Trabajo De Investigacion Telefonia Ip.docx

Universidad Politécnica de Texcoco

Trabajo de investigación “Fundamentos de voz sobre IP, Sistemas de telefonía IP”

Sistemas de telefonía

Realizador Missael Eduardo Lucas Flores 8MIE1

Índice

Objetivo

2

Introducción

3

Marco teórico

5

Conclusión

13

Bibliografía

14

Anexo

15

OBJETIVO Recabar y definir la información relacionada con los fundamentos de voz sobre IP además de los sistemas que componen a esta misma tecnología y así comprender la importancia que tiene en la aplicación de este tipo de comunicación.

Comparar los diversos protocolos de señalización y hardware necesarios para la implementación de una red con telefonía IP

INTRODUCCIÓN Actualmente estamos viviendo constantes cambios a nivel mundial, una de ellas es la forma de comunicarnos, las comunicaciones han experimentado cambios enormes durante los últimos cien años. Una de las grandes actualizaciones en las comunicaciones, es la Voz sobre Protocolo Internet, o más conocida como Telefonía IP, que permitirá integrar diversos métodos de comunicaciones, en lo que se ha llamado una “convergencia” de tecnologías, haciendo posible comunicarnos más efectiva, eficientemente y a un menor costo. Desde sus inicios, las redes empleadas para transmitir nuestras conversaciones telefónicas han estado basadas en una misma infraestructura: la conmutación de circuitos, caracterizada por la reserva de capacidad y recursos a lo largo del trayecto de la comunicación. El uso de sistemas de conmutación de circuitos estaba justificado por una buena razón por alrededor de los años sesenta, el único tipo de tráfico que circulaba por estas redes era trafico telefónico. La reserva de recursos garantizaba un retardo aceptable, y la multiplexión estadística de las fuentes aseguraba un buen aprovechamiento de esos recursos. Con la irrupción de los ordenadores personales, el mismo mecanismo de transmisión de voz comenzó a ser empleado para la comunicación de información digital, si bien de forma algo forzada. Apareció el módem analógico, que durante años ha sido el principal método para transmitir datos sobre la red pública. Al contrario que la comunicación de voz, la de datos se caracteriza por una fuerte variabilidad. La transmisión se realiza a ráfagas esto quiere decir que sigue

secuencias cortas de alta intensidad, estando el canal desocupado durante una parte importante del tiempo. En estas condiciones, la reserva de recursos permanente durante toda la conexión es excesiva e incurre en un costo innecesario. Progresivamente, la red telefónica emprendió su cambio hacia una nueva infraestructura digital, aunque todavía basada en conmutación de circuitos. La voz se transportaba en forma de un flujo digital hasta llegar a las centrales locales. La solución proporcionada hasta ahora ha sido la evolución de una nueva red digital de conmutación de paquetes que pueda encaminar el tráfico de datos de forma separada, manteniéndolo aparte del tráfico de voz. Voz sobre IP es una de estas nuevas tecnologías orientadas a la conmutación de paquetes, la cual a través de un conjunto de protocolos logra la señalización necesaria para que la voz pueda ser transportada en tiempo real y con una buena calidad. La telefonía IP es una aplicación inmediata de esta tecnología, de forma que permita la realización de llamadas telefónicas ordinarias sobre redes IP u otras redes de paquetes utilizando un PC, gateways y teléfonos estándares. Estos servicios de comunicación como lo son voz, fax, aplicaciones de mensajes de voz son transportados vía redes IP, Internet normalmente, en lugar de ser transportados vía la red telefónica convencional.

Marco teórico Introducción a la telefonía IP Voz IP comenzó a popularizarse entre los hogares por medio de programas que utilizan Internet como red de transporte permitiendo que los usuarios con solo unos auriculares, micrófono y tarjeta de sonido pudieran mantener conversaciones a través del PC. El coste de la llamada era cero, no obstante, estas conversaciones a través de un módem de 56 Kilobits eran muy lenta y con ecos. Hoy en día la línea ADSL llega a casi todos los hogares y empresas del mundo. Este avance significa un ancho de banda suficiente para mantener una conversación telefónica PC a PC a través de Internet con bastante calidad, considerando que ésta está directamente relacionada con el ancho de banda así como también con el equipo utilizado para conectarse a Internet, los accesorios a utilizar al momento de realizar la conversación y del programa intermediario a utilizar, es por esto que su uso se expandió no solo a empresas y profesionales con hosts especiales sino que fue posible su uso para millones de usuarios residenciales de todo el mundo. Un poco de historia En Latinoamérica se iniciaron hace algunos años las primeras implementaciones de telefonía IP. El primer caso del que se tiene conocimiento es en Colombia en la Universidad San Buenaventura, en Bogotá, que hacia 1999 instaló una red convergente (de voz y datos). En agosto de 2003, la aparición de un pequeño programa revolucionó el mundo de la informática. Skype, una aplicación creada por idearios también de Kazaa, permitía hablar por teléfono de forma gratuita a través de Internet a todos los usuarios de la

red del mundo. Skype es un servicio que permite realizar llamadas de alta calidad a través de Internet. Para su funcionamiento se basa en el protocolo VoIP (Voz por Internet), que permite convertir un ordenador personal en un teléfono. El funcionamiento básicamente se encuentra en que hay una comunicación "usuario a usuario" o "P2P" que utilizan programas como emule. Para poder conectarse a Skype sólo se necesita un Computador y una conexión a Internet de banda ancha. Con la revolución de los teléfonos móviles de última generación era cuestión de tiempo que Skype llegara a dichos aparatos con esta tecnología y fue lo que ocurrió a lo largo del 2005. En el 2007 Microsoft lanzó al mercado una nueva aplicación, Office, que incluye una herramienta para mantener conversaciones por audio y vídeo. De esta manera, el gigante informático plantea batalla a Skype (Ebay), Vonage, Google y Yahoo en un mercado que generará un negocio de 30.000 millones de euros en 2010. Hasta hace una década atrás era solo un mito pero ahora se ve como el futuro de las comunicaciones ya que permite realizar llamadas a distintos lugares de la tierra a bajo costo, otro factor importante que augura un futuro importante en esta comunicación de séptima generación es que es una aplicación inmediata no así como lo son los correos electrónicos u otro tipo de mensajes es rápida como un teléfono y de bajo costo como lo es un correo electrónico. Arquitectura de red. El estándar VOIP fue definido en 1996 por la Unión internacional de telecomunicación UIT, explica una serie de normas orientadas a los distintos fabricantes

con

el

fin

de

evolución

en

conjunto

Define tres elementos fundamentales en su estructura (sin ellos la llamada de voz a través de una red IP no se podría realizar): 

Terminales: Sustitutos de los teléfonos actuales.



Gatekeepers: Son el centro de toda la organización VoIP, y serían el sustituto para las actuales centrales.



Gateways: Se trata del enlace con la red telefónica tradicional, actuando de forma transparente para el usuario.

Como ya lo hemos dicho VoIP busca dividir en paquetes los flujos de audio para transportarlos sobre redes basadas en IP, como sabemos los protocolos de las redes IP no fueron diseñados para el fluido en tiempo real de audio o cualquier otro tipo de medio de comunicación. Es por esto que fue necesario crear nuevos protocolos para VoIP, cuyo mecanismo de conexión abarca una serie de transacciones de señalización entre terminales que cargan dos flujos de audio para cada dirección de la conversación. Protocolos de VoIP: Es el lenguaje que utilizarán los distintos dispositivos VoIP para su conexión. Se enlistan por orden de antigüedad del más antiguo al más nuevo.  H.323 - Protocolo definido por la ITU-T  SIP - Protocolo definido por la IETF  Megaco (También conocido como H.248) - Protocolos de control  Skinny Client Control Protocol - Protocolo propiedad de Cisco  IAX - Protocolo original para la comunicación entre PBXs Asterisk (obsoleto)  Skype - Protocolo propietario peer-to-peer utilizado en la aplicación Skype  IAX2 - Protocolo para la comunicación entre PBXs Asterisk en reemplazo de IAX  MGCP- Protocolo propietario de Cisco

Protocolo de Internet El Protocolo de Internet (IP) es un método de transmisión de datos por una red. Los datos que se envían se dividen en "paquetes" individuales y completamente independientes. Cada computador conectado a Internet tiene una dirección lógica conocida como dirección IP, la cual lo identifica de forma exclusiva en la red y lo distingue de todos los demás computadores y cada paquete de datos contiene la dirección del emisor y la del receptor. El Protocolo de Internet se encarga de garantizar que todos los paquetes de datos llegarán a la dirección apropiada. IP es un protocolo no orientado a conexión, lo que significa que el emisor no se asegura que el receptor esté disponible y listo para recibir los paquetes enviados, lo cual implica adicionalmente que los paquetes se pueden enviar por rutas diferentes y no necesitan llegar al destino en el orden en que fueron enviados. Una vez que los paquetes de datos han llegado al destino correcto, otro protocolo, llamado TCP.

“El protocolo de Internet tiene como fin encaminar información a través de un conjunto de redes, mediante la transferencia de datagramas (paquetes de datos) de un módulo a otro, hasta que éstos alcancen su destino Protocolos de Señalización Protocolo H.323 Se trata de una recomendación la cual fue definida originalmente por la Comisión de Estudio 16 del UIT-T, como una variante de la norma de la Recomendación H.320 relativa a la videotelefonía por la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI), adaptada en este caso a las redes de datos locales del tipo Ethernet, Fast Ethernet y Token Ring. Esta Recomendación se trata del control de llamadas, la gestión de multimedios y la gestión del ancho de banda para conferencias punto a punto y multipunto. También habla sobre la gestión de interfaces entre la red LAN (Local Area Network – Red de Área Local) y otras redes. Está concebida para la codificación y compresión de señales de voz e imágenes para su transporte a través de redes IP. Las normas que contiene esta Recomendación pueden aplicarse con independencia del medio físico de la red IP: ATM (Asynchronous Transfer Mode – Modo de Transferencia Asíncrona), FDDI (Fiber Distributed Data Interface – Interfaz de Datos Distribuida a través de Fibra), etc. En modo no conectado y sin garantía de la calidad de servicio (sin corrección de errores). El protocolo H.323 está actualmente considerado como la norma insoslayable de telefonía por Internet. En lo sucesivo, esta norma se aplica a todas las redes por paquetes y no solamente a las redes locales. (Grupo de expertos sobre telefonía IP de la UIT-D, 2005) Características del H.323 Soporte para multiconferencias: A pesar de que H.323 permite mantener multiconferencias sin el uso de unidades especializadas, las MCUs (Multipoint Control Units), proporcionan una arquitectura más robusta y flexible para el mantenimiento de multiconferencias.

Gestión del ancho de banda: El tráfico de audio y de vídeo resulta costoso en cuanto a recursos de ancho de banda, y podría colapsar la red.H.323 permite la gestión del ancho de banda, pudiendo limitar el número de conexiones H.323 simultáneas, así como especificarles el ancho de banda disponible a aplicaciones y terminales H.323. (Montoya Benito, 2006). Establecimiento de llamada rápida (Fast Call – Llamada Rápida). H.323 también establece mecanismos para que la llamada quede establecida con un mínimo de dos paquetes. Capacidades para la redundancia de la red. Mediante servidores de direccionamiento alternativos (Alternate Gatekeepers) la red podrá soportar la caída de estos equipos críticos, sin pérdida de comunicación. (Montoya Benito, 2006) Arquitectura de H.323 H.323 define cuatro elementos fundamentales en la arquitectura de red •

Terminales.

•

Gateways.

•

Gatekeepers y border elements.

•

MCU.

Protocolo SIP Creado en 1999 con la intención de ser el estándar para la iniciación, modificación y finalización de sesiones interactivas de usuario, es uno de los protocolos de señalización más utilizados en la telefonía ip junto con H.323. Es un protocolo muy simple similar a http. Funciona a nivel de la capa de aplicación (puerto 5060 tanto en UDP como en TCP), es un protocolo libre, abierto a nuevas modificaciones y no ligado a ninguna empresa ni entidad privada. SIP puede ser utilizado junto con otros protocolos, pero

su funcionalidad es independiente de estos protocolos. Para el caso particular de telefonía IP, SIP puede incluir protocolos como: TCP/UDP, RTP, SDP Elementos que intervienen en la formación de una red VOIP en base al protocolo SIP. Agentes de usuario: encargados de realizar una comunicación sin un servidor de por medio. Servidores de red: encargados de procesar peticiones SIP provenientes de los AU y generar alguna respuesta. Es posible usar las invitaciones SIP para establecer las sesiones, este protocolo soporta sesiones de tipo Unicast y Multicast es decir tanto de un emisor a un solo receptor o de un emisor a múltiples receptores. Es muy importante saber que en un sistema SIP existen dos componentes claves los cuales son el User Agent y el Server, tanto el teléfono que llama como el que recibe la llamada son identificados por direcciones SIP, a continuación se explicara de forma más detallada cada uno de estos componentes. User Agent o Agentes Usuarios Los usuarios agentes son aplicaciones que se subdividen en agentes usuario clientes (UAC) y agentes usuario servidor (UAS), o mejor conocidos como cliente y servidor. El cliente se encarga de iniciar las peticiones tipo SIP y actúa como el agente de llamadas del usuario, mientras que el Servidor recibe las peticiones y retorna respuestas en nombre del usuario. Diferencia entre SIP y H.323 La principal diferencia es la velocidad: SIP hace en una sola transacción lo que H.323 hace en varios intercambios de mensajes. Adicionalmente, SIP usa UDP mientras que H.323 debe usar necesariamente TCP para la señalización (H.225 y H.245), lo que origina que una llamada SIP sea atendida más rápido. Otra diferencia importante es que H.323 define canales lógicos antes de enviar los datos, mientras

que una unidad SIP simplemente publicita los codecs que soporta, más no define canales, lo que puede generar saturación de tráfico en casos de muchos usuarios, pues no se separa la tasa de bits necesaria para la comunicación. IAX2 (Inter Asterisk Exchange) Es el protocolo usado por Asterisk. La versión 1 de este protocolo ha caído en desuso, en favor de la versión 2 (IAX2). El objetivo con el que se creó este protocolo fue minimizar la tasa de bits requerida en las comunicaciones VoIP y tener un soporte nativo para traspasar dispositivos de NAT (Network Address Translation). En otras palabras, provee soluciones a los problemas dados en SIP y H.323. Fue creado por Mark Spencer, quien también participó en la codificación de Asterisk. IAX2 usa un único puerto UDP (4569) para transmitir tanto señalización como datos. El tráfico de voz es transmitido en banda (in-band), es decir, los datos de voz van encapsulados en el protocolo; SIP, en cambio, se basa del protocolo RTP para la transmisión de los datos (su transmisión es out-band). Esto le permite al protocolo IAX2 prácticamente transportar cualquier tipo de dato. Otra característica de IAX2 es que soporta Trunking; es decir, un solo enlace puede enviar datos y señalización de varios canales. Cuando se hace Trunking, un solo datagrama IP puede contener información de varias llamadas sin crear latencia adicional. Esto genera una disminución de la tasa de bits y del retraso de los paquetes debido a que ahorra enviar varias veces la cabecera IP. Todas estas características del IAX2 se deben a que en su diseño se basaron en muchos estándares de señalización y de transmisión de datos, quedándose solo con lo mejor de cada uno. Algunos protocolos tomados como base para el IAX2 son: SIP, MGCP y RTP (Real-time Transfer Protocol). MGCP (Media Gateway Control Protocol) Este protocolo está basado en un modelo cliente/servidor. Este protocolo está diseñado para usarse en un sistema distribuido que se ve desde afuera como un solo gateway VoIP”. MGCP al igual que SIP usa el Protocolo de Descripción de Sesión (SDP) para describir y negociar capacidades de media. Su funcionalidad es similar a la capacidad H.245 de H.323.

SCCP (Skinny Client Control Protocol) Protocolo propietario de Cisco, se basa en un modelo cliente/servidor en el cual toda la inteligencia se deja en manos del servidor (Call Manager). Los clientes son los teléfonos IP, que no necesitan mucha memoria ni procesamiento. El servidor es el que aprende las capacidades de los clientes, controla el establecimiento de la llamada, envía señales de notificación, reacciona a señales del cliente (por ejemplo cuando se presiona el botón de directorio). El servidor usa SCCP para comunicarse con los clientes, y si la llamada sale por un gateway, usa H.323, MGCP o SIP. Conclusiones La tecnología busca facilitar la vida a las personas sabemos que aún con la gran oferta de planes y packs telefónicos existen personas que deben elegir entre telefonía o Internet banda ancha, sin mencionar el costo en telefonía al adquirir el servicio por sí solo. Como vimos a lo largo de nuestro trabajo la telefonía IP busca solucionar este problema y así poder contar con ambos servicios y a un costo mucho menor. Recordar que el costo puede llegar a ser cero si la comunicación se realiza entre computadores, ideal sería el escenario en que todas las personas se comunicaran por VOIP utilizando esta forma y no con un teléfono adaptado ya que invierten solo una vez en un computador adecuado el cual estaría encendido todo el día (el costo de luz sería mucho menor comparado con el costo de contratar un plan telefonía IP) de esta manera no se pierden las llamadas ya que el problema del ancho de banda va solucionándose por sí solo ya que cada día que pasa el ancho de banda va aumentando (este costo tampoco sería comparable con el contrato de un plan). Si bien es cierto, esta tecnología es relativamente nueva en nuestro país y aquellas empresas que presten este tipo de servicios van a añadirle un costo de oportunidad por la novedad que significa, con un precio quizás inaccesible para todas las personas; se espera que con el pasar de los años cuando se magnifique tanto como lo son ahora los teléfonos celulares la demanda mejore la oferta y disminuyan los

costos para así podamos todos acceder a esta nueva forma de comunicación que busca adentrarse y revolucionar la forma de comunicarnos.

Bibliografía  https://www.telsome.es/que-es-telefonia-ip-vozip.html  https://mastermoviles.gitbook.io/tecnologias2/sistemas-de-telefonia-ycomunicaciones-moviles 

Moreno Novella, J. I., Soto Campos, I., & Larrabeiti López, D. (2001). Protocolos de Señalización para el transporte de Voz sobre redes IP.



Joskowicz, J. (2013). Voz, video y telefonía sobre IP. Instituto de Ingeniería Eléctrica, Facultad de Ingeniería. Montevideo Uruguay.



Andreu, J. (2011). Voz IP (Servicios en red). Editex.

 Rico, T., & Enrique, L. (1999). VoIP–Voz sobre IP. Universidad Nacional Experimental Simón Rodríguez

(UNESR),

Caracas-Venezuela.[en

línea]<

http://peru.

org/peru/es/content/es/2101/Nuevos-medios-de-comunicaci% C3% B3n.

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