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7/24/2019 04_Intro_Voip.pdf

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TELEFON IP B S D EN

STERISK

04 INTRODUCCIN A LA VOIPIng. Daniel Flores C.ITIL FoundationElastix Certified Engineer

NIVEL I


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INTRODUCCIN A LA VOIP

Captulo IV


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Qu esVoIP?

La 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.


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VoIP:Una sopa de protocolos


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Qu esVoIP?

La voz se paquetiza para poder ser transmitida en una red IP.

El protocolo IP no fue diseado especficamente para transportar

voz.

Sin embargo, miles de personas en todo el mundo trabajan todoslos das para hacer de este un problema menor.


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Voz sobre IP (1)

Ventajas de laVoIP:

Mejor utilizacin de los recursos

Costo inferior de equipos

Mantenimiento y Gestin centralizada

Movilidad


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Voz sobre IP (2)

Mitos de la telefona IP:

Solo funciona en Internet.

Los terminales son caros y complicados de utilizar.

Tengo que renovar toda la infraestructura actual.

Tengo que cablear una boca de red en cada puesto para un

telfono IP.


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Sealizacin deVoIP (1)

Al igual que con la telefona tradicional es necesario sealizar lasllamadasVoIP.

Existen algunas alternativas aqu de protocolos de sealizacin como

SIP,H323,MGCP,IAX2,entre otros.

Los ms populares sobreAsterisk son SIP e IAX.


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Sealizacin deVoIP (2)

Con respecto a SIP o H323, muchas personas se confunden y

lapiensan que la voz se transmite por este

sealizacin.

protocolo pero es slo

SIP (Session Initiation Protocol) es el

mayor fuerza en la actualidad.

estndar que ha ganado

Hay esfuerzos para que pronto entienda como tratar texto lo cual

aumentara la funcionalidad de varios desarrollos dirigidos a voz

sobre IP.


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Transporte deVoIP (1)

El transporte de la voz se lleva a cabo por el protocolo RTP.

RTP significa RealtimeTransport Protocol.

El protocolo RTP es quien realmente transporta el audio codificado.

RTP se transporta sobre UDP.


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SIP es independiente del protocolo de transporte y puede setransmitida porTCP o UDP

En versiones de Asterisk anteriores a 1.6 el audio se transmite por RT

una vez que se haya negociado el puerto de red entre Elastix y e

endpoint o telfono.

Desde la versin 1.8 de Asterisk SIP puede transmitirse por cualquier

de estos dos protocolos.


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Elastix prioriza el transporte de SIP por UDP por una raznimportante:

UDP no agrega informacin adicional a los paquetes IP lo cual

idneo para aplicaciones de tiempo real como la voz.

es


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Para configurar el protocolo de transporte que debe usar SIP,simplemente se especifica transport=tcp en sip.conf para

o troncal que requiramos.

cada interno

Esta no es una configuracin diseada para un usuario

administrador.

final sino un

Por si aun no est claro,SIP es un protocolo de sealizacin


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Trabajando en los protocolos (1)

Hablemos un poco ms de la la combinacin SIP + RTP.

SIP establece la sesin (puertos, codecs, direcciones, etc.) y una vez

acordado con el otro extremo, los fragmentos de voz viaja

encapsulados dentro de paquetes RTP.

Estos dentro de paquetes UDP y finalmente dentro de paquetes IP.

El protocolo SIP trabaja escuchando las peticiones en los puerto

UDP 5060 - 5062 por defecto.


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Relacin entre protocolos


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Una llamada originada desde un telfono IP hacia nuestro Elastix

Server, en realidad se trata de un mensaje SIP que indica

intencin de iniciar una sesin y cuyo destino ser la direccin IP

del Servidor ELX y el puerto UDP 5060 del mismo.


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Por el contrario, si nuestro Elastix Server, enva una llamada a un

interno,mandar un mensaje SIP con destino en la direccin IP de

telfono y al puerto UDP 5060 del mismo.


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Una vez establecida la llamada,el flujo de audio es intercambiado por el

protocolo RTP en los puertos10.000 al 20.000 UDP (por defecto).


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El protocolo IAX (1)

IAX2 es robusto, lleno de novedades, muy simple y liviano, en

comparacin con otros protocolos.

Es como un hbrido, ya que sealiza y transporta la voz al mismo

tiempo.

IAX2 utiliza un nico puerto UDP:4569 (por defecto)

El trfico de voz es transmitido in-band, lo que hace a IAX2 un

protocolo casi transparente a los firewalls.


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IAX2 fue desarrollado por Mark Spencer y es un protocolo de cdigo

abierto propietario deAsterisk

No es un protocolo difundido en la industria para otras distribuciones

Este protocolo es ideal para la creacin de troncales entre dos IP-PBX

en una corporacin y que estn remotas; no tenemos problemas

relacionados con NAT.


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IAX se diferencia de SIP,en que este ltimo utiliza una cadena RTP ou

of-band para entregar la informacin.


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Sobre SIP e IAX (1)

Aunque ambos son protocolos de sealizacin,el mercado ha marcad

la pauta en la utilizacin de ambos.

El 99% de los telfonos IP son fabricados basados en el protocolo SIP

IAX por otro lado es muy utilizado para la creacin de troncales

que un simple enlace permite enviar datos y sealizacin por mltiplcanales.


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Sobre SIP e IAX (2)

IAX por otro lado est limitado al mercado basado en Asterisk, SIP e

ms universal.

Aunque hay softphones que utilizan IAX, no es comn ver usuario

finales utilizando este protocolo.

Esto est relacionado con la costumbre del usuario de levantar utelfono para una llamada.

Usaras tu un softhphone? Ms adelante veremos uno


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El proceso de codificacin (1)

Para transmitir voz sobre el protocolo IP, la informacin

intercambiar debe sufrir una serie de transformaciones de

forma y secuencia.

a

su

Voz Micrfono Digitalizacin Fragmentacin en paquetes

La voz es una onda analgica que necesita transformarse a digitalen algn formato antes de ser fragmentada en paquetes.

Antes de proseguir veamos algo relacionado con la

digitalizacin.


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Digitalizacin de voz (1)

Convertir la onda elctrica analgica en una seal digital. Es decir q

pueda ser traducida aunos y ceros.

En la prctica digitalizar la voz no es otra cosa que tomar muestras damplitud de la seal a intervalos regulares.

La frecuencia de estos intervalos se calcula mediante el teorema

Nyquist.

La voz digitalizada es ms inmune al ruido.La calidad es mejor.


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Digitalizacin de voz (2)

valor

132131

130

129

128

127

126

125

124

123

122

tiemp

131 125 123 129 128 125 128 129 125 126 131 126 123

10000011 01111101 01111011 01111011


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Teorema de Nyquist

Establece la mnima frecuencia de muestreo para que la onda se

pueda reconstruir en destino igual a la original.

Nyquist slo determina una frecuencia mnima.

Tericamente los valores muestreados deben ser exactos,pero en

la prctica esto se redondea a un nmero finito de bits.


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Teorema de Nyquist

Esta frecuencia mnima es 2 veces el ancho de banda que sequiere muestrear:fm 2 BW

Por ejemplo:

Si en el telfono se transmite voz de 400Hz a 4,000Hz se

necesitar como mnimo el doble, es decir 8,000Hz para

muestrear esa seal.

Ahora tienen una idea de ancho de banda necesario para la

voz sin codificar.


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Volviendo al proceso de codificacin

Para transmitir la voz adecuadamente se la codifica,

codificarla que se la monta sobre RTP.

luego de

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.


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Los codecs realmente no son exclusivos de la VoIP pues tambin se

elusan en otros tipos de comunicaciones digitales y para

almacenamiento de informacin.

La palabra codec proviene de abreviar las palabras codificacin

decodificacin.

y

Por lo tanto, una vez digitalizada la voz, se la codifica segn un

CODEC usando los smbolos 0 y 1.


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En

en

la etapa siguiente ese flujo de informacin codificada, se fragmenta

paquetes y se transmite.

En el receptor, los paquetes se agrupan formando el flujo codificado

original, para que finalmente se decodifique el flujo segn el CODEC

con el que viene codificada desde el trasmisor.

Existen diferentes codecs,cada uno con sus pros y contras.


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Codecs (1)

Elastix soporte una gran variedad de codecs y resaltaremos lo

principales para configurar y utilizar en nuestras comunicaciones:

G.711

G.729

GSM


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G.711 (1)

Uno 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 (us

en USA).


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G.711 (2)

Ventaja 1:Buena calidad de voz ya que usa 64kbit/s, es decir un muestr

de 8 bits a 8kHz.

Ventaja 2:Ya viene habilitado en Elastix,no hay que pagar por l.

Desventaja: Ocupa mucho ancho de banda. No es recomendable p

conexiones con poco BW.


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G.729

Tambin un codec muy popular.

Licenciado por Intel.

Ventajas: Una muy grande y es que comprime muy bien la voz deterioro significativo de la calidad.

Desventaja 1:Se licencia por canal de voz.Aproximadamente USD$10 p

canal.

Desventaja 2:Pese a que no deteriora significativamente la voz la calidadmenor que si se usa G.711.


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GSM

Tambin bueno comprimiendo voz.

Est relacionado con el estndar de telefona celular GSM(Global Systfor Mobile communications),de all su nombre.

Comprime muy bien la voz con una calidad similar a celular.

Viene habilitado por defecto en Elastix.

Bueno como alternativa a G.729 aunque su calidad de audio ligeramente inferior a G.729.


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Sobrecarga de protocolos (1)

Los diversos protocolos envian data adicional a la voz.

Tenemos a Ethernet, IP, UDP, RTP.

Eso hace que el ancho de banda real para transmitir voz sea mayor

del codec.


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Por ejemplo, para transmitir voz usando G.711 en teora deberamo

usar 64Kbps (peso del codec) pero en realidad usamos 95.2Kbps d

BW.

En otros codecs ms compresores la sobrecarga es incluso m

significativa (porcentualmente hablando).


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Calculemos el ancho de banda para G.711

Bytes transmitidos cada 20ms

38 + 20 + 12 + 8 + 160 = 238 bytes

Bits transmitidos cada 20ms

238 bytes * 8 bits/byte = 1904 bits

Bits transmitidos cada segundo

1904 bits/frame * 50 frames/seg.= 95,200 bits/segundo = 95.2Kbps!


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Comparativa Codecs

Tabla de ancho de banda real para algunos codecs (usando Ethernet):

* Para estos cdec,otros anchos de banda tambin pueden ser usados.

Codec BW codec BW real (ethernet)

G.711 64 Kbps 95.2 Kbps

G.726* 32 Kbps 63.2 Kbps

iLBC* 15.2 Kbps 46.4 Kbps

GSM 13 Kbps 43.7 Kbps

G.729A 8 Kbps 39.2 Kbps


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La calidad de voz QOS (1)

La voz sobre IP requiere en el 90% de los casos una infraestructur

de red de datos .

Para los usuarios las diferencias tecnolgicas existentes frente a la re

de telefona tradicional deben ser totalmente transparentes.

Debemos conseguir que la infraestructura ofrezca una calidad d

servicio similar a la red telefnica tradicional


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La calidad de voz QOS (2)

Factores que afectan la QoS

Retardo

Jitter

Prdida de paquetes

ECO


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Asterisk

A t i k (1)


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Asterisk (1)

Asterisk es un framework de cdigo abierto, para desarrolla

aplicaciones de comunicaciones:

Centrales telefnicas.

Gateways de protocolos.

Servidores de conferencias, de buzones de voz,de

etc.

msica en espera

Plataforma para desarrollo de sistemas de call center.

A t i k (2)


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Asterisk (2)

Es parte del core de Elastix.

Es lo que provee a Elastix de todas las funcionalidades vinculadas a la

telefona (IP PBX y Call Center Module).

Asterisk por si solo no es una central telefnica,sino que mediante

programacin y un amplio conocimiento del software a bajo nivel

podemos convertirla en tal dispositivo.

A t i k (3)


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Asterisk (3)

Asterisk (4)


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Asterisk (4)

De esta tarea ya se encarga Elastix, simplificndonos el trabajo

configuracin,logrando que podamos abstraernos de trabajo con cdig

nivel de consola.

Asterisk (5)


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Asterisk (5)

Asterisk es un sistema complejo.

Esta basado en mdulos que proporcionan funcionalidades

especficas.

Cuenta con archivos de configuracin que describen el

comportamiento de Asterisk, archivos de logs y mltiples

directorios dentro de Linux,donde realiza su trabajo.

Asterisk (6)


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Asterisk (6)

Su conocimiento extenso escapa el alcance de este curso!

Sin embargo, se recomienda que un administrador con el tiempo

debe incorporar dichos conocimientos.

El curso ECE,tiene varios captulos dedicados a la profundizacin de

Asterisk.

Dispositivos terminalesVoIP


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Telfonos IP



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Softphones

ProveedoresVoIP (1)


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ProveedoresVoIP (1)

En la actualidad hay un nmero creciente de proveedores de telefona

VoIP.

El hecho de que podamos contratar una lnea y configurarla en

minutos en nuestro servidor Elastix tiene un valor importante.

Un proveedor VoIP puede terminar las llamadas en cualquier abonado

de telefona fija o mvil del mundo.

Una de las ventajas de esta clase de proveedores es el costo.

ProveedoresVoIP (2)


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ProveedoresVoIP (2)

Tecnologa ms barata por diseo

Un nmero creciente de empresas proveedores cada ao.

Teniendo en cuenta que podemos usar el enlace de internet, que

enprobablemente

infraestructura.

ya tiene nuestra empresa, reduce el costo

ProveedoresVoIP (3)


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ProveedoresVoIP (3)

ProveedoresVoIP (4)


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ProveedoresVoIP (4)

Los proveedores ofrecen normalmente dos tipos de conexiones:

A travs de una "troncalVoIP,directo a nuestra red o al servidor.

A travs de la instalacin de un modem y nos entregan un cable

fsico conectado a un backbone para VoIP.

Al momento de contratar un servicio de este tipo es importante qu

nos garanticen el ancho de banda y una cantidad de llamada

concurrentes

ProveedoresVoIP (5)


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ProveedoresVoIP (5)

ProveedoresVoIP (6)


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ProveedoresVoIP (6)

Existen algunos proveedores que nos

proporcionan un usuario y password SIP

Nuestro equipo enva llamadas hacia una

direccin IP en la nube usando nuestro propio

acceso a internet.

Integracin con la telefona tradicional (1)


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g ( )

Hacer la transicin aVoIP no tiene que ser un desafo.

En ocasiones una empresa programa esta transicin utilizando el

equipamiento que aun tiene en operacin:

lneas telefnicas,telfono,PBX,no tienen porque ser obsoletos.

Elastix puede interactuar con todos ellos, a travs de algn

dispositivo especfico.



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g ( )

Podemos seguir manteniendo toda nuestra infraestructura si es

necesario y planificar adecuadamente el presupuesto necesario.

Diferentes tipos de interfaces permiten a Elastix interactuar con

estndares de comunicacin convencionales:

Tarjetas PCI:analgicas,digitales

Gateways:FXO,FXS,Digitales

Dispositivos paraAlta Disponibilidad



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g ( )

La forma comn de hacer esta integracin es a travs de los

puertos disponibles que tenga la PBX.

En ocasiones estas, tienen puertos SIP disponibles lo cual facilita

enormemente el trabajo.

Lo importante es entender que al ser Elastix una solucin de

cdigo abierto todo es posible.

Escenario de una IP-PBX comn


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