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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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Transporte deVoIP (2)
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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Transporte deVoIP (3)
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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Transporte deVoIP (4)
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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Trabajando en los protocolos (2)
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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Trabajando en los protocolos (3)
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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Trabajando en los protocolos (4)
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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El protocolo IAX (2)
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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El protocolo IAX (3)
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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El proceso de codificacin (2)
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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El proceso de codificacin (3)
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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El proceso de codificacin (4)
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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Sobrecarga de protocolos (2)
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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Sobrecarga de protocolos (3)
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Sobrecarga de protocolos (4)
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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Dispositivos terminalesVoIP
Telfonos IP
Dispositivos terminalesVoIP
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Dispositivos terminalesVoIP
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.
Integracin con la telefona tradicional (2)
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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
Integracin con la telefona tradicional (3)
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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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