INSTITUTO TECNOLOGICO DE MATEHUALA

FORMULACION Y EVALUACION DE PROYECTOS

ING. JESUS ALBERTO GARZA ORTEGA

Proyecto De Tecnologías de Voz Ip (Ip Vox)

ESTUDIO E IMPLEMENTACION DE SERVICIOS DE VOZSOBRE IP EN UNA EMPRESA, MEDIANTE LA UTILIZACION

DE SOFTWARE LIBRE ASTERISK EN GNU/ LINUX

JUAN DIEGO MEDINA LIRA

INDICE:

Introducción……………………………………………………………………………………………………...1Justificación……………………………………………………………………………………………………...2Planteamiento Del Problema………………...………………………………………………………………...3Objetivos Generales……………………………………………………………………………………..3

Misión……………………………………………………………………………………………………….3

Visión………………………………………………………………………………………………………..3Objetivos Específicos…………………………………………………………………………………..4Marco Teórico…………………………………………………………………………………………………...4¿Que es VoIP? ¿Que es la Telefonía IP?..............................................................................................4¿Porque usar VoIP?...............................................................................................................................4Telefonía IP vs. Telefonía Convencional……………………………………………………………………..5¿Porque la Telefonía IP es más barata?...............................................................................................6La Conmutación de Circuitos Hoy en Día……………………………………………………………………6Los Tiempos Muertos en las Comunicaciones………………………………………………………………7Intercambio de Paquetes en la Telefonía IP…………………………………………………………………7Tipos de Comunicación en la Telefonía IP…………………………………………………………………...7Ventajas de la Telefonía IP, ¿Porque utilizar VoIP?..............................................................................8Desventajas de la Telefonía IP…………………………...…………………………………………………...9Codecs en la Telefonía IP, Codecs VoIP………………………………………...…………………………10Protocolos en la Telefonía IP, Protocolos VoIP…………………………………………………………….11Elementos………………………………………………………………………………………………………12Funcionalidad…………………………………………………………………………………………………..12Móvil…………………………………………………………………………………………………………….13Repercusión en el comercio………………………………………………………………………………….13Estándar VoIP (H.323)…………………………………………..……………………………………………13Arquitectura de red……………………………………………………………………………………………14

Parámetros de la VoIP………………………………………………………………………………………..15

Codecs………………………………………………………………………………………………………….15

Retardo o latencia……………………………………………………………………………………………..16

Calidad del servicio……………………………………………………………………………………………17

Perspectivas a futuro………………………………………………………………………………………….17

DFD……………………………………………………………………………………………………………..18

Conclusiones…………………………………………………………………………………………19

Introducción

La red Telefónica, la cual, acarrea costos considerables que ahora con la Telefonía

VoIP(Voz Sobre Ip, Llamadas por Internet ) pueden reducirse en gran medida trayendo

consigo nuevas oportunidades de negocio y de múltiples opciones de servicio.

La Telefonía VoIP abre un espacio muy importante dentro del universo que es

Internet. La posibilidad de estar comunicados a costos más bajos dentro de las Empresas y

fuera de ellas, es la puerta de entrada de nuevos servicios apenas imaginados, entre

muchas otras prestaciones.

Básicamente VoIP implica la transmisión de llamadas de Voz normales a través de la

red de datos IP o de Internet, cubriendo las necesidades básicas en cualquier empresa:

Internet y Telefonía.

GNU/Linux ha mostrado ser un sistema operativo apto para soluciones de negocios

para servidores y para escritorios, teniendo en sí la mayor ventaja de ser Software Libre, esto

implica un alto grado de desarrollo y corrección de errores de una manera eficiente.

Actualmente existen varias alternativas de Software que utilizan protocolos abiertos

para soluciones de Voz Sobre IP usando servidores GNU/Linux, estas soluciones pueden ser

Free SWITCH, Open PBX, PBX4 Linux, YATE, etc., pero una de las principales por su

funcionabilidad es Asterisk, el cual es un programa que provee una Central Telefónica Privada

IP o PBX IP, totalmente escalable y funcional. Además de poseer todas las funciones básicas y

ser una solución de bajo costo, contiene diversos recursos avanzados encontrados solamente

en las PBX con nivel de calidad y elevados costos. Asterisk es capaz de suplir todas las

necesidades presentadas por pequeñas, medianas y grandes Empresas.

En este trabajo se estudiará y demostrará como la implementación de la Tecnología VoIP a

través de un Servidor con Sistema Operativo Linux en conjunto con el Software libre Asterisk, será una

solución viable para una Empresa para ser capaz de sustituir las costosas PBX. Este dispositivo no

solo ha de hacer las funciones de enrutamiento de llamadas VoIP, sino que al mismo tiempo deberá de

servir como Gateway a otras redes de voz como la red PSTN.

Se estudiará también los protocolos y Codecs que soporta Asterisk para la

tecnología de VoIP, abordando la instalación y configuración de los Software que se

requieren, realizando también la compatibilidad con el Hardware por medio de la instalación

y configuración del mismo.

Justificación  

La extendida organización de una nueva tecnología rara vez ocurre sin una clara y sostenible justificación, y este es el caso de VoIP. Beneficios demostrables al usuario final son también necesarios si los productos deVoIP (y servicios) son para ser un suceso alargo plazo.

Generalmente los beneficios de la tecnología pueden ser divididos dentro de las siguientes cuatro categorías:

REDUCCION DE COSTOS: Si bien el reducir los costos de las llamadas de larga distancia es siempre un tema popular y puede proporcionar una buena razón para introducir VoIP, el actual ahorro a largo plazo será aun sujeto de debate en la industria.

SIMPLIFICACION: una infraestructura integrada que soporta todas las formas de comunicación permitiendo mayores tandarización y reducción del total de equipo competitivo.

CONSOLIDACION: desde que la gente esta entre los elementos de costo más significativos en una red, cualquier oportunidad para combinar operaciones, para eliminar puntos defalla, y para consolidar los sistemas de cuenta podría ser beneficioso.

APLICACIONES AVANZADAS: aunque la telefonía básica y facsímil son las aplicaciones iniciales para VoIP, a largo plazo se espera que los beneficios sean derivados de las aplicaciones multimedia y multiservicio.

Planteamiento del Problema

El problema se enfoca a que hace unos años atrás, la migración del sistema de

Telefonía convencional al sistema de VoIP dependía de una elevada inversión inicial, donde

solamente las grandes Empresas eran capaces de realizar dicho cambio. Ese elevado costo

era alimentado por las soluciones propietarias que se encontraban en el mercado.

Luego surgió un Software que funciona en Linux, el cual tiene Licencia GPL que es

capaz de realizar las funciones de una Central de Telefonía Privada IP, analógico, digital y

otras funciones más. El Software creado fue Asterisk, que junto con los Hardware creados para

Voz sobre IP hacen posible que el costo de esta tecnología quede accesible a pequeñas y

medianas empresas, así como también a usuarios residenciales.

Se demostrará como la implantación de la tecnología VoIP de Asterisk será una

solución viable para una Empresa de Servicios de Soporte Técnico, entre los distintos

departamentos de la Empresa y técnicos en terreno que puedan acceder a Internet para

conectarse con el servidor Asterisk, que tiene como objetivo resolver los problemas y atender

las necesidades enfrentadas con aplicaciones avanzadas en telefonía, así como una posible

reducción en los costos de las llamadas locales y larga distancia.

Se buscará la mejor alternativa para evitar la desventaja mas importante que presenta

la Voz sobre IP en lo que respecta a QoS (Quality of Service), ya sea esta solución a nivel de

Software o Hardware.

Objetivos Generales.

Estudiar y presentar el Software Asterisk como solución para implementación de la

Tecnología VoIP, mostrando todas sus funcionalidades y particularidades que lo tornan una

opción viable para reducir los costos de llamadas de la Empresa.

Misión

Ofrecer el servicio de Voz ip(Boss Ip , Ip Vox) , ayudando a reducir los costos de

comunicación con ayuda de una aplicación para Pc o Movil (Asterisk ).

Visión

Ser un prestador de servicios de telefonia de Voz Ip en la region .

Reducir costos cada vez mas.

Utilizar Servidor Propio

Ser Prestigado y reconocido en la region.Objetivos Específicos.

-Buscar la mejor opción en Hardware para implementar la soluciónde una Central Telefónica IP-Estudiar y determinar los mejores protocolos de Voz sobre IP ycodecs.

-Determinar qué tipo de aplicaciones se pueden implementar sobre conexiones de VoIP, los que

pueden ser servicios como fax, operadora virtual, voice mail, desvío de llamadas, música en

espera, CallerID (identificación de llamada), salas de conferencia o grabación de llamadas.-Especificar los requerimientos de los diversos elementos queinteractúan y hacen posible la comunicación de Voz sobre IP.-Gestionar el sistema para que funcione de la forma óptima en todaslas condiciones de carga.

Marco Teórico

¿Que es VoIP? ¿Que es la Telefonía IP?

VoIP proviene del ingles Voice Over Internet Protocol, que significa "voz sobre un protocolo de internet". Básicamente VoIP es un método por el cual tomando señales de audio analógicas del tipo de las que se escuchan cuando uno habla por teléfono se las transforma en datos digitales que pueden ser transmitidos a través de internet hacia una dirección IP determinada.

¿Porque usar VoIP?

El VoIP permite la unión de dos mundos históricamente separados, el de la transmisión de voz y el de la transmisión de datos. Entonces, el VoIP no es un servicio sino una tecnología. VoIP puede transformar una conexión standard a internet en una plataforma para realizar llamadas gratuitas por internet. Usando algunos de los software gratuitos para llamadas VoIP que están disponibles en internet estamos salteándonos a las compañías tradicionales de telefonía, y por consiguiente, sus tarifas.

En el pasado, las conversaciones mediante VoIP solían ser de baja calidad, esto se vio superado por la tecnología actual y la proliferación de conexiones de banda ancha, hasta tal punto llego la

expansión de la telefonía ip que existe la posibilidad de que usted sin saberlo ya haya utilizado un servicio VoIP, por ejemplo, las operadoras de telefonía convencional, utilizan los servicios del VoIP para transmitir llamadas de larga distancia y de esta forma reducir costos.

Se sabe que va a llevar algún tiempo pero es seguro que en un futuro cercano desaparecerán por completo las linas de teléfono convencionales que utilizamos en nuestra vida cotidiana, el avance tecnológico indica que estas serán muy probablemente reemplazadas por la telefonía IP.

Telefonia IP vs. Telefonia Convencional

Los sistemas de telefonía tradicional están guiados por un sistema muy simple pero ineficiente denominado conmutación de circuitos. La conmutación de circuitos a sido usado por las operadoras tradicionales por mas de 100 años. En este sistema cuando una llamada es realizada la conexión es mantenida durante todo el tiempo que dure la comunicación. Este tipo de comunicaciones es denominada "circuito" porque la conexión esta realizada entre 2 puntos hacia ambas direcciones. Estos son los fundamentos del sistema de telefonía convencional.

¿Como funciona una comunicación en Telefonía IP?

Para entender como funciona una comunicación en telefonía IP primero vamos a definir como funciona una comunicación mediante el sistema de telefonía convencional de conmutación de circuitos.

Así es como funciona una llamada típica en un sistema de telefonía convencional:

1. Se levanta el teléfono y se escucha el tono de marcado. Esto deja saber que existe una conexión con el operador local de telefonía.

2. Se disca el número de teléfono al que se desea llamar.3. La llamada es transmitida a trabes del conmutador (switch) de su operador apuntando hacia el

teléfono marcado.4. Una conexión es creada entre tu teléfono y la persona que se esta llamando, entremedio de

este proceso el operador de telefonía utiliza varios conmutadores para lograr la comunicación entre las 2 líneas.

5. El teléfono suena a la persona que estamos llamando y alguien contesta la llamada.6. La conexión abre el circuito.7. Uno habla por un tiempo determinado y luego cuelga el teléfono.8. Cuando se cuelga el teléfono el circuito automáticamente es cerrado, de esta manera

liberando la línea y todas las líneas que intervinieron en la comunicación.

Ahora, para definir como funciona una comunicación en un entorno VoIP, vamos a suponer que las dos personas que se quieren comunicar tienen servicio a traves de un proveedor VoIP y los dos tienen sus teléfonos analógicos conectados a traves de un adaptador digital-analógico llamado ATA.

Así funcionaria una comunicación mediante Telefonía VoIP entre estos 2 teléfonos:

1. Se levanta el teléfono, lo que envía una señal al conversor analógico-digital llamado ATA.2. El ATA recibe la señal y envía un tono de llamado, esto deja saber que ya se tiene conexión a

internet.3. Se marca el numero de teléfono de la persona que se desea llamar, los números son

convertidos a digital por el ATA y guardados temporalmente.4. Los datos del número telefónico son enviados a tu proveedor e VoIP. Las computadoras de tu

proveedor VoIP revisan este numero para asegurarse que esta en un formato valido.5. El proveedor determina a quien corresponde este número y lo transforma en una dirección IP.6. El proveedor conecta los dos dispositivos que intervienen en la llamada. En la otra punta, una

señal es enviada al ATA de la persona que recibe la llamada para que este haga sonar el teléfono de la otra persona.

7. Una vez que la otra persona levanta el teléfono, una comunicación es establecida entre tu computadora y la computadora de la otra persona. Esto significa que cada sistema esta esperando recibir paquetes del otro sistema. En el medio, la infraestructura de internet maneja los paquetes de voz la comunicación de la misma forma que haría con un email o con una página web. Cada sistema debe estar funcionando en el mismo protocolo para poder comunicarse. Los sistemas implementan dos canales, uno en cada dirección.

8. Se habla por un periodo de tiempo. Durante la conversación, tu sistema y el sistema de la persona que se esta llamando transmiten y reciben paquetes entre si.

9. Cuando se termina la llamada, se cuelga el teléfono. En este momento el circuito es cerrado.10.El ATA envía una señal al proveedor de Telefonía IP informando que la llamada a sido

concluida.

¿Porque la Telefonía IP es más barata?

Para explicar esto vamos a definir los gastos que implicaba una comunicación por conmutación de circuitos. A comienzos de la telefonía convencional, a mediados de 1960, cada llamada debía tener un cable dedicado yendo de una punta a la otra de la comunicación durante todo el tiempo que durara la misma. Entonces, si por ejemplo una persona ubicada en Argentina tuviera que realizar un llamado a otra persona en España los conmutadores de su operadora telefónica conectarían cables a lo largo de todo el recorrido para formar un camino entre los 2 extremos de la comunicación.

En este caso si la llamada durara 10 minutos se usarían esos cables conmutados que van a lo largo de todo el recorrido entre España y Argentina a lo largo de la duración de la conversación. Esto hacia que las comunicaciones a larga distancia fueran muy caras.

La Conmutación de Circuitos Hoy en Día:

Hoy en día las comunicaciones telefónicas son mucho mas eficientes por eso cuestan menos. Las voces son digitalizadas, y tu voz, puede viajar junto con muchas otras a trabes de un cable de fibra óptica por la mayoría del trayecto (sigue habiendo un pedazo de cable dedicado, que es el que va justo hacia tu casa). Esas llamadas son transmitidas a una calidad de 64kb por segundo (kbps) en cada dirección, por un total de transmisión de 128kb (64kb de ida y 64kb de vuelta). Como existen 8Kb en un KiloByte (KB), esto se transada en una transmisión de 16KB por cada segundo que el circuito esta abierto, y 960KB cada minuto que esta abierto. Entonces, en una comunicación de 10

minutos, el total transmitido seria de 9,600KB, lo que es prácticamente equivalente a 10 megas. Si observaras una conversación típica te darías cuenta fácilmente que mucha de esta información es malgastada.

Los Tiempos Muertos en las Comunicaciones:

Cuado estas hablando, la otra parte esta escuchando, lo que significa que solo la mitad de la conexión se encuentra en uso en un momento dado. Basado en eso, podemos deducir que se podría cortar el tamaño de la conversación justo a la mitad, osea 4,7MB siempre manteniendo la misma calidad de comunicación.

Además, una gran cantidad de tiempo en las conversaciones es tiempo muerto, tiempo en el que ninguno de los dos habla. Si pudiéramos remover esos intervalos de tiempo muerto el tamaño de la conversación seria todavía más pequeño. Entonces, en lugar de enviar una cadena continua de bits (ambos de silencio o ruidos), que pasaría si solo enviamos paquetes en los momentos que se produce ruido, cuando se crean. Esa es la base del intercambio de paquetes, la alternativa a conmutación de paquetes.

Intercambio de Paquetes en la Telefonia IP

Mientras que la conmutación de paquetes mantiene la conexión abierta y constante, el intercambio de paquetes que utilizan la telefonía IP solo abre una pequeña conexión, suficientemente extensa para enviar una pequeña porción de información llamada paquete, de un sistema a otro, esto funciona así:

La computadora que envía divide la información en pequeños paquetes, con una dirección en cada un indicando a los dispositivos de red donde enviar los mismos.

Adentro de cada paquete hay una porción de la información que se esta enviando, la voz. La computadora emisora envía un paquete al router más cercano y se olvida del mismo. El

router cercano envía el paquete a otro router que se encuentre mas cerca del destino, ese router se lo envía a otro que se encuentra todavía mas cerca del destino, ese a otro mas cerca, y así..

Cuando la computadora receptora finalmente recibe los paquetes (que pueden haber tomado caminos completamente diferentes para haber llegado ahi). Usa las instrucciones contenidas en los paquetes para rearmar los datos en su estado original.

El intercambio de paquetes es muy eficiente. Deja a la red enviar los paquetes a lo largo de las rutas menos congestionadas. También libera a las computadoras de forma que estas pueden también aceptar información proveniente de otras computadoras.

Tipos de Comunicación en la Telefonia IP

Utilizando VoIP no existe solo una sola forma de realizar una llamada, vamos a analizar las distintas opciones que nos presenta esta tecnología:

ATA: (analog telephone adaptor) Esta es la forma mas simple. Este adaptador permite conectar teléfonos comunes (de los que utilizamos en la telefonía convencional) a su computadora o a su red para utilizarlos con VoIP. El adaptador ATA es básicamente un transformador de analógico a digital.Este toma la señal de la linea de teléfono tradicional y la convierte en datos digitales listos para ser transmitidos a trabes de internet. Algunos proveedores de VOIP están regalando adaptadores ATA junto con sus servicios, estos adaptadores ya vienen preconfigurados y basta con enchufarlos para que comiencen a funcionar.

Teléfonos IP (hardphones): Estos teléfonos a primera vista se ven como los teléfonos convencionales, con un tubo, una base y cables. Sin embargo los teléfonos ip en lugar de tener una ficha RJ-11 para conectar a las líneas de teléfono convencional estos vienen con una ficha RJ-45 para conectar directamente al router de la red y tienen todo el hardware y software necesario para manejar correctamente las llamadas VOIP. Próximamente, teléfonos celulares con Wi-Fi van a estar disponibles permitiendo llamadas VOIP a personas que utilicen este tipo de teléfonos siempre que exista conectividad a internet.

Computadora a Computadora: Esta es la manera mas fácil de utilizar VoIP, todo lo que se necesita es un micrófono, parlantes y una tarjeta de sonido, además de una conexión a internet preferentemente de banda ancha. Exceptuando los costos del servicio de internet usualmente no existe cargo alguno por este tipo de comunicaciones VoIP entre computadora y computadora, no importa las distancias.

Ventajas de la Telefonia IP, ¿Porque utilizar VoIP?

La primer ventaja y la mas importante es el costo, una llamada mediante telefonía voip es en la mayoría de los casos mucho mas barata que su equivalente en telefonía convencional. Esto es básicamente debido a que se utiliza la misma red para la transmisión de datos y voz, la telefonía convencional tiene costos fijos que la telefonía IP no tiene, de ahi que esta es mas barata. Usualmente para una llamada entre dos teléfonos IP la llamada es gratuita, cuando se realiza una llamada de un teléfono ip a un teléfono convencional el costo corre a cargo del teléfono ip.

Existen otras ventajas mas allá del costo para elegir a la telefonía IP:

Con VoIP uno puede realizar una llamada desde cualquier lado que exista conectividad a internet. Dado que los teléfonos IP transmiten su información a trabes de internet estos pueden ser administrados por su proveedor desde cualquier lugar donde exista una conexión. Esto es una ventaja para las personas que suelen viajar mucho, estas personas pueden llevar su teléfono consigo siempre teniendo acceso a su servicio de telefonía IP.

La mayoría de los proveedores de VOIP entregan características por las cuales las operadoras de telefonía convencional cobran tarifas aparte. Un servicio de VOIP incluye:

o Identificación de llamadas.o Servicio de llamadas en esperao Servicio de transferencia de llamadaso Repetir llamadao Devolver llamadao Llamada de 3 líneas (three-way calling).

En base al servicio de identificación de llamadas existen también características avanzadas referentes a la manera en que las llamadas de un teléfono en particular son respondidas. Por ejemplo, con una misma llamada en Telefonía IP puedes:

o Desviar la llamada a un teléfono particularo Enviar la llamada directamente al correo de vozo Dar a la llamada una señal de ocupado.o Mostrar un mensaje de fuera de servicio

Desventajas de la Telefonia IP

Aun hoy en dia existen problemas en la utilización de VoIP, queda claro que estos problemas son producto de limitaciones tecnológicas y se verán solucionadas en un corto plazo por la constante evolución de la tecnología, sin embargo algunas de estas todavía persisten y se enumeran a continuación.

VoIP requiere de una conexión de banda ancha! Aun hoy en dia, con la constante expansión que están sufriendo las conexiones de banda ancha todavía hay hogares que tienen conexiones por modem, este tipo de conectividad no es suficiente para mantener una conversación fluida con VoIP. Sin embargo, este problema se vera solucionado a la brevedad por el sostenido crecimiento de las conexiones de banda ancha.

VoIP requiere de una conexión eléctrica! En caso de un corte eléctrico a diferencia de los teléfonos VoIP los teléfonos de la telefonía convencional siguen funcionando (excepto que se trate de teléfonos inalámbricos). Esto es así porque el cable telefónico es todo lo que un teléfono convencional necesita para funcionar.

Llamadas al 911: Estas también son un problema con un sistema de telefonía VOIP. Como se sabe, la telefonía ip utiliza direcciones IP para identificar un numero telefónico determinado, el problema es que no existe forma de asociar una dirección ip a un área geográfica, como cada ubicación geográfica tiene un numero de emergencias en particular no es posible hacer una relación entre un numero telefónico y su correspondiente sección en el 911. Para arreglar esto quizás en un futuro se podría incorporar información geográfica dentro de los paquetes de transmisión del VOIP.

Dado que VOIP utiliza una conexión de red la calidad del servicio se ve afectado por la calidad de esta línea de datos, esto quiere decir que la calidad de una conexión VoIP se puede ver afectada por problemas como la alta latencia (tiempo de respuesta) o la perdida de paquetes. Las conversaciones telefónicas se pueden ver distorsionadas o incluso cortadas por este tipo de problemas. Es indispensable para establecer conversaciones VOIP satisfactorias contar con una cierta estabilidad y calidad en la línea de datos.

VOIP es susceptible a virus, gusanos y hacking, a pesar de que esto es muy raro y los desarrolladores de VOIP están trabajando en la encriptación para solucionar este tipo de problemas.

En los casos en que se utilice un softphone la calidad de la comunicación VOIP se puede ver afectada por la PC, digamos que estamos realizando una llamada y en un determinado momento se abre un programa que utiliza el 100% de la capacidad de nuestro CPU, en este caso critico la calidad de la comunicación VOIP se puede ver comprometida porque el procesador se encuentra trabajando a tiempo completo, por eso, es recomendable utilizar un buen equipo junto con su configuración voip.

De todos modos, con la evolución tecnologica la telefonía IP va a superar estos problemas, y se estima que reemplaze a la telefonía convencional en el corto plazo.

Codecs en la Telefonia IP, Codecs VoIP

Un Codec, que viene del ingles coder-decoder, convierte una señal de audio analógico en un formato de audio digital para transmitirlo y luego convertirlo nuevamente a un formato descomprimido de señal de audio para poder reproducirlo. Esta es la esencia del VoIP, la conversión de señales entre analógico-digital.

Tipos de codecs en la Telefonía IP

Los codecs realizan esta tarea de conversión tomando muestras de la señal de audio miles de veces por segundo. Por ejemplo, el codec G.711 toma 64,000 muestras por segundo. Convierte cada pequeña muestra en información digital y lo comprime para su transmisión. Cuando las 64,000 muestras son reconstruidas, los pedacitos de audio que se pierden entre medio de estas son tan pequeños que es imposible para el oído humano notar esta perdida, esta suena como una sucesión continua de audio. Existen diferentes frecuencias de muestre de la señal en VOIP, esto depende del codec que se este usando.

64,000 veces por segundo 32,000 veces por segundo 8,000 veces por segundo

Un codec G728A tiene una frecuencia de muestreo de 8,000 veces por segundo y esta el codec mayormente usado en VoIP. Tiene el balance justo entre calidad de sonido y eficiencia en el uso de ancho de banda.

Como Funcionan los Codecs VoIP

Los codecs operan usando algoritmos avanzados que les permiten tomar las muestras, ordenas, comprimir y empaquetar los datos. El algoritmo CS-ACELP (conjugate-structure algebraic-code-excited linear prediction) es uno de los algoritmos mas comunes en VoIP. CS-ACELP ayuda a organizar el ancho de banda disponible.

El anexo B de este algoritmo CS-ACELP es el que crea la regla que dice "si ninguno esta transmitiendo, no mandar ninguna información". Como aprendimos anteriormente la eficiencia creada por esta regla es una de las cosas mas importantes en las que el intercambio de paquetes es superior a la conmutación de circuitos. Es el Anexo B en este algoritmo CS-ACEPL que es responsable de este regla en las llamadas VoIP.

Protocolos en la Telefonia IP, Protocolos VoIP

Existen varios protocolos comúnmente usados para VOIP, estos protocolos definen la manera en que por ejemplo los codecs se conectan entre si y hacia otras redes usando VoIP. Estos también incluyen especificaciones para codecs de audio.

El Protocolo H.323

El protocolo mas usado es el H.323, un standard creado por la International Telecomunication Union (ITU) (link) H323 es un protocolo muy complejo que fue originalmente pensado para videoconferencias. Este provee especificaciones para conferencias interactivas en tiempo real, para compartir data y audio como aplicaciones VoIP. Actualmente H323 incorpora muchos protocolos individuales que fueron desarrollados para aplicaciones específicas.

Como pueden ver H.323 es una larga colección de protocolos y especificaciones. Eso es lo que lo permite ser usado en tantas aplicaciones. El problema con H.323 es que no fue específicamente dirigido a VoIP.

El protocolo SIP

Una alternativa al H.323 surgió con el desarrollo del Session Initiation Protocol (SIP). SIP es un protocolo mucho mas lineal, desarrollado específicamente para aplicaciones de Voip. Más chicas y más eficientes que H.323. SIP toma ventaja de los protocolos existentes para manejar ciertas partes del proceso.

Uno de los desafíos que enfrenta el VoIP es que los protocolos que se utilizan a lo largo del mundo no son siempre compatibles. Llamadas VoIP entre diferentes redes pueden meterse en problemas si chocan distintos protocolos. Como VoIP es una nueva tecnología, este problema de compatibilidad va a seguir siendo un problema hasta que se genere un standard para el protocolo VoIP.

Elementos

El cliente

El cliente establece y termina las llamadas realizadas de voz, esta información se codifica, se

empaqueta y se transmite a través del micrófono (entrada de información ) del usuario, de la misma

forma la información se decodifica y reproduce a través de los altavoces o audífonos (salida de la

información).

Los servidores

Los servidores se encargan de manejar operaciones de base de datos, realizado en un tiempo real

como en uno fuera de él. Entre estas operaciones se tienen la contabilidad, la recolección, el

enrutamiento, la administración y control del servicio, el registro de los usuarios, etc.

Los gateways

Los gateways brindan un puente de comunicación entre todos los usuarios, su función principal es la

de proveer interfaces con la telefonía tradicional adecuada, la cual funcionara como una plataforma

para los usuarios (clientes) virtuales.

Funcionalidad

VoIP puede facilitar tareas que serían más fáciles de realizar usando las redes telefónicas comunes:

Las llamadas telefónicas locales pueden ser automáticamente enrutadas a un teléfono VoIP,

sin importar dónde se esté conectado a la red. Uno podría llevar consigo un teléfono VoIP en un

viaje, y en cualquier sitio conectado a Internet, se podría recibir llamadas.

Números telefónicos gratuitos para usar con VoIP están disponibles en Estados Unidos de

América, Reino Unido y otros países con organizaciones de usuarios VoIP.

Los agentes de call center usando teléfonos VoIP pueden trabajar en cualquier lugar con

conexión a Internet lo suficientemente rápida.

Algunos paquetes de VoIP incluyen servicios extra por los que PSTN (Red Publica Telefónica

Conmutada) normalmente cobra un cargo extra, o que no se encuentran disponibles en algunos

países, como son las llamadas de 3 a la vez, retorno de llamada, remarcación automática, o

identificación de llamada.

Móvil

Los usuarios de VoIP pueden viajar a cualquier lugar en el mundo y seguir haciendo y recibiendo

llamadas de la siguiente forma:

Los subscriptores de los servicios de las líneas telefónicas pueden hacer y recibir llamadas locales

fuera de su localidad. Por ejemplo, si un usuario tiene un número telefónico en la ciudad de Nueva

York y está viajando por Europa y alguien llama a su número telefónico, esta se recibirá en Europa.

Además, si una llamada es hecha de Europa a Nueva York, esta será cobrada como llamada local,

por supuesto el usuario de viaje por Europa debe tener una conexión a Internet disponible.

Los usuarios de Mensajería Instantánea basada en servicios de VoIP pueden también viajar a

cualquier lugar del mundo y hacer y recibir llamadas telefónicas.

Los teléfonos VoIP pueden integrarse con otros servicios disponibles en Internet, incluyendo

videoconferencias, intercambio de datos y mensajes con otros servicios en paralelo con la

conversación, audio conferencias, administración de libros de direcciones e intercambio de

información con otros (amigos, compañeros, etc).

Repercusión en el comercio

La Voz sobre IP está abaratando las comunicaciones internacionales y mejorando por tanto la

comunicación entre proveedores y clientes, o entre delegaciones del mismo grupo.

Asimismo, la voz sobre IP se está integrando, a través de aplicaciones específicas, en portales web.

De esta forma los usuarios pueden establecer que una empresa en concreto les llamé a una hora

determinada, que se efectuará a través de un operador de Voz IP normalmente.

Estándar VoIP (H.323)

Definido en 1996 por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) proporciona a los diversos

fabricantes una serie de normas con el fin de que puedan evolucionar en conjunto.

Características principales

Por su estructura el estándar proporciona las siguientes ventajas:

Permite controlar el tráfico de la red, por lo que se disminuyen las posibilidades de que se

produzcan caídas importantes en el rendimiento. Las redes soportadas en IP presentan las

siguientes ventajas adicionales:

Es independiente del tipo de red física que lo soporta. Permite la integración con las grandes

redes de IP actuales.

Es independiente del hardware utilizado.

Permite ser implementado tanto en software como en hardware, con la particularidad de que

el hardware supondría eliminar el impacto inicial para el usuario común.

Permite la integración de Vídeo y TPV.

Proporciona un enlace a la red de telefonía tradicional.

VoIP no es un servicio, es una tecnología

En muchos países del mundo, IP ha generado múltiples discordias, entre lo territorial y lo legal sobre

esta tecnología, está claro y debe quedar en claro que la tecnología de VoIP no es un servicio como

tal, sino una tecnología que usa el Protocolo de Internet (IP) a través de la cual se comprimen y

descomprimen de manera altamente eficiente paquetes de datos o datagramas, para permitir la

comunicación de dos o más clientes a través de una red como la red de Internet. Con esta tecnología

pueden prestarse servicios de Telefonía o Videoconferencia, entre otros.

Arquitectura de red

El propio Estándar define tres elementos fundamentales en su estructura:

Terminales: son los sustitutos de los actuales teléfonos. Se pueden implementar tanto en software

como en hardware.

Gatekeepers: son el centro de toda la organización VoIP, y son el sustituto para las actuales

centrales.

Normalmente implementan por software, en caso de existir, todas las comunicaciones que pasen por

él.

Gateways: se trata del enlace con la red telefónica tradicional, actuando de forma transparente para

el usuario.

Con estos tres elementos, la estructura de la red VoIP podría ser la conexión de dos delegaciones de

una misma empresa. La ventaja es inmediata: todas las comunicaciones entre las delegaciones son

completamente gratuitas. Este mismo esquema se podría aplicar para proveedores, con el

consiguiente ahorro que esto conlleva.

Protocolos de VoIP: son los lenguajes que utilizarán los distintos dispositivos VoIP para su

conexión. Esta parte es importante ya que de ella dependerá la eficacia y la complejidad de la

comunicación.

Por orden de antigüedad (de más antiguo a más nuevo):

H.323  - Protocolo definido por la ITU-T;

SIP  - Protocolo definido por la IETF;

Megaco  (También conocido como H.248) y MGCP - Protocolos de control;

Skinny Client Control Protocol  - Protocolo propiedad de Cisco;

MiNet  - Protocolo propiedad de Mitel;

CorNet-IP  - Protocolo propiedad de Siemens;

IAX  - Protocolo original para la comunicación entre PBXs Asterisk (Es un

estándar para los demás sistemas de comunicaciones de datos,[cita requerida] actualmente está

en su versión 2, IAX2);

Skype  - Protocolo propietario peer-to-peer utilizado en la aplicación Skype;

IAX2  - Protocolo para la comunicación entre PBXs Asterisk en reemplazo

de IAX;

Jingle  - Protocolo abierto utilizado en tecnología XMPP;

MGCP - Protocolo propietario de Cisco;

weSIP - Protocolo licencia gratuita de VozTelecom.

Como hemos visto VoIP presenta una gran cantidad de ventajas, tanto para las empresas como para

los usuarios comunes. La pregunta sería ¿por qué no se ha implantado aún esta tecnología?. A

continuación analizaremos los aparentes motivos, por los que VoIP aún no se ha impuesto a las

telefonías convencionales.

Parámetros de la VoIP

Este es el principal problema que presenta hoy en día la penetración tanto de VoIP como de todas

las aplicaciones de IP. Garantizar la calidad de servicio sobre Internet, que solo soporta "mejor

esfuerzo" (best effort) y puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta, actualmente no es

posible; por eso, se presentan diversos problemas en cuanto a garantizar la calidad del servicio.

Códecs

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP. Para ello se hace uso de códecs

que garanticen la codificación y compresión del audio o del video para su posterior decodificación y

descompresión antes de poder generar un sonido o imagen utilizable. Según el Códec utilizado en la

transmisión, se utilizará más o menos ancho de banda. La cantidad de ancho de banda utilizada

suele ser directamente proporcional a la calidad de los datos transmitidos.

Entre los codecs utilizados en VoIP encontramos los G.711, G.723.1 y el G.729 (especificados por

la ITU-T)

Estos Codecs tienen este tamaño en su señalización:

G.711: bit-rate de 56 o 64 Kbps.

G.722: bit-rate de 48, 56 o 64 Kbps.

G.723: bit-rate de 5,3 o 6,4 Kbps.

G.728: bit-rate de 16 Kbps.

G.729: bit-rate de 8 o 13 Kbps.

Esto no quiere decir que es el ancho de banda utilizado, por ejemplo el Codec G729 utiliza 31.5

Kbps de ancho de banda en su transmisión.

Retardo o latencia

Una vez establecidos los retardos de tránsito y el retardo de procesado la conversación se

considera aceptable por debajo de los 150 ms, que viene a ser 15 décimas de segundo y ya

produciría retardos importantes.

Pérdida de tramas (Frames Lost):

Durante su recorrido por la red IP las tramas se pueden perder como resultado de una

congestión de red o corrupción de datos. Además, para tráfico de tiempo real como la voz, la

retransmisión de tramas perdidas en la capa de transporte no es práctico por ocasionar retardos

adicionales. Por consiguiente, los terminales de voz tienen que retransmitir con muestras de voz

perdidas, también llamadas Frame Erasures. El efecto de las tramas perdidas en la calidad de

voz depende de como los terminales gestionen las Frame Erasures.

En el caso más simple si se pierde una muestra de voz el terminal dejará un intervalo en el flujo

de voz. Si muchas tramas se pierden, sonara grietoso con silabas o palabras perdidas. Una

posible estrategia de recuperación es reproducir las muestras de voz previas. Esto funciona bien

si sólo unas cuantas muestras son perdidas. Para combatir mejor las ráfagas de errores

usualmente se emplean sistemas de interpolación. Basándose en muestras de voz previas, el

decodificador predecirá las tramas perdidas. Esta técnica es conocida como Packet Loss

Concealment (PLC).

La ITU-T G.113 apéndice I provee algunas líneas de guía de planificación provisional en el

efecto de perdida de tramas sobre la calidad de voz. El impacto es medido en términos de Ie, el

factor de deterioro. Este es un número en el cual 0 significa no deterioro. El valor más grande de

Ie significa deterioro más severo. La siguiente tabla está derivada de la G.113 apéndice I y

muestra el impacto de las tramas perdidas en el factor Ie.

Calidad del servicio

La calidad de este servicio se está logrando bajo los siguientes criterios:

La supresión de silencios, otorga más eficiencia a la hora de realizar una transmisión de voz,

ya que se aprovecha mejor el ancho de banda al transmitir menos información.

Compresión de cabeceras aplicando los estándares RTP/RTCP.

Priorización de los paquetes que requieran menor latencia. Las tendencias actuales son:

CQ (Custom Queuing) (Sánchez J.M:, VoIP'99): Asigna un porcentaje del ancho de banda

disponible.

PQ (Priority Queuing) (Sánchez J.M:, VoIP'99): Establece prioridad en las colas.

WFQ (Weight Fair Queuing) (Sánchez J.M:, VoIP'99): Se asigna la prioridad al tráfico de

menos carga.

DiffServ: Evita tablas de encaminados intermedios y establece decisiones de rutas por

paquete.

La implantación de IPv6, que proporciona mayor espacio de direccionamiento y la posibilidad

de tunneling.

Perspectivas a futuro

El ancho de banda creciente a nivel mundial, y la optimización de los equipos de capa 2 y 3 para

garantizar el QoS (Quality of Service) de los servicios de voz en tiempo real hace que el futuro de la

Voz sobre IP sea muy prometedor.

En Estados Unidos los proveedores de voz sobre IP como Vonage consiguieron una importante

cuota de mercado. En España, gracias a las tarifas planas de voz, los operadores convencionales

consiguieron evitar el desembarco masivo de estos operadores. Sin embargo la expansión de esta

tecnología está viniendo de mano de los desarrolladores de sistemas como Cisco y Avaya que

integran en sus plataformas redes de datos y voz. Otros fabricantes de centrales como Panasonic,

Alcatel-Lucent, Nortel Networks, Matra, Samsung y LG también desarrollan soluciones corporativas

de voz sobre IP en sus equipos de telecomunicaciones privados.

Para visualizar el futuro de esta tecnología debemos de ver la realidad actual y ver el punto de vista

del usuario final.

Para las corporaciones internacionales que pueden contar con sistemas punteros y anchos de banda

óptimos, las centrales que manejan VoIP (IPPBX) se han convertido en un equipo muy conveniente.

Pero las pequeñas y medianas empresas deben de evaluar ciertos temas: Esta tecnología opera con

sistemas operativos (Windows/Linux) que presentan ciertos problemas de estabilidad. Además la red

IP no fue diseñada para dar garantías. Además algunos proveedores para abaratar costos ofrecen

centrales ensambladas en un ordenador o una PC, los cuales enfrentan otro tipo de problemas,

como las fallas en sus componentes (Discos Duros, Ventiladores y Fuentes de Alimentación), se

debe de prever también el cambio de los aparatos telefónicos tradicionales, ya que esta tecnología

trabaja con teléfonos especiales (IP o SIP) a menos que se incorporen equipos especiales.

La buena noticia es que todas las funciones extra que pueden brindarle las centrales IP pueden

obtenerse con sus centrales tradicionales, solo se deben conectar ciertos módulos que incorporan la

tecnología VoIP a sus necesidades. Todos sabemos que la calidad de transmisión de las centrales

tradicionales todavía es superior. En realidad es que ya nos acostumbramos a la confiabilidad y a la

fácil configuración de los equipos tradicionales, los cuales manejan lenguajes de programación muy

sencillos. En Argentina, la empresa TeleCentro se ha convertido en la primera proveedora de

telefonía IP utilizando su red de fibra óptica por la cual se transmite internet y televisión.

DFD

Conclusiones.

La implementación de la tecnología VoIP y del software Asterisk como solución para

los problemas presentados en la Empresa desde el punto de vista de bajar costos y mejorar la

atención al público, fue la materialización de los conocimientos obtenidos a través del proceso

de aprendizaje de esta tecnología, al mismo tiempo de la utilización de lo aprendido durante el

estudio de Voz Ip y de las profundas nociones en sistemas operativos, en éste caso de GNU/

Linux.

Al analizar los gastos en telefonía de la solución anterior que presentaba la Empresa,

en comparación con los gastos de la solución basada en la tecnología VoIP junto con Asterisk,

resultó una economía cerca del 60%,lo que cumple el principal objetivo de este trabajo,

bajando los costos de la telefonía, además de ser una solución escalable para brindar al

usuario todas las prestaciones que requiera.

La flexibilidad que posee Asterisk proporcionó el éxito de su implementación, que

además de atender el objetivo principal, posibilita agregar nuevos beneficios a la Empresa,

como la utilización de una mayor cantidad de anexos a los que poseía, integración de la

mayoría de las opciones que esta central PBX posee, posibilidad de la telefonía entre los

empleados de la empresa que se encuentran trabajando en terreno que pueden hacer uso de

esta tecnología a través de Internet , y además la reducción significativa en los costos de las

llamadas que hace posible que en un determinado tiempo se recupere el gasto total de la

implementación.

La central implementada es capaz de ofrecer servicios de telefonía propuestos en los

objetivos, como la IVR o Respuesta Interactiva de Voz, Transferencia de Llamadas, Voice mail,

Música en Espera, Identificación de llamadas, etc. Todos estos servicios pueden ser utilizados

por los anexos creados, independiente de la tecnología utilizada (ATA o Softphone), además

detener la posibilidad de realizar llamadas entre sí de forma totalmente gratuita o bien

comunicarse con el exterior aplicando la tarifa del proveedor contratado. El enlace al exterior,

en este caso, se realiza a través de la PSTN por medio de la línea E1 contratada.

El diseño de la central PBX se basa en la utilización de herramientas GNU, con la

consecuente reducción de costos al ser Libre. Gracias a las licencias GPL de Linux y Asterisk,

es posible introducir en el mercado una solución con las mismas características de las que

ofrecen las actuales centrales de las grandes marcas comerciales, dando a conocer que la

VoIP implementada con software libre es una solución de PBX robusta, flexible, potente y ante

todo es accesible para quien quiera utilizarla.

Buscando una forma más sencilla para realizar la configuración de Asterisk por medio

de un entorno web , se llegó a la conclusión que en vez de ayudar en la configuración, sólo

provoca que se tengan problemas en el resultado esperado que se está realizando en la

configuración, debido a que los creadores de la interfaz no colocan a disposición todas las

configuraciones posibles por Asterisk. Al mismo tiempo al estar utilizando estos entornos web,

el usuario se encuentra limitado en su trabajo de configuración, además que le impide el

control verdadero del funcionamiento de su sistema Asterisk. Esto da a conocer que la mejor

forma de realizar todo tipo de configuración de la central es por medio de los archivos de

configuración, lo que le da al usuario un total control y de la misma forma adquiere mayor

conocimiento en cuanto a la estructura del software Asterisk.

Uno de los aspectos relevantes para que esta tecnología VoIP funcione correctamente

es el Ancho de Banda que está disponible para las llamadas y que no exista saturacion en las

redes, ya que si esto ocurre, la información puede llegar desfasada y los buffer

(almacenadores de información) pueden no soportar tanto retardo y descartar paquetes, con lo

que se pierde parte de la información y por lo tanto parte de la comunicación.

Para implementar este tipo de solución, se debe montar sobre una red robusta, esto

se puede implementar aplicando calidad de servicio (QoS), para priorizar los paquetes de

voz sobre los de datos, utilizando un codec que requiera del menor Ancho de Banda para su

transmisión, implementando VPN(Virtual Private Network o Red Privada Virtual) para

asegurar una velocidad de transmisión de la voz, esto podría ser suficiente para que la voz

llegue en forma aceptable hasta el receptor.