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VOIP Y TELEFONIA SOBRE IP

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Rafael Pascual Guerreros Yauri

on 20 February 2014

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Transcript of VOIP Y TELEFONIA SOBRE IP

VOZ SOBRE IP
(VOIP)

Protocolo De Inicion De Sesion (SIP)
Fue creado por la IETF (Internet Engineering Task Force) que reducen funciones de H.323 .
SIP protocolo sencillo y extensible, basado en texto y el mensaje basado en htpp, su dirección es un localizador URL, con un formato dirección correo electrónico, asi SIP integra su servicio a internet. Y se requiere el auxilio de un servidor de resolución de nombre de dominio DNS
SIP establecer o iniciar , modificar, y finalizar sesiones multimedia (conferencias), tales como las llamadas de telefonía sobre internet, además estas sesiones pueden ser utilizadas para audio, video, mensajería instantánea, o para sesiones de comunicación con datos en tiempo real.
SIP trabaja conjuntamente con otros protocolos, como: SDP y RTP/RTCP
Señalización SIP, para establecer, modificar, y finalizar sesiones entre dos o más integrantes. (Puerto UDP 5060).

PROTOCOLOS DE VOZ SOBRE IP (VoIP)
SIP
SIP
Características de la Telefonía IP
Reducción de costos en instalación y mantenimiento
Ventaja competitiva
Máxima movilidad
Seguridad
Escalabilidad
Compatibilidad
Flexibilidad:
Calidad de Servicio (QoS)
Integración









Funcionamiento de Volp
En la Voz sobre IP se convierte la señal de voz analógica del teléfono en digital es decir la digitalizamos de manera muy eficiente, mediante un convertidor análogo/digital (ADC analog to digital converter), la información a transmitir se divide en unidades de información (paquetes) a través de la red IP, al momento que el paquete llega a su destino se realiza el proceso inverso, es decir la reconversión mediante un convertidor digital/análogo (DAC digital to analog converter)
Existen dos procesos básicos para el funcionamiento de la VoIP estos son:
• Conversión de la señal analógica en formato digital.
• Compresión de la señal digital y divida en paquetes


VOIP
Codecs
Que proviene del Inglés coder-decoder, (codificador / decodificador) convierte las señales analógicas a un flujo de bits (bitstream) digitales (formato de audio digital), y otro codec idéntico en el otro extremo de la comunicación convierte el flujo de bits digitales en una señal analógica, para poder reproducir la señal

PROTOCOLOS VOIP
Los cuatro protocolos actualmente más utilizados para VoIP son: SIP, H.323,Megacoy MGCP. Obsérvese que independientemente del protocolo de señalización
utilizado todos emplean RTP para el transporte de audio

La clasificación entre los protocolos de: señalización, calidad de servicio, transporte de media, que se encuentran dentro de la capa aplicación. Además se presentan los protocolos que trabajan en las diferentes capas del modelo TCP/IP.
SIP
Fases de comunicación
. Soportadas en una conexión unicast
mediante el protocolo SIP son:
-User location.
En esta fase se determina el sistema terminal para la comunicación.
-
User capabilities.
Permite determinar los parámetros del medioa ser usados.
-User availability
. Para determinar la disponibilidad del llamado para la comunicación.
-CalI setup.
Para el establecimiento de la llamada entre ambos extremos.
-Call handling
. Incluye la transferencia y terminación de la llamada.

OBJETIVO
En el desarrollo del presente proyecto se ha realizado un análisis de la paquetización de Voz sobre IP, empleando el protocolo de señalización de comunicación más ampliamente utilizado en la tecnología Voz sobre IP, denominado: Protocolo de Inicio de Sesiones (SIP), obteniendo la comunicación de voz directa de persona a persona en tiempo real a través del gran uso de la Internet. La aplicación del proyecto permite realizar y recibir llamadas, desde y hacia España, mediante la Internet.
Utilizando dispositivos terminales de VoIP basados en SIP tanto en hardware como en software, sobre una red inalámbrica Wi-Fi.

Equipos y software
Es la tecnología en la que se digitaliza, comprime la voz y se encapsula sobre el protocolo IP.
La Telefonía IP
es la infraestructura que nos permite hacer llamadas a cualquier teléfono de la red telefónica.

La Telefonía IP reúne la transmisión de voz y datos a través de redes IP (Internet Protocol) en forma de paquetes de datos (de ahí deriva la denominación Voz sobre IP o VoIP).
Estas redes transportan la información basadas en el Protocolo de Internet (IP).

VOIP
es una tecnología que está basada en el sistema de “conmutación de
paquetes”, a diferencia de la Telefonía Tradicional que se basa en la “conmutación de
circuitos”.

La Telefonía IP surge
como alternativa a la Telefonía Tradicional, brindando nuevos servicios al cliente y una
serie de beneficios económicos. Esto debido a que la Telefonía IP reúne dos mundos históricamente separados: la transmisión de voz y la de datos, entre dos puntos distantes.
Esto permite utilizar las redes de datos para efectuar las llamadas telefónicas, es decir, una única red se encarga de cursar todo tipo de comunicación, ya sea de voz, datos, vídeo o cualquier otro tipo de información.

Diferencia. entre la telefonía lp y la convencional
En una llamada telefónica normal,
la central telefónica establece una conexión permanente entre ambos interlocutores, conexión que se utiliza para llevar las señales de voz. Requiere enorme red de centralitas telefónicas conectadas entre si mediante F.O. o satélites de comunicación, también cables (bucle local) que unen los teléfonos con centralitas

En una llamada telefónica por IP
, los paquetes de datos, que contienen la señal de voz digitalizada y comprimida , se envían a través de la red Ip a la dirección IP del destinatario.
Por contra, en una llamada telefónica IP estamos comprimiendo la señal de voz y utilizamos una red de paquetes sólo cuando es necesario.
Los paquetes de datos de diferentes llamadas. Diferentes datos, pueden viajar por la misma línea al mismo tiempo.

Convergencia de voz y datos
Convergencia significa la utilización de la misma red del IP para la transferencia de diversos tipos de datos (voz, datos, video y aplicaciones)

Conmutación de circuitos,
, es la utilización por cada usuario de un ancho de banda para su comunicación
"conmutación de paquetes",
el ancho de banda es compartido por todos los usuarios que utilicen la red en un momento determinado

Redes de voz: conmutación de circuitos
• En este tipo de redes es completamente necesario el establecimiento de llamada para disponer de la conexión.
• Se deben reservar recursos de red durante todo el tiempo que dura la conexión.
• Se utiliza un ancho de banda fijo que puede o no ser consumido en función del tráfico.
• El coste de las llamadas se basa en el tiempo de uso.
• El servicio debe ser universal, independiente del operador que lo proporciona.
Redes datos: conmutación de paquetes
• Para asegurar la entrega de datos es necesario el direccionamiento por paquetes, sin necesidad de establecer la llamada.
• El consumo de los recursos de red se realiza en función de las necesidades, sin que, por lo general, sean reservados siguiendo un criterio de extremo a extremo.
• Los precios se forman exclusivamente en función de la tensión competitiva de la oferta y la demanda.
• Los servicios se prestan de acuerdo a los criterios impuestos por la demanda,variando ampliamente en cuanto a cobertura geográfica, velocidad de la tecnología aplicada y condiciones de prestación.


El funcionamiento comienza con la digitalización de la señal de la voz análoga del teléfono, por ejemplo aplicando PCM (Pulse Code Modulation) con un codec codificador- decodificador obteniendo muestras PCM, estas muestras pasan el algoritmo de compresión, en donde la información es comprimida y además para poder transmitir se divide en unidades de información, es decir en paquetes, que viajan a través de redes IP, posteriormente a la nube red IP se realizan el mismo proceso en sentido inverso.

Dependiendo de la forma en la que la red este configurada, el Router o el gateway pueden realizar la labor de codificación, decodificación y/o compresión

DESCRIPCIÓN GENERAL DE REDES DE COMPUTADORES Y PROTOCOLO IP
El funcionamiento de la telefonía IP se fundamenta sobre redes de computadoras o redes de datos IP o dispositivos similares, de la misma manera en la red de Internet,teniendo en cuenta que la red de Internet es la "red de redes", nos dirige claramente que utilizan al protocolo IP (Internet Protocol)

Aspectos generales sobre las redes las redes de computadoras que utilizan el Protocolo IP
MODELO OSI
La organización internacional para la estandarización ISO, que es el acrónimo de International Organization for Standardization, en el año de 1984 aceptó la necesidad de crear un modelo para las redes de computadoras, para facilitar a los distintos fabricantes en la creación de diversas implementaciones que sean interoperables y abiertas. De este modo nace el modelo de referencia OSI que es el acrónimo de Open Systems Interconnection, creada por la ISO, en la cual presenta una arquitectura de red que está formada por 7 niveles o capas

Modelo TCP/IP
TCP/IP describe un conjunto o familia de protocolos de red, primordialmente porque
hace referencia a los dos protocolos más importantes y utilizados de esta familia los cuales son: el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y Protocolo de Internet (IP). Existen más de 100 diferentes protocolos, entre los más sonados se tiene: El utilizado para acceder a páginas web: HTTP (HyperText Transfer Protocol), para transferencia de archivos: FTP (File Transfer Protocol), para la resolución de direcciones: ARP (Address Resolution Protocol), para correo electrónico: SMTP (Simple Mail Transfer Protocol

Al momento de enviar un paquete de datos desde el origen hacia su destino, el paquete atraviesa de una capa a otra, existen protocolos que trabajan en cada capa A la información que se agrega a los paquetes de datos se la denomina “header” o
cabecera, mediante el proceso de encapsulamiento, es decir se va re empaquetando, en cada capa se agrega su propia cabecera, exceptuado en la capa física.

Semejante al modelo OSI, para el envió de datos, cada capa añade información de
control a los datos, esta información se denomina cabecera empleando encapsulación
Para recepción se realiza el proceso inverso, por lo tanto cuando los datos ascienden
atravesando cada capa, se elimina la cabecera correspondiente

ºº
Capa de acceso a la red o Network
Esta es la primera capa del modelo TCP/IP, esta capa está en la capacidad de accedera
cualquier red física, aceptando arquitecturas WAN , LAN

Capa de Internet o Internetwork
Todas las capas son importantes en esta arquitectura, pero la capa de Internet o
Internetwok es esencial, ya tiene como propósito principal de enviar paquetes desde el
origen hacia su destino sobre una red de datos. El protocolo fundamental de esta capa
es el IP, el protocolo IP define el formato del paquete llamado datagrama
Capa de Transporte
En esta capa se fundamenta en los aspectos de calidad del servicio, ofreciendo
Comunicación end to end con confiabilidad entre origen y destino, control de flujo, control
de errores, secuencia miento de paquetes. En esta capa existen dos protocolos
TCP y UDP.
La capa aplicación
es la que ofrece servicios específicos al usuario, es decir es lainterfaz
con el usuario. Protocolos conocidos Telnetque permite la conexión remota de terminales,
FTP para transferencias interactivas de ficheros, SMTP para enviar correos por medio de
la red de datos, DNS, HTTP, NFS, RIP,
entre otros.




CAPAS EN TCP/IP
El protocolo TCP
es un protocolo estándar de estatus recomendado, es un servicio
orientado a la conexión, es confiable mediante el establecimiento de un circuito lógico,
para la transmisión de datos entre procesos. Cuando los datos son transmitidos, en el origen
espera recibir una confirmación por parte del destino, y cuando no recibe una confirmación
genera una retransmisión de los datos


El protocolo UDP
es un protocolo estándar de estatus recomendado, es un servicio
no orientado a la conexión, es decir, no se establece una conexión previa con el destino
para transmitir un mensaje UDP, los mensajes pueden llegar desordenados al destino.
Además UDP no ofrece control de errores, ni confiabilidad en el despacho de datos, estos
mensajes se pueden perder o llegar dañados

Es un protocolo estándar, de estatus requerido, es decir siempre debe estar presente permite el envío de paquetes o datagramas de información desde un origen a un destino a través de redes interconectadas. También IP es no orientado a la conexión, realiza un servicio de datagramas no fiable denominado mejor esfuerzo (best effort).
El protocolo IP define el formato del paquete llamado datagrama IP, el datagrama IP
es la unidad básica de transferencia sobre la red de datos como por ejemplo la red de
Internet. El Datagrama IP básicamente tiene dos áreas, cabecera y datos, este datagrama se
encapsula en el Área de datos dentro de la Trama



Protocolo de Internet (IP)
La trama
tiene una longitud máxima, dependiendo del tipo de red o hardware que se esté utilizando, por ejemplo la mayoría de las redes de área local Ethernet utilizan un MTU de 1500 bytes. El tamaño máximo de una trama se denomina MTU (Unidad de transmisión máxima). IP establece que todas las redes deberán ser capaces de manejar datagramas de al menos 576 bytes

Cuando el datagrama es más grande que la MTU de la red, se fragmenta, el protocolo IP ofrece un mecanismo de fragmentación de datagramas, esto se lleva a cabo a nivel de dispositivos de capa 3 o routers (del modelo OSI), esto sucede durante la transmisión de una red con MTU grande a una red con MTU más pequeña, el router divide al datagrama en fragmentos más pequeños que la MTU de la red. Estos fragmentos son encapsulados en tramas, agregando una cabecera a cada fragmento, estas tramas pueden ser enviadas a su destino por distintas rutas, además IP ofrece reensamblado de datagramas, agregando información, para que el equipo receptor este en la capacidad de reensamblar los fragmentos en orden correcto

Formato del datagrama IP



VERS:
Contiene información de la versión del protocolo IP.
• LEN:
Indica la longitud de la cabecera del datagrama IP, contada en cantidades de 32 bits.
• Type of Service (ToS)
: Indica la calidad del servicio requerido por el datagrama Total
Length:
Es un campo de 16 bits que indica la longitud total del datagramaincluido cabecera y datos.

Identification:
Es un número único asignado por el origen, utilizado para elreensamblaje de un datagrama
fragmentado, los fragmentos este datagrama tienen el mismo número de identificación.
•Flags:
Banderas de control es de 3 bits el primer bit debe ser 0, DF (Don't Fragment) o no fragmentar = 1 y para
permitir fragmentar = 0, MF (More fragments) o mas fragmentos se especifica = 1 para decir que existen más
fragmentos y = 0 significa que es el último fragmento del datagrama.
• Fragment Offset:
Es utilizado para reensamblar todo un datagrama fragmentado dicho de otra manera es un
contador para dar orden al datagrama fragmentado, elprimer fragmento es 0, este valor indica el número de
segmentos de 64 bits.
• TTL (Time to Live)
: Es el tiempo en segundos que el datagrama está permitido para viajar dentro de la red, es
decir es el número de saltos permitidos, con el fin de que el datagrama no se encuentre circulando infinitamente,
cada router disminuye en una unidad el valor del TTL

Protocol:
Especifica el protocolo de nivel superior que se encuentra encapsulado en el datagrama IP, por ejemplo
se tiene el valor para ICMP =1, para IGMP =2, para TCP =6, para UDP = 17, entre otros.
• Header Checksum
: Verifica la integridad de la cabecera, es decir es el resultado de aplicar un código de
protección de errores a la cabecera del datagrama.
• Source IP Address
: Contiene la dirección IP de 32 bits de origen del datagrama.
• Destination IP Address:
Contiene la dirección IP de 32 bits de destino del
datagrama

Para poder clasificar los protocolos se definirán los diferentes tipos de negociaciones que intercambian los terminales para poder establecer una comunicación
Señalización de Llamada o en Inglés Call Signalling
Control de Señalización de Llamada o en Inglés Call Control Signaling.
Protocolos de Control de Transporte de Media
Registración y Control

Estándar H.323
Generada para Comunicación multimedia en conmutación de paquetes, garantizando la calidad de servicio QoS. Permite la transmisión en tiempo real de vídeo y audio por una red de conmutación de paquetes.
El H.323 de la UIT-T es el primero aplicado para acciones, fundamentalmente, dentro de una intranet. Proporciona cobertura para una suite de protocolos, que se soporta en TCP y UDP

H.225
: mensajes de control de señalización de llamada, estableciendo conexión o desconexión.

RAS
: utiliza mensajes H.225 para comunicarse entre el Gateway y Gatekeeper (registro, control de admisión, control del AB, estado y desconexión.

Q.931
: Protocolo de señalización para acceso RDSI.

H.245
: Protocolo de señalización que transporta información no telefónica durante la conexión (indicaciones, control de flujo, gestión de canales… Codifica los dígitos DTMF (Dual-Tone MultiFrecuency).

MGCP (Media Gateway Control Protocol)
Es un protocolo del tipo cliente-servidor, qué soporta un control de señalización de llamada escalable. Este protocolo permite comunicar, al MGC (call agent) con las gateway de telefonía (hacia la PBX o RTC). ya ha quedado obsoleto
Es un protocolo de señalización y llamar a las comunicaciones de control utilizado en los sistemas de voz sobre IP que normalmente inter-operar con la red telefónica pública conmutada. Como tal, se implementa un modelo de PSTN a través de IP con el poder de la red que reside en un centro de control de llamada de softswitch que es similar a la oficina central de la PSTN
MEGACO
Media Gateway Control Protocol), definido por el IETF, presenta muchas similitudes con el protocolo MGCP
Protocolo de control entre las entidades MGC (Media Gateway Controller) y MGW. (Media Gateway) MEGACO se denomina H.248 en el ITU-T y está por tanto definido conjuntamente entre el IETF y el ITU-T

Permite a estas dos entidades (MGC y MGW) intercambiar
transacciones. Cada transacción se expresa por el envío de una transaction Request por una de las entidades y el envío de una transactionReply por la otra entidad.
Una transactionRequest está formada por un conjunto de instrucciones, y una transactionReply contiene el conjunto de respuestas correspondientes



RTP (Real Time Protocol)
Es un protocolo de nivel de sesión utilizado para la transmisión de información en tiempo real, como por ejemplo audio y vídeo en una video-conferencia, proporciona funciones end-to-end comunes para varias aplicaciones, ya sean de audio o video.Estas funciones son:

• Comunicar la elección del esquema de codificación delosdatos.
• Determinar la relación temporal entre los datos recibidos.
• Sincronizar los distintos medios.
• Indicar la pérdida de paquetes.
• Indicar límites de tramas en los datos.
• Identificación de usuarios.





Campos más importantes en la cabecera RTP :

Payload Tlpe
(Tipo de la Carga útil de RTP)
Indica qué codec se utiliza para transportar el tipo de datos (voz, audio o vídeo) y cómo está codificado.
Secuence Number
(Número de Secuencia)
Proporciona en el lado de recepción el número de la secuencia para volver a montar los datos, de esta manera sé detectan los datagramas perdidos, estropeados y duplicados.
Timestamp
Se utiliza para la reconstrucción del audio o vídeo original.
Dirección Fuente
Los programas en el lado de recepción distinguen entre los flujos entrantes simultáneos.
RTCP (Real Time Control Protocol)
Protocolo de comunicación que facilita información de control de unflujo de datos para una aplicación multimedia. Proporciona sincronización de los flujos RTP.

La función primordial de RTCP es la de proveer una realimentación de la calidad de servicio, y se involucra varios tipos de mensajes :

• Send report
para emisión y recepción de estadísticas (en tiempo aleatorio)desde emisores activos.
• Receiver Report
para la recepción de estadísticas desde emisores no activos.
• Source Description
para un identificador de nivel de transporte denominado CNAME (Canonical Name).
• Bye
para indicar el final de la participación en la conexión.
• Application
para aplicaciones específicas.


SDP (Session Description Protocol)
Se trata de un protocolo con el que especificar la información necesaria para la descripción de una sesión en tiempo real.
SDP juega un rol importante en conjunción con SIP.

SDP incluye la siguiente información:
• El nombre y propósito de la sesión.
• Tiempos de inicio y fin de la sesión.
• Los tipos de medios que comprende la sesión.
• Información detallada necesaria para establecer la sesión, como es la dirección de IP, el protocolo de transporte utilizado, los puertos involucrados y los esquemas de codificación.

SDP entrega esta información en formato ASCII usando una secuencia de líneas de
texto, cada una de la forma “<type>=<value>”.
La única manera de ampliar o de agregar nuevas capacidades a SDP es definir un nuevo
atributo. En la tabla siguiente podemos observar todos los campos.

Principales características de SIP:

Se basa codificación en texto y altamente extensible.
Sintaxis similar a los protocolos HTTP y SMTP.
Para identificar una entidad SIP utiliza los URIs (esquemas: sip, sips, tel).
Mensajes básicos de SIP: INVITE, ACK, BYE, REGISTER, CANCEL, OPTIONS, entre otros.
Los mensajes se utilizan para: iniciar, gestionar, y finalizar sesiones (llamadas).
Dentro del mensaje SDP contiene parámetros multimedia.
Mensajes de respuesta similares a HTTP (por ejemplo el mensaje 200 OK).
La localización se establece mediante el DNS

Principales aplicaciones de SIP:

Establecimiento de llamadas de Voz sobre IP.
Establecimiento de conferencias multimedia.
Notificación de eventos (Suscribe, Notify).
Protocolo de señalización.


El protocolo SIP está orientado a conexiones peer to peer, 2 canales:

Señalización SIP, para establecer, modificar, y finalizar sesiones entre dos o más integrantes.
(Puerto UDP 5060).

Transporte y control de media, RTP lleva los media streams, RTCP se encarga de monitorear estadísticas de transmisión y calidad de servicio (QoS).
(Puerto UDP 10000-20000 generalmente).


Cada paquete puede viajar por un camino diferente, los paquetes de señalización viajan por un camino diferente que los paquetes que transportan los media stream . La señalización , el transporte de media stream y otras aplicaciones (FTP, mail, web , entre otros) parecen semejantes a nivel de capa y comparten el mismo destino.
Direccionamiento SIP
Para identificar a una entidad sip se realiza de la misma forma que para identificar una cuenta de correo electrónico mediante una URI (identificador uniforme de recurso) Se puede clasificar en URL ( localizador uniforme de recurso) o como nombres URN ( Uniforme resource name) o ambos.

sip:x@y:puerto Donde:
x
es el nombre del usuario o numero de usuario SIP.
y
es el equipo (Servidor SIP) o dominio o IP.


URL“Victor Lopez” sip:victorlopez@domain.com
URI sip:0466369998@a2b1.nuestroserver.com º
ENTIDADES SIP
Una red SIP está compuesta principalmente por cinco entidades lógicas SIP.Las entidades lógicas SIP son:
User Agent (Agente de usuario)
Proxy server (Servidor proxy)
Redirect server (Servidor de redirección)
Registrar server (Servidor de registro)
Back to Back User Agent (B2BUA

En una arquitectura funcional y física, un “dispositivo físico” puede tener funciones
uno o más entidades lógicas SIP. Por ejemplo, un servidor de red puede trabajar como Server Proxy y también puede funcionar como Registrar al mismo tiempo

User Agent (Agente de usuario)
Son entidades finales, los Agentes de Usuario inician y terminan sesiones mediante el intercambio de mensajes de solicitud y respuesta.
estas entidades se localizan en un Softphone, teléfonos celulares SIP, terminales IP, Hard-IP phones, entre otros. UAC y UAS se definen

El Agente de Usuario Cliente (UAC)
es una aplicación en la cual el cliente inicia o envía solicitudes SIP hacia la red IP, y recibe respuestas a estas solicitudes.


El Agente de Usuario Servidor (UAS)
es una aplicación que al momento de recibir una solicitud SIP de la red IP, realiza el contacto con el usuario o cliente y devuelve
la respuesta a la solicitud, como se aprecia




Proxy Server (Servidor proxy)
Es una entidad intermediaria, dicho en palabras sencillas se puede decir que un Proxy es un intermediario que nos realiza un mandado.

Está en capacidad de actuar como servidor y cliente, con el fin de generar solicitudes en nombre de otros clientes, es decir a nombre de un UA, estas solicitudes se dirigen hacia otro UA u otro Proxy

También son útiles para aplicar cierto tipo de control, como por ejemplo, verifica
que un usuario está autorizado para hacer una llamada.

También son utilizados para funciones de enrutamiento, esta es su
principal tarea



Redirect Server (Servidor de redirección)
Es un agente de usuario servidor (UAS), que genera
respuestas a las solicitudes que recibe, mediante mensajes con código 3xx, con la dirección del contacto, dirigidas al cliente. Un servidor de redirección tiene la característica de
responder a las solicitudes, pero no puede reenviar solicitudes.

Registrar Server (Servidor de registro)
Es aquel que recibe solicitudes (mensaje REGISTER), y coloca o actualiza la información que recibe de esas solicitudes dentro una base de datos de ubicación o un servicio de ubicación o localización.
son bases de datos que contienen la ubicación de todos los agentes de usuario
(UA), que se encuentran dentro de un determinado dominio


SIP Gateway
Es el responsable de interconectar la red de telefonía IP con otros tipos de redes o es la interfaz entre SIP y otro protocolo
El gateway SIP también puede conectarse con la PSTN, asimismo con la RDSI , en este proceso la señalización y los paquetes multimedia finalizan en el gateway SIP, para ser transformados, porque son redes que presentan distinta tecnología, relacionado con la conmutación de circuitos


SIP BACK TO BACK USER AGENT (B2BUA)
Es una entidad lógica en aplicaciones SIP, es un elemento o componente lógico del protocolo SIP,
para el control de llamadas entre usuarios SIP

Opera entre los dos puntos extremos de una llamada telefónica o entre una
sesión de comunicación, y divide el canal de comunicación en dos sesiones, es decir
negocia toda la señalización SIP entre los dos puntos extremos de la llamada, desde el
establecimiento hasta la finalización de la llamada

MENSAJES SIP
Define a la comunicación mediante dos tipos de mensajes. El primer tipo son las solicitudes (métodos), y el segundo tipo son las respuestas (códigos de estado)
Los UAC (UA cliente) generan las solicitudes y los UAS (UA servidor) envían respuestas a las solicitudes de los clientes, y se define su estructura
Partes del mensaje SIP
Los mensajes SIP se componen de las siguientes tres partes:

• Línea de inicio (Start line)
• Cabeceras (Headers)
• Cuerpo de mensaje (Message body)



Tipos de mensajes
Solicitudes o métodos SIP (Requests)
Las solicitudes SIP son identificadas en la línea de inicio del mensaje (Start line), específicamente denominada Request Line, la cual contiene el nombre del método, seguido del identificador del destinatario de la solicitud (SIP URI o Request URI), seguidamente de
la versión del protocolo SIP

Existen otros métodos adicionales que pueden ser utilizados, denominados Extensión de los métodos SIP,

Respuestas o códigos de estado (Responses)
El terminal que recibió este mensaje de solicitud, responde enviando un mensaje de respuesta, es semejante al mensaje de solicitud, la diferencia se encuentra en
la línea de inicio del mensaje, es una pequeña descripción del código correspondiente (Reason Phrase), este código numérico de la respuesta está conformado por tres dígitos.

Existen dos tipos de respuestas y seis clases:
•Tipos de respuestas
Provisionales (clase 1xx)
Finales (clases 2xx, 3xx, 4xx, 5xx, 6xx)
• Clases
1xx = Provisional, solicitud recibida
2xx = Éxito (Success)
3xx = Redirección (Redirection)
4xx = Error del cliente (Client Error),
5xx = Error del servidor (Server Error)
6xx = Falla global (Global Failure)
TRANSACCIONES SIP
Son secuencias de mensajes entre dos entidades SIP, una transacción representa a un mensaje de solicitud y a todos los mensajes de respuesta a esa
solicitud, es decir, en una transacción contiene, la solicitud, cero o más respuestas
provisionales, y una o más respuestas finales

Diálogos SIP
Es una conexión peer to peer entre dos UA (Agentes de Usuario), que persiste durante algún tiempo. Un diálogo es establecido por menajes SIP, como por ejemplo una respuesta 200 OK a una solicitud INVITE.

Los diálogos facilitan el enrutamiento (routing), es decir los diálogos también se utilizan para enrutar los mensajes entre los agentes de usuario


Se presenta un ejemplo en el cual el mensaje INVITE, por ser la primera solicitud que establece el diálogo, debe atravesar los Proxies, a diferencia del mensaje BYE

ESCENARIOS CLÁSICOS DE SIP
Registro SIP
Los usuarios deben registrarse a la entidad Registrar para ser alcanzables por otros
usuarios, dicho de otra manera, para que el usuario pueda ser llamado por otros. La
solicitud de registro consta de un mensaje REGISTER, completando el registro mediante el mensaje de respuesta 200 OK enviado por Registrar, si el registro fue exitoso, las
registraciones usualmente son autorizadas.

Invitación de sesión SIP
Para el establecimiento de una llamada
consiste en un mensaje de solicitud INVITE, que prácticamente es enviado
hacia un proxy, el proxy inmediatamente después de recibir la solicitud INVITE envía un
mensaje de respuesta 100 Trying (recibí y estoy procesando la llamada), esto lo realiza
para detener las retransmisiones y reenviar la solicitud INVITE hacia otro proxy.

Finalización de la sesión SIP

Se lleva a cabo mediante el envío del mensaje de
solicitud BYE, dentro del diálogo establecido por INVITE. El mensaje BYE se envía directamente desde un agente de usuario hacia el otro agente de usuario, a menos que un proxy que se encuentra en la trayectoria de la solicitud INVITE, haya indicado que desea permanecer en la ruta mediante el establecimiento del proceso Record Routing (Registro de Ruta).

Ejemplo de comunicación SIP.
Una comunicación SIP consta principalmente de las siguientes Transacciones:

1. Las primeras transacciones representadas en color rojo, corresponden al registro de los usuarios.
2.Las siguientes transacciones representadas en color rojo verde, corresponden al establecimiento o invitación de la sesión.
3.En este punto la llamada se encuentra establecida, y empieza el transporte de audio/video, representado en color rojo amarillo, mediante el funcionamiento del protocolo RTP/RTCP.
4.La ultima transacción representada en color rojo azul, corresponde a la
finalización de la sesión.

Funcionamiento de los codecs en VoIP
Los codecs cumplen el trabajo de convertir las señales analógicas a un flujo de bits digitales, tomando muestras de la señal de voz (audio) miles de veces por segundo, lo que
se conoce como Muestreo (sampling), por ejemplo, el codec G.711 toma 8,000 muestras por segundo, convirtiendo cada pequeña muestra a un formato digital, es decir las muestras
se convierten en un flujo de bits (bitstream) digitales. Adicionalmente a la conversión el codec también comprime el flujo de bits, y para su transmisión se los divide en unidades de información denominados paquetes

El proceso de conversión
Generalmente se basa en la modulación por impulsos codificados (MIC o PCM por sus siglas en Inglés Pulse Code Modulation)
Ejemplo el funcionamiento del codec G.711, este codec para la conversión utiliza PCM, se basa en 3 procesos

1.Muestreo (sampling).
Toma valores instantáneos de una señal analógica en intervalos iguales de tiempo, a estos valores tomados se los denomina muestras.

2.Cuantificación (quantization).
Asigna valores discretos a las amplitudes de las muestras.

3.Codificación (codification).
Representa una muestra cuantificada en un número binario, es decir mediante códigos preestablecidos, la señal analógica se transformará en un tren de impulsos de señal digital (sucesión de ceros y unos).


Codecs utilizados en VoIP
Principales parámetros que los caracterizan:
•Bit rate (Kbps)
número de bits por segundo que deben ser transmitidos
•Tamaño de la muestra (Bytes)
es el número de bytes capturados por el Procesador Digital de Señales
•Intervalo de la muestra (ms)
es el intervalo de muestreo en el que el codec opera
•Sampling rate (KHz)
Es la frecuencia de muestreo de la señal de voz.
•Frame size
Representa cada cuantos milisegundos se envía un paquete con información sonora.
•MOS (Mean Opinion Score)
Indica una calificación numérica de la calidad de la señal de voz en el destino finalde la comunicación

Los codecs más utilizados
G.711
Este codec es un estándar de la ITU-T, codifica la voz a 64 Kbps utilizando
PCM. G.711 usualmente esta descrito como un descompresor que utiliza la
misma frecuencia de muestreo de la telefonía tradicional

G.729
Este codec es un estándar de la ITU-T, codifica la voz a 8 Kbps
posee una frecuencia de muestreo de 8 KHz y utiliza un
tamaño de cuadro de 10ms. utilizado en aplicaciones de Voz sobre IP,
debido a que brinda una alta compresión, esto quiere decir que utiliza poco
ancho de banda para su transmisión

G.723
Este codec es un estándar de la ITU-T, presenta un algoritmo de baja tasa de
compresión, posee dos versiones, 5.3 Kbps, 6.4 Kbps, G.723 brinda bajo
ancho de banda para su transmisión


Servidores de telefonía lP y PBX
Una PBX-IP sirve generalmente como el servidor usado en la telefonía IP.
La PBX tradicionales para (RTC/RDSI) ofrecen múltiples servicios desarrollados durante décadas
Gatekeeper (GK)
• Es un software que puede funcionar, por ejemplo, sobre Windows, Linux.
• Realiza el control para el procesamiento de la llamada en protocolo H.323.
• El principal parámetro del GK es la cantidad de llamadas cursadas en las horas pico.
• Proporciona la traducción de direcciones y el control de acceso a la red de los terminales H.323, Gateway.

MGC o Softswitch (Media Gateway Controller)
Es un software que contiene en su interior al GK (es el control de procesamiento con la red pública RTC


Gateway (GW)
Da la conectividad entre el mundo IP y el de telefonía convencional.
Realizan la emulación de interfaz FXO/FXS lo que permite adaptar una PBX a la VOIP. Se conecta a la PBX convencional por lado y a la red de transporte IP por el otro.
Funciones
• la conversión de codificación vocal;
• la supresión silencios y señalización DTMF;
• la supresión de eco;
• generar las conexiones RTP etc.

Routers
Los routers son dispositivos de conexión en la red IP que encaminan los datagramas basándose en las direcciones de red que llevan éstos en las cabeceras, operando con protocolos IP.


Teléfonos IP
Dispositivo hardware con forma de teléfono,aunque con la diferencia de que utiliza una conexión de red de datos, en lugar de una conexión de red telefónica
Tiene un interfaz de Red que soporte el protocolo IP y al menos un protocolo de VoIP

Softphones
Es un software que hace una simulación de teléfono convencional por computadora
Es parte de un entorno Voz sobre IP ya que su
instalación se limita a instalar un programa en nuestro equipo, contienen todos las funcionalidades que tienen los teléfonos IP.

Es gratuito, se distribuye bajo licencia Freeware.
➢Soporta los protocolos IAX2 y SIP.
➢Esta principalmente desarrollado para entornos Windows.
➢Soporta todas las funcionalidades básicas que necesitamos.




Software de servidor de VoIP
Software de código abierto que implementan las funciones de una centralita (PBX) y tenemos; OpenPBX, PBX4Linux, YATE, FreeSwitch y Asterisk.
Asterisk es una PBX (Phone Box eXchanger) software. Es decir, una Centralita Telefónica por Software. Es software libre (Open Source), desarrollado principalmente por la empresa DIGIUM, bajo licencia GLP, creado en C bajo linux
Se ejecuta en un PC standar (arquitectura x86,x86_64, ppc) bajo GNU/Linux, BSD, Sun Solaris.
Soporta todas las funcionalidades de las centralitas hardware
Funcionalidades adaptadas al usuario.

IVR
: Interactive Voice Response, gestión de llamadas con menús interactivos.


LCR:
Least Cost Routing, encaminamiento de llamadas por el proveedor VoIP más económico.


AGI:
Asterisk Gateway Interface, integración con todo tipo de aplicaciones externas.


AMI
: Asterisk Management Interface, gestión y control remoto de Asterisk.

✔ BB.DD:
Base de datos, usuarios, llamadas, extensiones, proveedores ...

Interfaces
Muy importantes para combinar y poder conectar los dispositivos de VoIP con los sistemas analógicos, estos son dos:

FXO (Foreign Exchange Office):
También se le denomina gateway y tal como se menciono anteriormente es el encargado de comunicar la Red IP con la PSTN, esta normalmente en servidor IP.

FXS (Foreign Exchange Station):
Esta tarjeta de Interfaz permite conectar teléfonos análogos o tradicionales a un computador, en este caso el Servidor IP. Asi, se pueden realizar y recibir llamadas desde teléfonos análogos tanto hacia el interior de la red LAN, o el exterior de esta red, como puede ser la PSTN u otra Red IP, llamados ATA
Virtualización
Permite que múltiples máquinas virtuales con sistemas operativos heterogéneos puedan ejecutarse individualmente, aunque en la misma máquina. Cada
máquina virtual tiene su propio hardware virtual, asi se cargan el sistema operativo y las aplicaciones.
Las máquinas virtuales se encapsulan en archivos, permitiendo guardar, copiar y proporcionar una máquina virtual de manera rápida.


Beneficios de la Virtualización
• División: Se pueden ejecutar múltiples aplicaciones y sistemas operativos en un mismo sistema físico.

• Aislamiento: Las máquinas virtuales están completamente aisladas entre sí y de la máquina host. Si existen fallas en una máquina virtual, las demás no se ven afectadas.

• Encapsulación: El entorno completo de la máquina virtual se guarda en un solo archivo, fácil de mover, copiar y resguardar. La aplicación reconoce el hardware virtual estandarizado de manera que se garantiza su compatibilidad.
Factores en la transmisión de Voz sobre IP o calidad de servicio QoS
Pérdida de paquetes
: Se producen en las redes IP, principalmente por congestión de en la redes o por fallos de comunicación.Cuando la pérdida de paquetes es inferior al 5 % los diferentes códec utilizados pueden corregir el error
Retardo o Latencia:
El retardo es la diferencia que existe entre el momento
en que una señal es trasmitida y el momento que una señal llega a su destino

El Jitter
es la variación en el retardo. En términos simples, es la diferencia entre el tiempo en que llega un paquete y el tiempo en que se cree que llegara el paquete
Eco:
El eco se produce por un fenómeno técnico que es la conversión de 2 a 4 hilos de los sistemas telefónicos, se evita
✔Supresores de eco , Canceladores de eco
COMPARITVA PRECIOS PROVEEDORES VOIP
IMPLANTACION VOZ IP EN
C.F.P. INGLAN
CONFIGURACION E INSTALACION BASADO EN ELASTIK
Elastix es una aplicación software para crear sistemas de Telefonía IP, que integran las mejores herramientas disponibles para PBXs basados en Asterisk en una interfaz simple y fácil de usar. Además añade su propio conjunto de utilidades y permite la creación de módulos de terceros para hacer este el mejor paquete de software disponible para la telefonía de código abierto.

Características:
• Dialplan de llamadas entrantes y salientes.
• Soporte para vídeo, es decir se puede hacer videollamadas.
• Soporte para virtualización, es decir, es posible correr varias máquinas virtuales de Elastix dentro de una misma caja.
• FreePBX, (interfaz web para el usuario realmente amigable) para la administración de una centralita IP basada en Asterisk.
• Soporte multilenguaje.
• Correo de voz a Email.
• IVR configurable y flexible
• Herramientas para la creación de extensiones
NSTALACION Y CONFIGURACION DE ELASTIX
La instalación de Elastix se a hecho en una maquina virtual, para ello se ha necesitado la utilización de VirtualBox con las siguientes parámetros para la instalación de Elastix:

• Memoria RAM: 512 KB
• Disco duro de 10 GB
• Sistema operativo: Linux
• El adaptador de red: en modo Adaptador Puente
INSTALACION Y CONFIGURACION DE ELASTIK
• Elección del idioma y también el idioma del teclado “Es”
• Zona horaria de nuestra región.
• En la configuración de red activamos las opciones “activar al inicio” y “activar soporte IPv4”. Luego las IP, mascara del red, puerta de enlace y DNS se puede configurar con el comando SETUP mas adelante cuando se haya finalizado la instalación.
INSTALACION Y CONFIGURACION DE ELASTIK
• Luego una vez accedido como root, con el comando setup en la opción “configuración de red” y luego en “editar dispositivos” para configurar la IP que va a tener el servidor, con todos los parámetros que aparecen en la imagen. Los DNS se configuran en la opción anterior donde pone “Editar la configuración de DNS”. Luego se cierra y se Guarda los cambios.
• Luego con el comando service network restart para reiniciar los servicios y aplicar los cambios en la red.
• Y ya empieza la instalación de Elastix y sus paquetes
• Para acceder al modo grafico, se va acceder desde una maquina cliente, en este caso va ser un Windows, la configuración de la red de Windows debe estar dentro del segmento de la dirección IP que está configurado en Elastix.
Usando un navegador en Windows ponemos la IP que tiene Elastix, en este caso es 192.168.1.200, entonces aparecerá el entorno grafico pero antes para poder acceder debemos loguearnos con el nombre de usuario (por defecto admin) y la contraseña (la que se estableció en la instalación de Elastix). Y ya tenemos en entorno gráfico.
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