VoIP

Voz sobre IPTransmisin de voz por medio de la red de datos utilizando el protocolo de Internet.Utilizar redes de datos IP para realizar llamadas de Voz.En particular: Realizar llamadas por Internet(IP= Internet Protocol).Internet: La mayor red de datos del mundo.La tecnologa Voz sobre IP se encuentra ahora mismo en su madurez, pero comenz por los aos 90.Tecnologa conocida como 'VoIP'.Que es la Voz sobre IP?Visin General

Aos atrs se descubri que mandar una seal a un destino remoto tambin poda hacerse de manera digital: antes de enviar la seal se deba digitalizar con un ADC, transmitirla y en el extremo de destino transformarla de nuevo a formato anlogo con un DAC.VoIP funciona de esa manera, digitalizando la voz en paquetes de datos, envindola a travs de la red y reconvirtindola a voz en el destino.Introduccin a la VOIPSe utiliza una nica red. Si dos empresas estn unidas a travs de Internet Porqu no aprovecharlo ?Se administra una nica red.Finalmente se puede hablar de: Estndares abiertos e internacionales. Intero-perabilidad, Bajada de precios en proveedores y fabricantes de hardware VoIP.CalidadFiabilidadVoz sobre IP: Caractersticas PrincipalesReduccin de los costos de llamadas de larga distancia.Costos de gestin y mantenimiento bajos.Integracin de servicios y de empresas.Distribucin de la inteligencia en le red, evitando puntos concentrados de fallas.Mayor nmero de aplicaciones.Fcil de usar.Expansin sencilla.Migracin suave.

Ventajas6Al considerar la implementacin de un sistema VOIP se deben de tener ciertas consideraciones y elementos bsicos y fundamentales como conocimientos de:

Infraestructura de red (Cableado, Equipos, Rutas,etc)

Protocolos de comunicacin (IP, TCP, UDP, RTP,etc)

Protocolos de VOIP (SIP, H323, IAX, etc)

Calidad de servicio (VLANS, MPLS, 802.1p, RSVP)

Seguridad y autenticacin (sRTP, VPN, LDAP)

Disponibilidad y dimensionamiento (BW, Codecs)

VOIP GeneralidadesDefinicin de protocolo: Es el conjunto de normas y reglas que especifican el intercambio de datos u rdenes durante la comunicacin entre los dispositivos de red, permitiendo la interoperatibilidad entre ellos.Protocolos de Red

8La voz sobre IP o VoIP consiste en transmitir voz sobre protocolo IP.El concepto es muy amplio y existen muchas alternativas de protocolos. Es una verdadera sopa de protocolos.La voz se paquetiza para poder ser transmitida en una red IP.El protocolo IP no fue diseado especficamente para transportar voz.Fundamentos de redes y VOIP

Esquema de red VoIP10Es uno de los protocolos ms conocidos, su nombre viene de Internet Protocol.Este protocolo ofrece un servicio sin garantas tambin llamado del mejor esfuerzo.Los paquetes pueden llegar en desorden y son reordenados en el destino.Inclusive paquetes se pueden perder en el viaje.Este desorden y prdida de paquetes puede afectar la calidad de voz.Pese a todo se han encontrado maneras inteligentes de resolver estos problemas lo mejor posible(802.3p, 802.3q).Protocolo IPEs una medida de la cantidad de informacin que podemos transmitir por un medio por unidad de tiempo.Una medida comn para expresar el ancho de banda es bits por segundo. Esta medida tambin equivale a bits/s, bps o baudios.Por ejemplo, se usa para medir la capacidad de un enlace de datos. Ej. Enlace a Internet.Lo podemos ver abreviado como BW por sus siglas en ingls.Ancho de banda

Relacin del modelo OSI con VOIP13|Bsicamente el proceso comienza con la seal anloga del telfono que es digitalizada en seales PCM (pulse code modulacin) por medio del codificador/decodificador de voz (codec).Las muestras PCM son pasadas al algoritmo de compresin, el cual comprime la voz y la fracciona en paquetes que pueden ser transmitidos para este caso a travs de una red yasea LAN o WAN. En el otro extremo se realizan exactamente las mismas funciones en un orden inverso.Como funciona VoIP14Como funciona VoIP

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Componentes PBXIP16Son programas que permiten llamar desde la PC utilizando tecnologas Voz sobre IP.Elementos Implicados: SoftPhone

Originalmente fue diseado para el transporte de vdeo conferencia.Su especificacin es compleja.Es un protocolo relativamente seguro, ya que utiliza RTP.Tiene dificultades con NAT, por ejemplo para recibir llamadas se necesita direccionar el puerto TCP 1720 al cliente, adems de direccionar los puertos UDP para la media de RTP y los flujos de control de RTCP.Protocolo H.32318Acrnimo de Media Gateway Control Protocol.Inicialmente diseado para simplificar en lo posible la comunicacin con terminales como los telfonos.Utiliza un modelo (cliente/servidor), de tal forma que un telfono necesita conectarse a un controlador antes de conectarse con otro telfono, as la comunicacin no es directa.Tiene tres componentes un MGC (Media Gateway Controller), uno o varios MG (Media Gateway) y uno o varios SG (Signaling Gateway), el primero tambin denominado dispositivo maestro controla al segundo tambin denominado esclavo.Protocolo MGCP19Acrnimo de Skinny Client Control Protocol.Es un protocolo propietario de Cisco.Es el protocolo por defecto para terminales con el servidor Cisco Call Manager PBX que es el similar a Asterisk PBX.El cliente Skinny usa TCP/IP para transmitir y recibir llamadas.Para el audio utiliza RTP, UDP e IP.Los mensajes Skinny son transmitidos sobre TCP y usa el puerto 2000.Protocolo SCCP20Acrnimo de Inter Asterisk eXchange.Es un protocolo abierto, es decir que se puede descargar y desarrollar libremente.Es un protocolo de transporte, que utiliza el puerto UDP 4569 tanto para sealizacin de canal como para RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real).Puede truncar o empaquetar mltiples sesiones dentro de un flujo de datos, as requiere de menos ancho de banda y permite mayor nmero de canales entre terminales.Protocolo IAX21Acrnimo de Session Initiation Protocol.Este protocolo considera a cada conexin como un par y se encarga de negociar las capacidades entre ellos.Tiene una sintaxis simple, similar a HTTP o SMTP.Posee un sistema de autenticacin de pregunta/respuesta.No tiene un adecuado direccionamiento de informacin para el funcionamiento con NAT.Protocolo SIP22Cuadro de Comparacin

Tecnologa: se refiere a los protocolos de red tradicionales utilizados por el protocolo voip como RTP, TCP, UDP; a la arquitectura y a mecanismos de transmisin.Disponibilidad: El puntaje vara de acuerdo si es propietario, si tiene una especificacin simple o compleja.Seguridad: Se refiere a los mecanismos de seguridad que implementa como la autenticacin, el cifrado del flujo, etc.NAT: El puntaje vara de acuerdo a en que medida esto es soportado por el protocolo voip.23Funciones: Establecimiento, Negociacin de medios, Modificacin, Terminacin, Cancelacin, Sealizacin en llamada, Control de llamada, Configuracin de QoS, Movilidad, Transporte de Mensajes, Suscripcin a eventos, Autenticacin, Otras funciones (SIP es Extensible)Protocolo SIP24INVITEInicio de SesinACKReconocimiento de InviteBYETerminacin de sesinCANCEL Cancelacin de InviteREGISTERRegistro de URLOPTIONSPreguntar por opciones y capacidadesINFOTransporte de informacin en llamadaMESSAGEMensaje InstantneoMtodos SIPPRACKReconocimiento ProvisionalCOMETNotificacin de precondicinREFERTransferencia a otra URLSUSCRIBE Requerir notificacin de EventoUNSUSCRIBECancelar notificacin de EventoNOTIFYNotificacin de Evento25Real Time Protocol(RTP). Maneja los aspectos relativos a la temporizacin, marcando los paquetes UDP con la informacin necesaria para la correcta entrega de los mismos realiza un checksum. La transmisin se realiza sobre paquetes UDP, pues aunque UDP no ofrece integridad en los datos, el aprovechamiento del ancho de banda es mayor que con TCP.Real Time Control Protocol (RTCP) Se utiliza principalmente para detectar situaciones de congestin de la red y tomar, en su caso, acciones correctoras.

RTP / SIP26Como ya hemos mencionado con anterioridad Asterisk entrega sus mensajes de error y notificacin mediante el estandar HTTP y SMTP.Por esta razn debemos tener en cuenta la tabla adjunta ya que con ello podremos interpretar los mensajes que despliege el proceso de Asterisk en modo verbose o debug.

Cdigos de Respuesta27El proceso de registro es completamente sencillo, la terminal trata de autenticarse en el servidor VoIP el cual tiene un control de admisin, para permitir o denegar el acceso a usuarios.Para conseguir que el proceso sea exitoso se debe contar con 2 cosas:Un usuario vlidoUna Clave previamente asiganada a dicho usuario

Proceso de Registro28

Establecimiento de Sesin29

Sesin de Igual a Igual30Codificacin de la vozPara transmitir la voz adecuadamente se la codifica.Es luego de codificarla que se la monta sobre RTP.La codificacin puede servir para disminuir la probabilidad de error o tambin para minimizar el ancho de banda utilizado.Para codificar se utiliza un codec, que es un algoritmo.Existen diferentes codecs. Cada uno con sus pros y contras.Algoritmos de Compresin/Descompresin. Se utilizan para reducir el tamao de los datos multimedia, tanto audio como vdeo. Compactan (codifican) un flujo de datos multimedia cuando se enva y lo restituyen (decodifican) cuando se recibe.

Si alguna vez recibes un fichero o una llamada telefnica y no puedes escuchar nada, lo ms probable es que la aplicacin que utilizas no soporte el codec con el que se han codificado los datos.Codecs32GSM - 13 Kbps (full rate), 20ms frame sizeiLBC - 15Kbps,20ms frame size: 13.3 Kbps, 30ms frame sizeITU G.711 - 64 Kbps, sample-based Also known as alaw/ulawITU G.722 - 48/56/64 Kbps ADPCM 7Khz audio bandwidthITU G.722.1 - 24/32 Kbps 7Khz audio bandwidth (based on Polycom's SIREN codec)ITU G.722.1C - 32 Kbps, a Polycom extension, 14Khz audio bandwidthITU G.722.2 - 6.6Kbps to 23.85Kbps. Also known as AMR-WB. CELP 7Khz audio bandwidthCodecs33ITU G.723.1 - 5.3/6.3 Kbps, 30ms frame sizeITU G.726 - 16/24/32/40 KbpsITU G.728 - 16 KbpsITU G.729 - 8 Kbps, 10ms frame sizeSpeex - 2.15 to 44.2 KbpsCodecs34Codec G. 711Uno de los codecs ms usados de todos los tiempos.Proviene de un estndar ITU-T que fue liberado en 1972.Viene en dos sabores llamados -Law (usado en Europa) y a-Law (usado en USA).Ventaja 1: Buena calidad de voz ya que usa 64kbit/s, es decir un muestreo de 8 bits a 8kHz.Ventaja 2: Ya viene habilitado en toda PBXIP, no hay que pagar por l.Desventaja: Ocupa mucho ancho de banda. No es recomendable para conexiones con poco ancho de banda.Codec G.729Un codec muy popular y licenciado por Intel.Ventajas: Una muy grande y es que comprime muy bien la voz sin deterioro significativo de la calidad.Desventaja 1: Se licencia por canal de voz.Aprox. $10 por canal.Desventaja 2: Pese a que no deteriora significativamente la voz la calidad es menor que si se usa G.711.Codec GSMTambin bueno comprimiendo voz.Est relacionado con el estndar de telefona celular GSM(Global System for Mobile communications), de all su nombre.Comprime muy bien la voz con una calidad similar a celular.Bueno como alternativa a G.729 aunque su calidad de audio es ligeramente inferior a G.729.Los algoritmos de compresin usados en los enrutadores y en los gateways analizan un bloque de muestras PCM entregadas por el codificador de voz (voice codec). estos bloques tienen una longitud variable que depende del codificador, por ejemplo el tamao bsico de un bloque del algoritmo g.729 es 10 ms, mientras que el tamao bsico de un bloque del algoritmo g.723 es 30ms.Codecs38La cadena de voz anloga es digitalizada en tramas PCM, y as mismo entregadas al algoritmo de compresin en intervalos de 10 ms.Codecs

39Tecnologas Voz sobre IP: Comparativa de Codecs

Fuentes: cisco.com (ID:7934), terracal.com (FAQ),asteriskguru.com Bandwith calculator)