIP.

RTCP(Real Time transports Control Protocol): monitoriza la

entrega de la señal de voz y proporciona funciones mínimas de

control para asegurar la entrega de los paquetes.



Transporte:

La mayoría de los datos de una red usan el protocolo TCP en la capa de

transporte, mientras que en VoIP se utiliza el UDP.

El TCP es más lento que el UDP. Utiliza más tiempo en la entrega de

paquetes en el destino para asegurar que llegan correctamente. Pero al

tratarse de un sistema que funciona en tiempo real es más importante la

velocidad de entrega de paquetes, que no la seguridad en que llegan

todos los paquetes. Por eso se usa el UDP.

Conceptos principales de VoIP

Entender cada uno los conceptos nos va a ser muy útil cuando configuremos cualquier

tipo de programa relacionado con telefonía IP.

PBX

PBX viene del término inglés Private (Automatic) Branch Exchange. En palabras simples,

el uso más común de una PBX es compartir de una a varias líneas telefónicas con un

grupo de usuarios. Una PBX se sitúa entre las líneas telefónicas y los teléfonos

(terminales de voz).

La PBX tiene la propiedad de ser capaz de redirigir las llamadas entrantes a uno o varios

teléfonos. De una manera similar, una PBX permite a un teléfono escoger una de las

líneas telefónicas para realizar una llamada telefónica al exterior. De la misma forma

que un enrutador (router) en Internet es responsable de dirigir los paquetes de un

origen a su destino, una PBX es responsable de dirigir “llamadas telefónicas”.

La palabra “private” en la sigla PBX significa que el dueño del sistema tiene todo el

control y decide como compartir las líneas exteriores con los usuarios.

Una PBX no sólo permite compartir un conjunto de líneas con un grupo de usuarios

sino que también ofrece la posibilidad de crear servicios de valor añadido como

transferencia de llamadas, llamadas a tres ,es decir, tener la posibilidad de tener a

más de dos personas hablando simultáneamente en la misma conversación, pasarela

de voz a correo permitiendo grabar un mensaje de voz en un adjunto de correo

electrónico como si fuera un contestador automático grabando el mensaje en un

fichero de audio y se enviándolo a una cuenta de correo o servicios basados en una

respuesta de voz interactiva (IVR), etc.

Una PBX puede ser de gran utilidad en múltiples escenarios. Piensa en las regiones

donde el acceso a la red telefónica implica caminar varias horas (sino días) a una cabina

o Telecentro.

Además, una situación muy común es que sólo exista una línea telefónica por edificio opor población. Una PBX (tu centralita) permitirá compartir esa línea e incluso extender



la red telefónica a lugares remotos.

ASTERISK (PBX avanzada) (para saber más pulsa aqui )

PSTN-RTB

PSTN es la Red Pública Telefónica Conmutada (Public Switched Telephone Network), “la

red de redes telefónicas” o más conocida como “la red telefónica.” En castellano la

PSTN es conocida como la red pública conmutada (RTC) o red telefónica básica (RTB).

De la misma forma que Internet es la red global IP, la RTB es la combinación de todas

las redes conmutadas de teléfono. Una diferencia muy importante entre la RTB e

Internet es la noción de “flujo de información”. En telefonía los flujos de información

son cada una de las llamadas o conversaciones mientras que en Internet es cada uno

de los paquetes de datos.

Desde el punto de vista conceptual la RTB e Internet son muy diferentes y representan

dos mundos y filosofías casi antagónicas. Si una conversación se efectúa en una RTB se

tiene que reservar un canal (circuito) dedicado de 64 Kbps, pero en Internet la misma

conversación puede coexistir con otros servicios de manera simultánea. Aunque esta

diferencia pueda parecer irrelevante a primera vista, tiene grandes implicaciones de

cara a la implementación de las tecnologías de la información tanto en regiones

desarrolladas como en desarrollo. En el modelo tradicional, un “cable de cobre”

proporciona acceso a la RTB y ofrece un sólo tipo de servicio: un canal analógico. Si ese

mismo cable se usa para conectarse a una red conmutada de paquetes como Internet,

se puede implementar cualquier tipo de servicio basado en el protocolo IP.

La RTB ha estado históricamente gobernada por estándares creados por la ITU

(International Telecommunication Union), mientras que Internet es gobernada por los

estándares del IETF (Internet Engineering Task Force).

Ambas redes, la RTB e Internet usan direcciones para encaminar sus flujos de

información. En la primera se usan números telefónicos para conmutar llamadas en las

centrales telefónicas, en Internet se usan direcciones IP para conmutar paquetes entre

los enrutadores (routers).

Señalización en telefonía tradicional

Señalización analógica

Las centrales telefónicas son los “routers” de la RTB.

Un Foreign Exchange Office (FXO) es cualquier dispositivo que, desde el punto de vista

de la central telefónica, actúa como un teléfono tradicional. Un FXO debe ser capaz de

aceptar señales de llamada o ring, ponerse en estado de colgado o descolgado, y enviar

y recibir señales de voz. Asume que un FXO es como un “teléfono” o cualquier otrodispositivo que “suena” (como una máquina de fax o un módem).



Un Foreign Exchange Station (FXS) es lo que está situado al otro lado de una línea

telefónica tradicional (la estación). Un FXS envía el tono de marcado, la señal de

llamada que hace sonar los teléfonos y los alimenta. En líneas analógicas, un FXS

alimenta al FXO. El FXS utiliza alrededor de 48 voltios DC para alimentar al teléfono

durante la conversación y hasta 80 voltios AC (20 Hz) cuando genera el tono de llamada

(ring).

Para operar con líneas analógicas, se necesitan tarjetas con interfaces FXO.

Por ejemplo: Digium TDM01B

Para operar con teléfonos analógicos o centralitas clásicas, se requieren interfaces FXS.

Por ejemplo: Digium TDM10B

Una PBX que integra periféricos FXO y FXS puede conectarse a la RTB e incorporar

teléfonos analógicos. Las líneas telefónicas que vienen del operador se tienen que

conectar a una interfaz FXO. Los teléfonos se deben conectar a las interfaces FXS de la

centralita.

En resumen, dos reglas fáciles que hay que recordar son:

1. Un FXS necesita estar conectado a un FXO (como una línea telefónica

necesita estar conectada a un teléfono) o viceversa.

2. Un FXS suministra energía (elemento activo) a un teléfono FXO (elemento

pasivo).

Ejemplos de conexiones:



Cada vez que usas una línea telefónica se intercambian un conjunto de “señales”. Las

señales sirven para ofrecer información del estado de la llamada al usuario. Algunas de

esas señales son el tono de marcado o el tono de línea ocupada. Estas señales se

transmiten entre el FXS y el FXO haciendo uso de un protocolo conocido como

“señalización”.

Por desgracia, existen muchas maneras de generar este tipo de señales. Cada uno de

los mecanismos es conocido como “método de señalización”. Los métodos de

señalización son diferentes de un lugar a otro, así que debes conocer de antemano el

método de señalización que se usa en tus líneas telefónicas. Dos de los métodos deseñalización más conocidos son el “loop start” y el “ground start”.

Si desconoces el método de señalización que debes usar puedes empezar probando

con “loop start”. Una consecuencia de configurar tu PBX con un método de

señalización equivocado es que la línea telefónica se cuelga de manera inesperada.

Señalización digital

La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) utiliza, en principio, dos tipos de

capacidades de acceso.

o Acceso Básico (2 canales de voz + 1 de señalización)

Por ejemplo: Digium B410P

o Acceso Primario (30 canales de voz + 1 de señalización)

Por ejemplo: Digium TE110P

Además del tipo de señalización, las interfaces RDSI pueden funcionar en modo NT

(Network Termination) o TE (Terminal Equipment).

o Modo TE: En este modo, la centralita se puede conectar con interfaces RDSI

(BRI o PRI) o con Centrales Digitales Tradicionales que tengan conexión RDSI de

forma esclava.

o Modo NT: En este modo la centralita telefónica puede conectarse con Centrales

Digitales Tradicionales que tengan conexión RDSI de forma Maestro o con

extensiones Digitales.



Señalización entre centrales telefónicas

SS7 es un grupo de estándares desarrollados originalmente por la AT&T y la UIT que,

entre otras cosas, se encargan de la gestión del establecimiento de llamadas y su

encaminamiento entre centrales telefónicas en la RTB. Una cosa muy importante que

debes entender es que en la red telefónica tradicional, la voz y las señales auxiliares(señalización) están claramente separadas. Esto significa que existe un “circuito”

dedicado a voz y otro circuito independiente para el intercambio de las señales

encargadas del establecimiento de las llamadas. Esta información “adicional” necesaria

en cada llamada se intercambia usando un protocolo conocido como SS7.

El hecho de que la voz y la señalización están separadas significa que los flujos de

información pueden tomar caminos físicos totalmente diferentes. Imagínate que las

“conversaciones” pueden viajar por un cable mientras que los números de teléfono de

los comunicantes se envían por otro. Este concepto es importante para entender la

siguiente sección: señalización en telefonía IP.

Señalización en telefonía IP

Por herencia histórica, la señalización en voz sobre IP sigue unos principios muy

parecidos a la señalización en RTB. Las señales y las conversaciones están claramente

diferenciadas.

Protocolo H.323

Primer estándar VoIP, basado en protocolos de la RDSI, desarrollado en 1996 por la UITcomo un medio para transmitir voz, video, datos, fax y las comunicaciones a través de

una red basada en IP al tiempo que se mantiene la conectividad con la PSTN. Facilita la

introducción de Telefonía IP en las redes existentes de RDSI basadas en sistemas PBX.

Tomó fama porque era el más usado por los grandes operadores en sus redes

troncales. Se usa en el famoso programa Netmeeting.

Ha sido sustituido por el protocolo SIP, no obstante, todavía hay muchos operadores IP

que no han portado SIP, muchos sistemas instalados que solo entienden este protocolo

y también está presente en algunas aplicaciones de Videoconferencia.

Los roles que nos interesan de este protocolo son los siguientes:

• Gatekeeper: Es núcleo de una zona H.323, es utilizado para conocer los

diferentes usuarios y servicios de una red H.323.

GNUGk: Gatekeeper de código abierto.

• EndPoint : Son los usuarios finales que hacen uso de los servicios

proporcionados dentro de la zona H.323.



Conexión de Asterisk con un Operador IP (Sistema de Voz Ip) a través del protocolo H.323

Protocolo MGCP (Media Gateway Control Protocol)

Este Protocolo es un protocolo muy simple con mucha facilidad para ampliarse y en el

que la centralita Asterisk se desenvuelve de forma muy óptima.

Este Protocolo se basa en dos entidades bien diferenciadas, los Agentes de Llamadas y

las pasarelas. En Asterisk la estructura estaría formada por Terminales IP MGCP que

actúan como pasarelas y él actúa como Agente de Llamada. Así entonces, el Asterisk

siempre tiene el estado en el que se encuentran las pasarelas.



Protocolo SIP (Session Initiation Protocol)

El protocolo de señalización de inicio de sesión, del inglés Session Initiation Protocol

(SIP), es una especificación para Internet para ofrecer una funcionalidad similar al SS7

pero en una red IP. Fue desarrollado por el IETF. Se trata de un protocolo de

señalización para crear, modificar y terminar sesiones con uno o más participantes.Estas sesiones incluyen llamadas telefónicas por Internet, distribución de datos

multimedia, y conferencias multimedia.

Tiene una sintaxis muy similar al HTTP.

Dentro de los Protocolos de Comunicaciones de Voz IP, SIP se posiciona como el más

aventajado y conocido que está desbancando a H.323 gracias a su simplicidad .Ha

incrementado su popularidad cuando las tecnologías de VoIP se han hecho más

presentes en el ”bucle local.”(enlace físico que conecta al cliente con la terminación de

la red de telefonía del proveedor de servicios de telecomunicaciones).

Ventajas:

La gran mayoría de teléfonos IP soportan este protocolo.

Inconvenientes:

⊗ Tiene problemas con el NAT. Los datos y señalización viajan de forma

separada y suele necesitar un servidor STUN para resolver este

problema.

⊗ Son necesarios muchos puertos. Necesita el puerto 5060 para

señalización y 2 puertos RTP para cada conexión de audio. Es

necesario abrir muchos puertos en el Firewall.

Asterisk puede tener dos roles diferentes e importantes dentro de las comunicaciones

a través de este Protocolo SIP.

• Agente de Usuario: Como agente de Usuario, el Asterisk puede conectarse a

Operadores IP que soporten protocolo SIP, así como a otros Asterisk.

• Servidor: Como Servidor, el Asterisk puede recibir peticiones de Registro de

Agentes de Usuario, pudiendo ser estos clientes, clientes Hardware (teléfonos

IP), clientes Software (SofPhone), otros Asterisk o cualquier Agente de Usuario

SIP.



Ejemplo de los 2 roles que puede tomar Asterisk usando este protocolo.

Capacidades de SIP:

o Localización del usuario

o Disponibilidad del usuario: determinación de la voluntad del receptor de la

llamada de participar en las comunicaciones.

o Capacidad del usuario: determinación del medio y de sus parámetros.

o Gestión de la sesión: transferencia, terminación de sesiones, modificación de

los parámetros de la sesión desde el propio “User Agent”.

En el protocolo SIP el usuario es el “dueño” de su sesión.

Movilidad:

SIP permite implementar dos tipos de movilidad diferentes:



o La movilidad personal, el usuario puede ser alcanzado en un dispositivo

cualquiera, registrándose en el SIP Registrar Server.

o La movilidad propia al protocolo IP (VPN).

El registro permite mantener las localizaciones actuales del usuario de manera

dinámica.

En la imagen de abajo se muestra un ejemplo de funcionamiento del protocolo SIP.

Este protocolo se encarga únicamente de la señalización y delega en otros protocolos

como RTP (Real-time Transport Protocol) la transmisión de datos, que en este caso

pueden ser tanto audio como vídeo.

Servidores Proxy SIP

Aunque dos dispositivos SIP (teléfonos IP) pueden comunicarse directamente, SIP

normalmente hace uso de algunos elementos adicionales llamados “proxies” para

facilitar el establecimiento de las llamadas. Un “proxy” opera como un representante

(apoderado) que se encarga de negociar entre dos partes. Con la ayuda de un “proxy”

puedes mover físicamente tu número de teléfono en Internet. Los números no están

asociados a un sitio concreto sino que se pueden mover siempre y cuando

notifiquemos al “proxy” de nuestra ubicación. Como el “proxy” funciona como un



intermediario es capaz de indicar a las partes dónde se encuentran los teléfonos. Este

servidor intermedio en SIP aprende la posición de sus usuarios durante un proceso que

se conoce como “registro”.

El proceso de registro entre clientes y el servidor “proxy”. La señalización (SIP) y las

conversaciones de voz (RTP) viajan por caminos diferentes.

Hay dos tipos de Servidores Proxy: o Inbound Proxy: permite independizar al usuario del dispositivo que utiliza y de

su localización.

o Outbound Proxy: Simplifica la administración de los usuarios de un dominio,aplica políticas, tarifica, etc. Un mismo servidor puede funcionar como proxy

entrante y saliente de un dominio.



Protocolos en tiempo real y el NAT

En Internet, las conversaciones que usan señalización de tipo SIP resultan en flujo

constante de paquetes de pequeño tamaño entre los comunicantes. Estos paquetes de

voz hacen uso de otro protocolo llamado RTP. El protocolo de transporte de tiempo

real o Realtime Transport Protocol (RTP) es el encargado de llevar las conversaciones (lavoz) de un lado a otro. En el RTP se define un mecanismo estándar para enviar audio y

vídeo en Internet. De la misma forma que en una conversación existen dos flujos de

voz, en una conversación en una red IP tenemos dos flujos de paquetes RTP.

Los Network Address Translators (NATs) son los grandes enemigos del RTP. Una red con

un NAT consiste en varios ordenadores compartiendo, con el mundo exterior, una sóla

dirección IP pública. Las máquinas situadas dentro de la red NAT usan direcciones

“privadas”. Aunque el NAT permite conectar más fácilmente ordenadores a la red, lo

hace al precio de no permitir una conexión puramente bidireccional.

El efecto de un NAT en voz sobre IP es que no se pueden recibir conexiones iniciadas

desde el exterior.

Existen varios problemas relacionados con NAT y VoIP. El más común de los problemas

es conocido como “audio en una sola dirección” (oneway audio). Como comenté, una

conversación está compuesta por dos flujos de paquetes RTP distintos. En presencia de

un NAT, sólo el flujo de dentro a fuera no es bloqueado; el flujo de fuera a dentro no

tiene la misma suerte y puede atravesar el NAT.

La consecuencia: el que inicia la llamada desde dentro del NAT no puede escuchar a laotra parte. Si los dos comunicantes se encuentran dentro de NATs las cosas se

complican aún más, hasta el punto de que ningún flujo de audio llega a su destino final.

Por desgracia, las direcciones IP privadas y los NAT están especialmente presentes en

todos los lugares de las regiones en desarrollo. Configurar una red con señalización SIP

y NATs no es trivial.

SIP vs NAT

El verdadero enemigo del SIP es el NAT.

El “supuesto” agotamiento de los rangos de direcciones IP utilizables en Internet ha

obligado a utilizar direcciones IP privadas dentro de las redes de las empresas y

usuarios domésticos.

Un equipo IP para ser alcanzado en Internet debe utilizar una IP pública para sus

comunicaciones. Es necesario por tanto “enmascarar “la red interna en una o varias IP’s

públicas (Source NAT).



El proceso de NAT no es nada sencillo: varios tipos de NAT suponen varios tipos de

soluciones e infinidad de problemas.

No son problemas fáciles de solucionar.

Protocolo IAX (Inter-Asterisk Exchange)

Es un protocolo de señalización que fue creado por Mark Spencer, para paliar una serie

de inconvenientes y problemas del SIP.

Lo diseñó para la comunicación entre Asterisk remotos, y actualmente es empleado

también entre servidor y cliente VoIP.

Se ha revelado como un protocolo robusto, potente y flexible.

Numerosos fabricantes de hardware lo implementan en sus equipos.

Ventajas:

Consume mucho menos ancho banda por llamada que el SIP. Los

mensajes IAX son codificados de forma binaria mientras que los del

SIP son mensajes de texto.

Esta forma de enviar tanto las conversaciones como la señalización



por el mismo canal se conoce como inband, mientras que el método

que usa SIP, el outofband, enviar la señalización dentro del canal de

voz obligando a separar los paquetes de voz de los paquetes de

señalización.

Reduce al máximo la cabecera de los mensajes agrupando los

paquetes de distintas conversaciones, que van en una misma

dirección en la red, en uno sólo consiguiendo que el exceso de

información introducido por las cabeceras se reduzca en cada una delas conversaciones. Este mecanismo es conocido como “trunking”

reduciendo el ancho de banda aun más en llamadas simultaneas.

No hay problema de NAT ya que datos y la señalización viajan

conjuntamente.

Sólo necesitamos el puerto, el 4569, para mandar la información de

señalización y los datos de todas sus llamadas.

Inconvenientes:

⊗ No está estandarizado y por tanto no está muy extendido en

dispositivos Hardware.

IAX2 (por ser la versión 2) está fuertemente influido por el modelo comunitario de

desarrollo abierto y tiene la ventaja de haber aprendido de los errores de sus

predecesores resolviendo muchos de los problemas y limitaciones de H.323 y SIP.

Aunque IAX2 no es un estándar en el sentido más oficial de la palabra, no sólo tiene el

gran reconocimiento de la comunidad sino todos los prerrequisitos para convertirse enel remplazo de SIP.

El diseño de IAX2 es más adecuado para regiones en desarrollo por tres razones:

1. Reduce el uso de ancho de banda por llamada.

2. Está diseñado para operar en presencia de NATs (soporte nativo) y es más fácil

de usar detrás de los cortafuegos.

3. Reduce aún más el ancho de banda cuando se realizan varias llamadas

simultáneas (como resultado del “trunking”).

En las comunicaciones basadas en IAX, el Asterisk puede operar de dos formas



diferentes:

• Servidor: Como Servidor, Asterisk admite registros de clientes IAX, pudiendo ser

estos clientes Hardware, Software u otros Asterisk.

• Cliente: Como Cliente, Asterisk puede registrarse en otros Asterisk o en

Operadores IP que utilicen este protocolo.

Ejemplo de los 2 roles que puede tomar Asterisk usando este protocolo.

Equipamiento para VoIP

Teléfonos IP

Un teléfono de VoIP o teléfono IP es un aparato telefónico con la misma apariencia

física que los teléfonos tradicionales especialmente diseñado para conectarse a una

red de telefonía IP.

Características Principales:



• Normalmente soportan un único protocolo de VoIP (SIP, IAX2, H323).Aunque

pueden soportar varios.

• Soportan una serie de codecs, el famoso G.729 casi siempre está entre ellos.

• Se conectan directamente a la Red IP:

• Se configuran desde los menús del propio teléfono o por interfaz web:

Características Avanzadas :

• Dual Lan: Algunos teléfonos disponen de dos conectores RJ45 e implementan

funciones de switch, de esta forma no es necesario tirar cableado nuevo para

los nuevos dispositivos IP.



• Manos Libres

• Conector auriculares/micrófono

• Display LCD: Caller ID / Agenda

• “Autoprovisioning”: Autoconfiguración automática de los parámetros de

configuración desde un servidor remoto.

Hay todo tipo de terminales normales o inalámbricos en gamas baja, media y alta.

Algunos ejemplos:

Gama Alta:

Gama Media:

Gama Baja:



WiFi:

SoftPhones (Telefonía con Software)

Una alternativa al uso de equipos dedicados (físicos) de VoIP es el uso de programas

para emularlos. Estos programas se conocen como “SoftPhones” y funcionan en

cualquier ordenador personal. El único requerimiento es tener una tarjeta de sonido

en funcionamiento y estar seguro de que el cortafuegos instalado en tu máquina no

está bloqueando la aplicación.

Si quieres reducir el ancho de banda usado por tus conversaciones elige un

“SoftPhone” que tenga soporte para el protocolo IAX2 y activa un códec de alta

compresión.

El audio es capturado desde:

- Micrófono Incorporado.

- Entrada de línea (Micrófono Externo).

- Dispositivos de entrada de audio USB.

- Dispositivos Bluetooth.


• Integración con el entorno (Escritorio).

- Icono en systray, dock ...

- Aviso visual de llamadas entrantes.

• Integración con plataformas de acceso y validación de usuarios (LDAP).

• Importación / Exportación de datos: libretas de contactos en XML.

• Soporte de varias conversaciones simultáneamente y en algunos casos de

varias líneas.

Tipos de SoftPhones:

o Propietarios :

– Protocolos estándar: SIP, H323, IAX/IAX2

– Protocolos propios abiertos. – Protocolos propios cerrados.



• Por ejemplo : Skype

o Libres :

– Protocolos estándar. – Protocolos propios abiertos.

• Por ejemplo : Zoiper

Algunos de los SoftPhones más utilizados son:

X-Lite

- Basado en el protocolo SIP

- Soporte STUN

- Soporta g711a/u, gsm, ilbc, speex

- Disponible para Windows, GNU/Linux y

MacOSX

- Puede descargarlo desde

http://www.xten.com/.

Configuración:

Cuando se descarga el teléfono no se preocupe por el mensaje de error que

aparece en la parte superior de la

pantalla. “Login failed! Contact Network Admin.”

Simplemente haga clic en el botón de Menú

(a la izquierda del botón CLEAR).

En Enabled debe poner YES, de lo contrario

no funcionará incluso si su registro de usuario

es correcto.

En Display Name puede ser lo que quieras

que se muestre.

En Username, Authorization y Password debe ponerse lo mismo que en

sip.conf.

En Domain/Realm, SIP Proxy y Out Bound Proxy tiene que poner la dirección IP

de su servidor de Asterisk.



Las demás características para crear un usuario SIP en el teléfono no es

necesario modificarlas.

X-Lite no puede utilizar la detección de silencio

cuando se utiliza con el servidor de Asterisk.

Por esto es necesario que modifique lascaracterísticas de silencio.

Podemos encontrar esta opción en:

Menú>Advanced System settings>Audio

Settings>Silence Settings>Transmit Silence .

De esta manera estamos seguros de que X-Lite

enviara marcos de audio siempre, incluso

después de que detecte un silencio.

Zoiper

- Basado en los protocolos SIP e IAX2

- Soporte STUN

- Soporta g711a/u, gsm, ilbc, speex,

g729 (version BIZ)

- Disponible para Windows, GNU/Linux

y MacOSX

Configuración:

En Domain debe poner la

dirección IP del servidor

Asterisk.

En Username, Password y

en Caller ID Name se

deben poner los datos de

configuración del archivo

sip.conf.

Ekiga

- Basado en los protocolos SIP y H.323.

- Soporta g711a/u, gsm, speex, g726.

- Disponible para GNU/Linux.

- Podemos descargarlo en :

www.ekiga.org .

Configuración:



Para añadir una cu

haga clic en el botó

Otros SoftPhones :

Cubix

- Basado en los p

- Soporte STUN.

- Soporta los cod

speex,g729.

- Disponible para- Se puede desca

http://www.vir

Diax

- Basado en el pr

- Soporta los cod

speex.

- Disponible par- Puede ser desc

info.org/wiki-D

Kiax

- Basado en el pr

- Soporta los cod

- Disponible par

- Para descargarhttp://source

nta SIP, simplemente

n Añadir una cuenta SIP.

- Nombre: Nombre de l

-Servidor de Registro:

servidor Asterisk.

-Usuario: Extensión del

-Usuario para autentic

extensión@IP del servi

-Contraseña: Introducir

-Tiempo de expiración:

espera después del que

debe estar actualizado.

3600.

rotocolos SIP e IAX2.

ecs g711a/u, gsm, ilbc,

Windows.rgar en:

iage.com/cubix.php.

otocolo IAX2.

ecs g711a/u, gsm, ilbc,

Windows. argado en: http://www.voip-

IAX.

otocolo IAX2.

ecs g711u, gsm, speex.

Windows, Linux, *BSD.

el teléfono :forge.net/projects/kiax

a cuenta SIP.

irección IP del

usuario.

ción:

dor Asterisk

su clave.

El tiempo de

el registro

. Por defecto es



Adaptadores IP

Los adaptadores IP son dispositivos (hardware) que permiten conectar un telefóno

analógico a la red IP utilizando protocolos de VoIP.

Tipos de Adaptadores :

ATA (Analog Telephone Adapter) es un adaptador FXS, tiene un puerto RJ11

(phone jack) y un RJ45 (Ethernet jack).

Por un lado “habla” analógico con el teléfono y por otro lado “habla” digital con

la red IP.

Características de ATA:

• Soportan SIP o IAX2 normalmente, varios codecs (entre ellos, casi

siempre el G.729).

• Tienen uno o dos interfaces FXS para conectar 2 teléfonos analógicos.

• Cada teléfono puede ser registrado a un proxy VoIP distinto.• Soportan caller ID, tonos de llamada distintivos, llamada en espera ...

• Económicos y de tamaño reducido.

• Pueden conectarse a cualquier tipo de aparato telefónico a la red IP, por

ejemplo, se pueden conectar una cabina telefónica (de monedas o

tarjeta), un fax o un teléfono inalámbrico (DECT).

FXS to USB: permite conectar un teléfono normal a un PC, enviando y

recibiendo el audio. Requieren un SoftPhone instalado para VoIP.

FXO to USB: Casi siempre relacionados con Skype, permiten reenviar lasllamadas recibidas por Skype por una línea normal.

Ejemplo de Adaptadores IP Linksys PAP2:

o 2 FXS, 1 LAN. Configuración vía Web.

o Prestaciones avanzadas: dialplan, llamada en espera,

parámetros SIP avanzados, autoprovisioning

o Coste muy económico.

o Integración sencilla con los proveedores de VoIP.



Gateways VoIP

Dispositivos que permiten interconectar la telefonía tradicional con la VoIP.

Se integran con la red telefónica pública con interfaces analógicos o enlaces digitales.

Los adaptadores también pueden ser considerados como gateways, a pequeña escala.

Generalmente, los adaptadores que realizan funciones de routing/NAT IP, son

considerados gateways.


• Generalmente funcionan en dos sentidos: las llamadas recibidas por IP se

envían a PSTN/FXS o las llamadas recibidas por interfaces FXS se envían por IP.

• Soportan generalmente SIP o H.323, así como numerosos codecs (G.711,

G.729 casi siempre).

• Pueden ser utilizados de forma integrada con las centralitas tradicionales:

transformando la llamada analógica de la centralita en llamada por IP, de forma

totalmente transparente.

Gateways: FXS -> VoIP

Disponen de 1 o más interfaces FXS para conectar teléfonos o líneas de enlace decentralitas.

Gateways: FXO -> VoIP

Interfaz FXO para conectar una línea de operador.

Tres funciones principalmente:

– Discriminar en salida: llamar por IP o PSTN.

– Utilizar la línea como backup, es decir, en caso de fallo de Internet o del proveedorVoIP, las llamadas pueden ser encaminadas por PSTN tradicional.



– Recibir llamadas por PSTN y encaminarlas por VoIP.

Parámetros de VoIP

Calidad de Servicio

La calidad de servicio o Quality of Service (QoS) es la capacidad de la red para ofrecer

mejoras en el servicio de cierto tipo de tráfico de red.

Para ofrecer una buena calidad en la conversación, el ancho de banda que necesitan

los dos flujos de tráfico se debe garantizar con independencia del estado del resto de

las conexiones (incluso si la conexión a Internet está altamente ocupada).

En el diseño de una red de voz IP debes intentar optimizar el ancho de banda,

controlar las fluctuaciones de la red (jitter), y minimizar la latencia.

Codecs

Para poder transmitir la voz sobre una red IP, necesitamos codificarla y para ello,

empleamos algoritmos de compresión/descompresión de audio, llamados codecs.

Según el códec que utilicemos ocupará más o menos ancho de banda y esto influirá

mucho en la calidad de los datos transmitidos.

Existen muchas formas de digitalizar audio y cada una de esas formas resulta en un

tipo de códec.

En general puedes asumir que a mayor compresión vas a obtener mayor distorsión

(peor calidad).

Un códec se considera mejor que otro cuando es capaz de ofrecer mejor calidad de voz

usando la misma cantidad de ancho de banda.

Los codecs más habitualmente empleados son:



Latencia

Latencia es sinónimo de retraso, y mide el tiempo que tarda un paquete en viajar deun punto a otro.

Para mejorar la calidad de las conversaciones de voz sobre IP es necesario reducir los

retrasos al máximo, dando la máxima prioridad al tráfico de voz. Dar más prioridad a

los paquetes de voz significa que se les deja “saltarse la cola” de salida y así ocupar una

mejor posición que el resto de los paquetes que están esperando para ser

transmitidos.

Jitter (Fluctuaciones de velocidad)

En VoIP, el jitter es la variación del tiempo entre la llegada de distintos paquetes. Estas

variaciones son debidas a la congestión de la red, la falta de sincronización o los

cambios de enrutamiento del tráfico.

En redes con grandes cambios de velocidad se puede usar un “jitter buffer” para

mejorar la calidad de la conversación.

Un buffer es un espacio intermedio donde se almacenan los paquetes hasta su

procesamiento.

La idea básica del “jitter buffer” es retrasar deliberadamente la reproducción del

sonido para garantizar que los paquetes más “lentos” hayan llegado. Los paquetes se

almacenan en el buffer, se reordenan si es necesario y se reproducen a una velocidad

constante. La calidad de voz mejora al precio de incrementar la latencia total.

Existen dos tipos de jitter buffers:

o Un buffer estático está implementado como parte del equipo y configurado de

manera fija por el fabricante.

o El dinámico se configura usando un programa y lo puede cambiar el usuario.



Retos al implementar VoIP • Técnicos: Evitar el impacto negativo de los NAT.

• Infraestructura de soporte:

o Redes inalámbricas con gran latencia y jitter.

o Redes en general que no han sido diseñadas para priorizar servicios

de tiempo real.

• Energía: No existen fuentes fiables de energía.

• Marco regulatorio:

o Servicio ilegal.

o Necesidad de licencias.

Recomendaciones

• Técnicas: Usar IAX2.

• Infraestructura de soporte:

o Redes inalámbricas: Uso de la banda UNI 5.4 Ghz (IEEE 802.11a). Uso

de protocolos con TDMA en zonas urbanas (WiMAX).o Incorporar QoS.

• Energía: Equipos de bajo consumo, energía solar.

• Marco regulatorio: Lobby, Modelos de negocio.

Introduccion Voz IP

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