Conceptos básicos de telefonía Introducción

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La tecnología ha avanzado rápidamente a lo largo de los años innovando la comunicación entre los seres humanos. Dentro de estos grandes logros se encuentra el protocolo VOIP (del inglés Voice Over Internet Protocol), el cual hace posible que la señal de voz viaje a través del Internet empleando el protocolo IP (Internet Protocol).

Esto quiere decir que la señal de voz se envía de forma digital por paquetes en lugar de las formas tradicionales (analógica) por medio de una compañía telefónica convencional.

El tráfico de Voz sobre IP se puede transmitir por cualquier red IP, incluyendo aquellas conectadas a Internet. Una vez que se realiza la transmisión de voz sobre el protocolo IP (VoIP) la telefonía tradicional (analógica) se convierte en telefonía sobre IP, es decir, que la voz y los datos se transmiten de forma similar a un correo electrónico.

Tomado de: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/alvarez_b_c/capitulo1.pdf

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DataCenter VoIP

Los edificios que alojan a los servidores en Europa y Estados Unidos son los centros de datos más ecológicos y fueron construidos como idea de almacén de datos. La ubicación estratégica en Europa central y en Estados Unidos son las ventajas principales.

Los Data Centers están perfectamente situados para garantizar conexiones rápidas a todos los territorios de Europa y América para que todos los clientes se beneficien de la mejor calidad en el servicio brindado. Por otra parte, el edificio que está situado en Europa se encuentra en una de las zonas más ricas de agua subterránea, lo que abre la posibilidad a ServerVoIP de realizar un innovador, ecológico y único sistema de refrigeración de forma natural.

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Idiomas VoIPBox del Software VoIP Switch

La VoIP del futuro próximo

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Después de conocer las alternativas y estar en contínuo contacto con las novedades que las empresas van anunciando mediante notas de prensa, comentarios, rumores, adquisiciones de otras empresas, etc, uno puede intuir los siguientes movimientos que más pronto o más tarde van a tomar estas empresas.

Como si de una complicada partida de ajedrez de tratase con varias decenas de jugadores a la vez, cada uno de ellos va colocando sus piezas estratégicamente para, en un momento indefinido del “mañana”, poder hacer público su nuevo rumbo y dar a conocer a sus posibles nuevos clientes, las maravillosas novedades que ofrecen siempre manipulando al ignorante medio y dando a entender que son los creadores e inventores y dueños de una tecnología que se lleva utilizando muchos años.

En mi opinión (y esto es algo a destacar en todo el artículo), veo algunos movimientos bastante extraños en el mundo de la VoIP. Me parecen extraños por que tienden a adelantar en sus avances hasta tal punto que incluso en la mente del usuario de a pie es incapaz de entender a qué se dedica la empresa que acaban de comprar.

Para que nos agamos una idea, el simple movimiento de compra de la empresa MarraTech por parte de Google es algo que a un usuario final no entenderá si no supiera que meses antes Cisco compró otra empresa de similares objetivos Webex.

Otros movimientos demuestran un cambio de orientación intentando no perder la batalla final como Ericsson y Siemens vendiendo divisiones obsoletas y con poco futuro como son las centralitas tradicionales y buscan profesionales capacitados con conocimientos de protocolos IP para preparar nuevos productos quizá en un momento demasiado tarde.

Son dos partidas de ajedrez muy diferentes dentro del marco de la VoIP o de lo que ellos consideran VoIP:

– Por un lado empresas puramente de caracter informático como Google, Yahoo, Microsoft buscan preparar sus piezas en un marco de VoIP entendiendo esta no únicamente como la transmisión de la voz sobre redes IP, si no mucho más allá: mensajería instantánea, videoconferencia, la información, la multimedia, donde sea y cuando sea, mediante el ordenador de casa, desde el móvil, o la nevera. Este es un cambio bastante radical en la mente del público final y por lo tanto, costará mucho más dar a entender a la gente de la calle que, si quieres hablar con un familiar, en lugar de descolgar el teléfono, tan solo tienes que acercarte a la televisión y pulsar el botón verde y decir “llamar a …”

– Por otro lado, empresas más cercanas a las telecomunicaciones como Cisco, Siemens, Alcatel, 3Com, Nortel, Avaya, buscan actualizar sus sistemas para conseguir acercar la VoIP a sus clientes mediante la transición paulatina de los sistemas que ya conocen. De esta forma, una publicidad irá metiendo la VoIP poco a poco, sin darse cuenta en los hogares hasta el día que todo sea VoIP y puedan seguir cobrando por llamadas aunque a las operadoras les salga prácticamente gratis poner en contacto a dos personas. En definitiva, intentar recortar los gastos para aumentar los beneficios.

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Estas dos tendencias de la VoIP cuentan con empresas que, como desconocen bien hacia donde va a moverse el mercado en un futuro próximo, mueven sus piezas en ambas partidas y cuando vayan a perder una de ellas, simplemente venden la división que investigaba esos avances al mejor postor, de esta manera nunca pierden, o por lo menos, no tanto. Ejemplos como este lo tenemos en empresas como Cisco que, aunque comprando su propia división Linksys adquiere fuerza en el campo de las telecomunicaciones y las redes tradicionales con sus gateways para pequeñas empresas, para así completar la oferta para todo tipo de empresas (grandes, pequeñas y medianas), también se alía con empresas informáticas como IBM y Microsoft para no perder oportunidades una vez que el gran público decida.

Entre medias de estas dos vertientes, se encuentran los fabricantes de “elementos” dispuestos a ser buenos y fieles torres obteniendo avances en investigación que ninguna de las grandes empresas están dispuestas a investigar. Empresas como Truphone, Fring, Jajah, Skype son (con todos los respetos) material en venta desde el primer día a aquel que ofrezca una suma importante para incorporar estas innovaciones a su programa empresarial. Por este motivo, eBay se adelantó a empresas que podrían estar interesadas (Google, Yahoo, Microsoft) y compró Skype no con objeto de que diera dinero en un breve plazo de tiempo, si no con el de obtener el mayor número de usuarios posibles y luego poder vender, no únicamente el sistema de comunicaciones, si no una gran cartera de clientes. Quizá ese sea el motivo que Skype se vende en la prensa como que disponen de N mil millones de usuarios, mientras que las pérdidas económicas se cuentan en millones de dólares. Si ninguna de las empresas antes mencionadas, muestran interés por Skype, eBay tendrá que ponerla a la venta muy barata para dejar de perder dinero, antes de que sea demasiado tarde.

Los emprendedores de empresas “elemento”, como los creadores de Kazaa, que construyeron una de la redes P2P más grandes del mundo, vendieron y empezaron con Skype, cuando se hizo popular, vendieron y empezaron con Joost… cuando termine de despegar, venderán y probarán con otra cosa.

En el otro lado, olvidándonos de los arcaicos oligopolios como Siemens, Alcatel, Ericson, Panasonic,… aparecen empresas con más vista y mejor posicionadas para hacer frente a una necesidad de VoIP entre las empresas y el público general: Cisco, Avaya, Nortel viven actualmente de haber dado el salto antes que el resto de fabricantes y, aunque antes de dar el salto otras muchas empresas pequeñas ya estaban allí (Adtran en 1985, Polycom en 1990,…).

Con la aparición del protocolo SIP y de Asterisk, nuevas empresas se apuntaron al carro para plantar cara a los “grandes” del mundo de las telecomunicaciones para conseguir un trozo del mercado que tardaría en ser conquistado de nuevo, así aparecieron empresas como Snom, GrandStream, Digium, Fonality y algunas otras vieron el filón y cambiaron su rumbo como Sangoma, Dialogic que hasta entonces hacían hardware para un software específico o proporcionando herramientas para ser utilizadas en soluciones propias, vieron en Asterisk una oportunidad única para incorporarse a un nuevo mercado que rápidamente crece a un ritmo exponencial y que poco a poco empieza a ser temida, repudiada y subestimada por defensores de las “grandes”. Pocos profesionales que trabajan con Cisco, Avaya o Nortel darán crédito a sistemas como Asterisk, pero la realidad es que por cada vez que una de estas empresas implanta una solución en España, Asterisk se implanta en cincuenta. Cada uno que saque sus conclusiones.

El futuro podría ser realmente utópico, desapareciendo los números de teléfonos y teniendo (en el mejor de los casos) direcciones SIP como el que tiene una dirección de Email, con millones de sistemas conectados entre sí y permitiendo una comunicacion libre y gratuita, quedando obsoleto los sistemas telefónicos y las redes de telecomunicaciones, permitiendo que la gestión de la información fluya libremente entre Internet y las redes empresariales y haciendo desaparecer conceptos antiguos como “extensiones”, “centralitas”, etc.

Pero el señor D. dinero es poderoso, y las “grandes” buscarán todas las maneras existentes para que sigamos enganchados a la red telefónica, ofreciendo “novedades” inventadas hace 20 años y ofreciendo llamadas internacionales a bajo precio y cobrando los mensajes SMS como si hubieramos hecho que alguien lo transcribiese a mano.

Tomado de: https://www.sinologic.net/blog/2008-05/la-voip-del-futuro-proximo.html

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SIP Telefonía e IVR (Respuesta Automática)

Software libre para telefonía

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VoIPSwitch: Voipswitch es una plataforma de software que permite a los servicios de VoIP organizar, administrar y gestionr todas las propiedades del servicio de telecomunicacion mediante internet.

Contiene todos los elementos y módulos necesarios en la ejecución exitosa de varios servicios de VoIP para clientes, proveedores y distribuidores.
VoIP Switch es una plataforma de software completa que permite al emprendedor, crear y desarrollar su propia empresa de telefonía Voz IP. Contiene todos los elementos necesarios para la gestión de llamadas, distribución de minutos y venta de varios servicios de VoIP.

El software VoIP Switch ofrece una gran variedad de herramientas para la comunicación IP, administración en VSM y módulos para clientes, proveedores y distribuidores; convirtiendo así al complemento Server + VoIPSwitch en la solución completa para el servicio de Telefonía VoIP a nivel internacional.

ASTERISK

Forma parte de una implementación de “Open Source” para realizar funciones de una pequeña central telefónica, admitiendo llamadas simultáneas entre un número de usuarios y permitiendo hacer uso de otros servicios telefónicos. Software con doble licencia una GNU40 Public Licese y otra comercial, diseñado para trabajar con muchos protocolos de VoIP e incluye características IP- PBX como: buzón de voz, conferencia de llamadas, respuesta interactivas, entre otras características

Características.

Asterisk de acuerdo (sinologic, 2014) presenta características como las enumeradas a continuación que hacen de esta plataforma una alternativa muy interesante para VoIP:
• Soporte de enlaces digitales RDSI y CAS.
• Soporta fusiones conjuntas a troncales analógicas.
• Brinda servicios como Buzón de voz, conferencias de voz, colas de llamadas y registro de llamadas detalladas.
• Asignación de categorías dial plan para servicios locales y celulares.
• Soporta protocolos VoIP como SIP, H.323, IAX, MGCP.

Servicios

Asterisk incorpora servicios o funcionalidades similares a una pequeña central convencional y otras más avanzadas las cuales (Quarea, 2014) las describe y se enumeran a continuación:
• Trasferencias: se encarga principalmente de trasferir una llamada en curso a otra extensión de forma directa o previamente una consulta.
• Desvíos: permite la trasferencia de una llamada entrante hacia un número específico en casos especiales.
• Conferencia múltiple: admite la comunicación entre múltiples usuarios de la misma central.
• Correo vocal: funciona en casos específicos que las llamadas no puedan ser contestadas y son programadas para desviarlas hacia el buzón de voz integrado al correo electrónico.
• Música en espera: Asterisk permite introducir música de espera en formatos .wav y mp3.

ELASTIX

Elastix corresponde a una solución de comunicaciones unificadas desarrollada por Palo Santo sobre una plataforma de “Sotware Libre”, trabaja bajo código abierto permitiendo el abaratamiento de costos y mejoras en los servicios. Integra en un solo paquete tecnologías como: VoIP PBX, Fax, mensajería, email, entre otras; para esto trabaja en conjunto con cuatro programas como: Asterisk, Hylafax, Openfire y Postfix.

Características

Elastix presentas las siguientes características en cuanto a funcionamiento como se describe en su página web:
• Tiene la capacidad de trabajar simultáneamente varias máquinas virtuales de Elastix sobre un mismo servidor.
• Posee una interfaz Web muy amigable para la administración.
• Características de QoS43 propias de la plataforma como cancelación del eco.
• Cuenta con un servidor DHCP para la asignación dinámica de las direcciones IP.
• Soporta diferentes protocolos para VoIP como SIP y IAX entre los principales.
• Una de sus ventajas es que puede usar entre algunos codecs de audio como: G.711, G.722, G.729, iLBC, entre otros.

Servicios

(Quarea, 2014) enumera los servicios más importantes que brinda Elastix a continuación:

• Fax: servidor de fax con acceso desde la web, personalizado, control de acceso y visor de Faxes integrado con descargas en formato PDF.
• Email: servidor administrable desde la Web y soporte multi-dominio.
• Colaboración: posee un calendario integrado con funciones de recordatorios de voz y libreta telefónica con la capacidad de clic- to- call.
• Call Center: está provisto de un módulo de call center con marcador predictivo incluido.
• Mensajería instantánea: gracias a programas como OpenFire45 se establece un servidor de mensajería que puede ser configurado desde la Web.

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TRIXBOX

Distribución del sistema operativo GNU/Linux basado en Centos46, incluye la implementación de Asterisk y otra utilidades, software de código abierto que proporciona beneficios en la reducción de costos y brinda los servicios tanto a la telefonía tradicional como a la VoIP.

Características

A continuación se enumera las características más importantes de Trixbox:

• Es un tipo de distribución fácil de instalar y de operar, usado principalmente por pequeñas empresas.
• Posee acceso remoto mediante una plataforma gráfica FreePBX47 para la configuración de manera más fácil.
• Incorpora estándares tradicionales TDM48 y puertos analógicos FXS y FXO, permitiendo conectarse a las redes públicas de telefonía y redes IP.
• Es una plataforma escalable ya que puede ofrecer el servicio desde un mínimo número de usuarios hasta un conjunto totalmente grande de usuarios.
• Tiene la capacidad de trabajar con protocolos SIP, IAX, H.323, entre otros.

Servicios

Trixbox incorpora algunos servicios que se los detalla rápidamente a continuación:

• Buzón de voz: un sistema de contestador automático que es personalizado por los usuarios y está vinculado con el correo electrónico.
• Room Conference: permite que varios se adhieran a una llamada convirtiéndola en una conferencia virtual.
• IVR: sistema automatizado de respuestas seleccionadas por el usuario de un menú que le permitirán redirigir la llamada a su destino.
• CDR: permite detallar las llamadas tanto realizadas como recibidas con fines de costos y facturación.
• ACD: sistema automático de distribución para caso en los que se presente áreas de atención al cliente o soporte técnico.

Tomado de:
Martínez, M. (2015). Diseño del sistema de telefonía IP bajo una plataforma de software libre para la industria FLORALP S.A. de la ciudad de Ibarra (tesis de pregrado). Universidad Técnica del Norte, Ibarra, Ecuador.
Fuente:
http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/4511/1/04%20RED%20059%20Tesis.pdf

Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Factores que afectan la calidad de la VoIP

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FACTORES QUE AFECTA LA CALIDAD DE LA VoIP: Como se conoce, en una red de datos los paquetes pueden tomar diferentes caminos para llegar a su destino, por lo que pueden verse afectados de manera adversa las características de audio y video en una comunicación. A continuación se definen jitter, latencia y pérdida de paquetes, que son factores que afectan la calidad y la fiabilidad de la telefonía IP.

LATENCIA

La latencia (NENA, 2004) la defina como el tiempo medido en milisegundos, que tarda los paquetes de datos en viajar del punto de origen al punto de destino. Si el tráfico que cruza por una red está dentro de las capacidades, la latencia será probablemente baja. Cuando los niveles sobrepasan la capacidad de procesamiento de los diferentes componentes, se arriesga a que algunos paquetes se queden en colas de espera.

Una llamada mediante VoIP que atraviese con altas cifras de latencia puede tener un retraso evidente en el audio. (Alice, Julio) se pronuncia de que la voz no puede tolerar demasiada demora en una llamada con VoIP.

El tiempo máximo de latencia que una llamada de voz puede tolerar es de 150 milisegundos (de preferencia 100 milisegundos). La calidad de una llamada puede verse comprometida, cuando los paquetes de voz se retardan por encontrarse en una cola de paquetes de datos a causa de demasiado tráfico sobre una misma línea de comunicación.

JITTER

Describe que para que la voz sea inteligible, los paquetes de voz que tienen una consecuencia deben tener un intervalo entre ellos regular. El jitter describe el grado de variabilidad en las entregas de los paquetes, y puede ser causado por altas ráfagas de tráfico de datos o simplemente demasiado intercambio de datos en la red. Los paquetes de voz toleran solo un aproximado de 75 milisegundos (de preferencia 40 milisegundos) de retardo jitter.

Cada paquete de datos puede tomar una ruta diferente a través de una red, su tiempo de trasmisión puede ser diferentes. Puesto que si algunos puntos de la red se congestionan simultáneamente, los paquetes pueden tener una latencia muy variable. En algunos de los casos los fabricantes de equipos optan por implementar búferes de fluctuación, actuando para minimizar la variación en los tiempos de llegada entre paquetes y contrarrestar los efectos de la fluctuación de la fase de esta manera (NENA, 2004) define al Jitter.

PÉRDIDAS DE PAQUETES

Define a la pérdida de paquetes como el número de paquetes de datos que no llegan al destino final. Dentro de la red los paquetes pueden desviarse por distintas rutas, o ser excluidos y recibirse en un orden diferente al marcado al iniciar una comunicación. Se puede manifestar en las llamadas de VoIP como breves momentos de silencio, solo cuando la pérdida de paquetes es significativo, los usuarios pueden detectar este problema.

La pérdida de paquetes se produce con frecuencia en las redes de datos, no necesariamente deben ser retrasmitidos en muchas ocasiones deben ser descartados. (Alice, Julio) define que el tráfico de voz puede tolerar menos de un 3% de pérdida de paquetes, antes de que estos vacíos puedan ser detectados por el oído humano.

Tomado de:
Martínez, M. (2015). Diseño del sistema de telefonía IP bajo una plataforma de software libre para la industria FLORALP S.A. de la ciudad de Ibarra (tesis de pregrado). Universidad Técnica del Norte, Ibarra, Ecuador.
Fuente:
http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/4511/1/04%20RED%20059%20Tesis.pdf

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Telefonía VoIP con SoftSwitch

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Bancos en Ecuador para Alquilar un VoIPSwitch Server

Ventajas y desventajas en la telefonía VoIP

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE VoIP: Al tratarse de un servicio es importante dar a conocer cuáles son los beneficios y las contradicciones del mismo, con la finalidad de que el usuario sepa que va a mejorar dentro de su funcionamiento y uso

VENTAJAS

Hay características que hacen a la VoIP una tecnología de gran demanda como se detalla en (Luisrubi, 2014), las ventajas más importantes se las describen a continuación:
• El software que usa esta tecnología es de mayor calidad por cumplir características de economía y gratuidad.
• Las tarifas de llamadas locales e internacionales son notablemente baratas en comparación a la telefonía tradicional.
• Es un servicio integral con funciones de chat, audio y video conferencia.
• Se puede dar uso a los teléfonos convencionales usando adaptadores de VoIP convirtiéndolos en teléfonos IP.
• Adaptadores ATA móviles es decir que pueden ser trasladados de un lugar a otro.
• No necesita de una PC encendida para poder realizar una llamada.
• La cuota básica mensual y el costo por minuto es inferior, debido a la falta de control del gobierno y los impuestos relacionados con el Internet.
• No se realizan cobros adicionales por servicios de identificador de llamadas, correos de voz, llamada en espera y timbres especiales.

DESVENTAJAS

De igual manera en el sitio web (Telefonia Voz IP, 2014) se nombran algunos de los inconvenientes dentro de la VoIP que generan incertidumbre en los usuarios y se los detalla a continuación:
• Su principal limitante es la conexión a Internet, pues si no existe conexión o ésta falla esto impide el servicio.
• La voz puede llegar distorsionada debido a problemas de latencia, errores de transmisión y el número elevado de usuarios.
• No puede ser usado este sistema en caso de llamadas de emergencia.
• Aun la tecnología está en proceso de desarrollo no es completamente perfecta.
• Requiere de alta velocidad de acceso a Internet.
• En caso de pérdida de energía o si el proveedor de Internet quedan fuera de servicio el servidor de VoIP y adaptadores ATA.
• Se necesita de una línea PSTN en caso de trabajar con tarjetas de crédito.
• La calidad de la voz varía críticamente en cada llamada.
• Es vulnerable igual que la conexión de área local.

Tomado de:
Martínez, M. (2015). Diseño del sistema de telefonía IP bajo una plataforma de software libre para la industria FLORALP S.A. de la ciudad de Ibarra (tesis de pregrado). Universidad Técnica del Norte, Ibarra, Ecuador.
Fuente:
http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/4511/1/04%20RED%20059%20Tesis.pdf

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Proceso para realizar una llamada IP

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PROCESO PARA REALIZAR UNA LLAMADA IP: Se tiene un escenario como se muestra en la figura 5, con dos usuarios los mismos que están previamente registrados en el servidor de VoIP, con una dirección IP y un número de extensión. Cada usuario posee un teléfono IP el mismo que por medio de software o hardware se encarga de trasformar las señales analógicas en señales digitales y empaquetar los datos dentro de un paquete IP para ser trasmitidos por los diferentes caminos de una red IP.

Proceso de conexión y establecimiento de una llamada SIP.

Proceso de conexión y establecimiento de una llamada SIP.

El usuario A desea establecer una comunicación con el usuario B, para lo cual levanta el micrófono del teléfono IP, digita el número de extensión que tiene asignado el usuario B, en ese instante es enviado un mensaje de INVITE hacia el servidor de VoIP, el mismo que le envía una respuesta 100 Trying, mientras se encarga de establecer la conexión con el usuario B; el servidor VoIP envía en INVITE al usuario B el mismo que responde con un 100 Trying seguido de un 180 de timbrado, para luego aceptar la llamada con un mensaje 200OK.

El servidor VoIP envía el timbrado 180 junto con un mensaje 200 OK para avisarle al usuario A que está disponible la llamada, para confirmar que se desea establecer la llamada el usuario A envía un ACK de confirmación, seguidamente empieza la trasferencia de paquetes RTP, hasta que uno de los dos, cual quiera de ellos, envíe un mensaje BYE con el que finaliza la sesión, y el otro usuario confirma la finalización con un 200 OK.

Tomado de:
Martínez, M. (2015). Diseño del sistema de telefonía IP bajo una plataforma de software libre para la industria FLORALP S.A. de la ciudad de Ibarra (tesis de pregrado). Universidad Técnica del Norte, Ibarra, Ecuador.
Fuente:
http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/4511/1/04%20RED%20059%20Tesis.pdf

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SIP Telefonía e IVR (Respuesta Automática)

Encapsulamiento de trama de voz sobre ip

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ENCAPSULAMIENTO DE TRAMA DE VOIP: Mientras dos usuarios desean establecer una llamada, se realiza un proceso interno de encapsulación de tramas para posteriormente ser trasmitidas por el protocolo IP, este proceso se lo realiza después de que una llamada ha sido establecida exitosamente. Las señales analógicas una vez convertidas a señales digitales son encapsuladas por el protocolo RTP y posteriormente por el protocolo UDP.

A continuación se describen los campos de la trama de VoIP con el fin de conocer cómo se estructura la trama:

• FCS.- se encarga de la detección de errores en la trasmisión, constituido de 2 octetos.
• Muestras de voz.- los paquetes digitalizados se agrupan de forma variable, depende mucho esto del códec que se está utilizando para la compresión de los mismos.
• Cabecera RTP.- propio del protocolo de transporte en tiempo real, consta de 12 octetos.
• Cabecera UDP.- propio del protocolo de transporte de datagramas, de 8 octetos.
• Cabecera IP.- protocolo de internet de las redes LAN y WAN.
• Cabecera de capa enlace.- responsable de que los archivos sea entregados con fiabilidad dentro de la red de los datos, de longitud variable.

Tomado de:
Martínez, M. (2015). Diseño del sistema de telefonía IP bajo una plataforma de software libre para la industria FLORALP S.A. de la ciudad de Ibarra (tesis de pregrado). Universidad Técnica del Norte, Ibarra, Ecuador.
Fuente:
http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/4511/1/04%20RED%20059%20Tesis.pdf

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Fundamentos de señalizacion mediante SIP

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FUNDAMENTOS DE SEÑALIZACIÓN MEDIANTE SIP: El protocolo SIP de significado Session Initiation Proocol, desarrollado por Internet Engineering Task Force (IETF), el protocolo se encarga únicamente de la señalización, no del transporte de voz, pues trabaja en conjunto con el protocolo RTP que es uno de los protocolos de la pila de TCP/IP.

En la evolución de SIP se han tenido varias versiones y la que actualmente está vigente es la SIP/2.0 (2002). SIP es un protocolo que además de ser usado en la telefonía IP también se lo usa para trasmisiones multimedia, videoconferencias y actualmente en los contenidos multimedia de los sistemas de telefonía de 3ra y 4ta generación.

Menciona que una de las razones por las que se usa el protocolo SIP es porque los usuarios pueden cambiar de ubicación y utilizar equipos diferentes, SIP soluciona este inconveniente pues trabaja con varios componentes de red para identificar y localizar estos puntos finales. La información esta transmitida mediante servidores proxy, encargados de almacenar el registro y las direcciones para ubicar al usuario. SIP trabaja con la ayuda de otros protocolos para la trasferencia de voz, texto u otros, por lo tanto ejecuta protocolos de capas superiores para realizar otras funciones.

SIP se vuelve un protocolo tan versátil por su simplicidad, es un protocolo que trabaja con ASCII o textbased, parecido a HTTP o SMTP, que lo hace ligero y flexible a comparación de otros. Los protocolos antes mencionados son protocolos de petición de respuesta, lo que significa que se hace una petición a un servidor y espera la respuesta del mismo para establecer la sesión. Utiliza menos recursos al reutilizar protocolos ya existentes, a la vez minimiza la complejidad de SIP permitiendo que se trabaje con una variedad más amplia de aplicaciones.

Características de SIP

Dentro de las principales características que (Thomas Porter, 2004) enumera para el protocolo SIP son las siguientes:

• Ubicación del usuario, el punto final fue identificado de tal manera que se puede establecer una sesión.
• Disponibilidad del usuario, cuando el usuario al que está siendo invitado tiene la opción de indicar si desea participar en la comunicación.
• Capacidades del usuario, permite establecer los medios de comunicación y sus parámetros técnicos que se utilizarán en la comunicación.
• Gestión de sesiones, donde se modifican los parámetros de la sesión, los datos se transfieren, los servicios se invocan, y se termina la sesión

Arquitectura SIP

Al ser SIP un protocolo simple como antes ya se mencionó, no sería capaz de funcionar en una red sin hacer uso de otros protocolos, para establecer una comunicación es importante disponer de dispositivos para usuarios como de servidores los mismos que son necesarios para permitir que la intercomunicación, adicional a eso una serie de protocolos que se encargan de llevar la voz y los datos por medio de las redes. Todo esto constituye la arquitectura de SIP.

Los principales componentes que utiliza SIP son:

• Agentes, se refiere a los puntos finales de una llamada.

– Agente Usuario UA34: encargado de emitir y recibir solicitudes SIP, utiliza un UE35 que puede ser una PC, teléfono IP o una estación móvil.

• Servidores SIP, equipos de red.
– Servidor Proxy: recibe solicitudes de clientes que desean establecer una conexión y las encamina hacia otros servidores.
– Servidor de Redireccionamiento: recepta las solicitudes SIP, traduce la dirección SIP de destino en una o varias direcciones de red y las devuelve al cliente.
– Registrador: servidor encargado de aceptar las solicitudes SIP. Un usuario se registra al enviar un mensaje al registrador el mismo que almacena la dirección IP en una base de datos de localización.

Tipos de arquitectura SIP

Las solicitudes enviadas por los componentes de SIP son procesadas de diferentes maneras por lo cual se dividen en dos tipos de arquitecturas que se las describen a continuación:

• Cliente/Servidor La relación de los equipos en la arquitectura cliente/servidor tienen dos funciones como (Thomas Porter, 2004) los describe:
– El cliente que solicita servicios o recursos específicos.
– El servidor que se encarga de que las solicitudes respondan a los servicios o recursos solicitados.

Un cliente envía una solicitud para registrarse en un servidor Proxy o un servidor de redireccionamiento que le permita comunicarse con otro UA, es un ejemplo de una arquitectura cliente/servidor en donde el cliente se encarga de solicitar los servicios y el servidor de escuchar a la red para procesar solicitudes o generar otros servicios.

Los servidores SIP pueden proporcionar diferentes servicios, un servidor de registro puede registrar clientes y ejecutar el servicio de localización permitiendo a los clientes y otros servidores localizar a otros usuarios que estén registrados dentro de su red.

Peer to Peer

En la arquitectura P2P los equipos tienen características similares y pueden iniciar sesiones el uno con el otro y hacer solicitudes se servicio de otros. Cada equipo tiene la capacidad de brindar servicios y recursos, por lo tanto si uno deja de estar disponible, existe un segundo que puede ser contactado para intercambiar mensajes o acceder a recursos, actuando tanto como cliente y servidor.

La principal ventaja de este tipo de arquitectura es que los equipos involucrados pueden proporcionar ancho de banda, espacio de almacenamiento y potencia de cálculo; haciendo que la configuración y los costos de funcionamiento sean bajos.

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Métodos y respuestas SIP.

– Métodos SIP

Si un usuario desea conectarse es necesario enviar información entre clientes y servidores, al momento de realizar esas peticiones existen un grupo de comandos que usa SIP para la señalización que se describen a continuación:

• REGISTER: usado por un UA para registrar su dirección SIP y dirección IP en el servidor de registro.
• INVITE: usado para establecer una sesión SIP entre dos agentes usuarios, contiene información de quien genera la llamada, su destinatario y el tipo de flujo que se intercambiará.
• ACK: utilizado para aceptar una sesión y de igual manera confirmar que se puede iniciar el intercambio de mensajes de forma fiable.
• OPTION: utilizado para conocer características de capacidad y estado de un UA o de un servidor, con lo que se puede iniciar una sesión entre los dos.
• SUBSCRIBE: utilizado para solicitar información actualizada sobre el estado de otro UA, la finalidad de todo esto es conocer si un usuario está en línea, ocupado, fuera de línea, etc.
• CANCEL: usado para pedir el abandono de la llamada que está en curso, de una solicitud pendiente sin necesidad de determinar la sesión.
• BYE: usado para finalizar una sesión activa, puede ser generado por el usuario que inicio la llamada o de quien está siendo llamado, el comando BYE es el único que puede finalizar por completo una sesión.

Respuestas SIP

Después de realizada una solicitud a un servidor SIP o a un UA, un sin número de respuestas pueden ser enviadas, se las puede agrupar en seis categorías diferentes, el formato de estos códigos empiezan con un número relativo para cada categoría, a continuación se muestran los distintos tipos de respuestas:

• Informational (1xx) la solicitud ha sido recibida y está en proceso.
• Success (2xx) la solicitud antes recibida es reconocida y es aceptada.
• Redirection (3xx) la solicitud no puede ser completada y no es necesario de pasos adicionales.
• Client error (4xx) la cuenta con la que se desea iniciar sesión presenta errores, por lo tanto el servidor no puede continuar con la solicitud.
• Server error (5xx) la solicitud es recibida pero el servidor no puede procesarla, por ser problemas del propio servidor.
• Global failure (6xx) la solicitud es recibida pero el servidor no puede procesarla, este tipo de errores se pueden producir en cualquier servidor, por lo que las solicitudes no se desvían a otro servidor para ser procesadas.

PROTOCOLOS DE TRANSPORTE

* Protocolo UDP

Protocolo de datagrama de usuario (UDP), es un protocolo no orientado a conexión que no proporciona una detección de errores ni conformación de ACK correspondiente a la capa transporte del modelo TCP/IP38, presenta las siguientes características:

• Proporciona un datagrama poco confiable, el servicio es fiable pero no garantiza el
• orden en que se entregan los paquetes.

• Los paquetes pueden perderse o ser entregados fuera de orden a los usuarios.

• Los usuarios pueden tener datagramas cambiados.

• UDP no trabaja con los datos tan solo los recibe y trasmite inmediatamente.

• Trabaja en modo full dúplex es decir realiza trasferencias en ambas direcciones.

• No adiciona sobrecarga por cada segmento que utiliza.

• UDP es rápido, puede admitir la comunicación punto a punto y punto a multipunto.

Protocolo RTP

Protocolo de transporte que trabaja sobre UDP por que le brinda características necesarias para así ganar velocidad, aunque se tenga que sacrificar la fiabilidad de los datos, no garantiza la entrega de los paquetes a su destinatario final ni la entrega en el instante adecuado de los mismos. Usa puertos pares asignados desde el 1025 y 65535 pero el más conocido es el puerto 5004.

La función principal de este protocolo es multiplexar varios flujos de datos que trabajan en tiempo real en un solo flujo de paquetes UDP. Es por eso que puede trabajar en redes unicast o multicast. Para entregar a su destinatario el protocolo RTP enumera los paquetes desde su origen asignándole un valor mayor al de su antecesor paquete que ya fue enviado (EFORT, 2014).

El protocolo RTP realiza un proceso con la finalidad de trasmitir los paquetes en el orden y el tiempo adecuado:
• Identifica el tipo de tráfico que se está trasportando.
• Añade un marcador para identificar el instante en que se empieza a trasmitir.
• Permite realizar un cálculo de retardo y fluctuación.
• Incluye numeración de secuencia para identificar la pérdida de un paquete.
• Permite que se realicen conversaciones múltiples puesto que puede ser trasportado en paquetes multicast.

Protocolo RTCP

Protocolo de control de flujo de RTP, que se encarga básicamente de la transmisión periódica de paquetes de control para todos los participantes de una sesión, también ofrece información de la calidad de la distribución de los datos. Utiliza y trabaja conjuntamente con un puerto impar contiguo al de RTP por defecto el puerto 5005.

Funciones:

• La realimentación es una parte crítica en el uso de RTP como protocolo de transporte puesto que las aplicaciones pueden usar para controlar la forma en que se comportan.
• Regeneración para el diagnóstico de falla de distribución.
• RTCP permite la supervisión y el diagnóstico de la distancia.
• Controla la velocidad a la que los participantes en una sesión RTP transmiten paquetes RTCP.

Al manejar una sesión de algunos participantes, los paquetes RTCP se trasmiten aproximadamente uno cada cinco segundos, pero al tratarse de un grupo más grande se trasmiten paquetes RTCP uno solo cada treinta segundos. En conclusión a mayor número de participantes menos paquetes RTCP envían es decir es un protocolo escalable que permite acoplar una decena de miles de usuarios

Tomado de:
Martínez, M. (2015). Diseño del sistema de telefonía IP bajo una plataforma de software libre para la industria FLORALP S.A. de la ciudad de Ibarra (tesis de pregrado). Universidad Técnica del Norte, Ibarra, Ecuador.
Fuente:
http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/4511/1/04%20RED%20059%20Tesis.pdf

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Protocolos de envío de paquetes de voz

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Al igual que las rede de datos se manejan en base a una pila de protocolos y aplicaciones, la VoIP trabaja sobre protocolos que se ajustan a la tecnología y a las necesidades de los usuarios. Existen dos tipos de protocolos principales relacionados con VoIP: transporte y control de datos, estos trabajan sobre la capa de transporte, como se muestra en la Figura 3 a continuación.

El protocolo RTP25, en conjunto del protocolo RCTP26 se los utiliza ligados a H.323, SIP y más protocolos de señalización de llamada para conformar así la pila fundamental del transporte de voz sobre el protocolo IP.

Estructura de protocolos VoIP

Estructura de protocolos VoIP

PROTOCOLOS DE SEÑALIZACIÓN

Los protocolos de señalización están encargados de principalmente de establecer una llamada entre dos dispositivos, es decir permite loguearse/desloguearse de un servidor de VoIP, transmitir claves para el inicio y fin de una sesión, indicar el tipo de datos que se están trasmitiendo y trasmitir las direcciones de origen y destino. Los protocolos más importantes para la tecnología de VoIP son H.323, SIP, IAX.

Protocolo H.323

Creado por la UIT – T para la trasmisión de datos, voz y video, a través de redes basados en conmutación de paquetes sin calidad de servicio como son las redes IP. Se considera el protocolo más usado para la difusión en la telefonía IP.

Se caracteriza de los demás protocolos por ser un protocolo binario, presentar una mejor interoperabilidad con la PSTN, proporciona un mejor soporte para los sistemas de video. Fue diseñado para trabajar en redes de área local para trasmitir voz y datos, posteriormente se habilitó su expansión para trabajar en redes más amplias como son Internet.

La arquitectura que maneja H.323 es completa pues poseer sus propios puertos para señalización y codificación, para llevar así a cabo la comunicación entre los usuarios y garantizar la compatibilidad de los dispositivos. Para eso utiliza los siguientes protocolos:

• H.225 para el control de llamadas en la misma que se incluye señalización, registro y admisión.
• H.235 encargado principalmente de la seguridad y cifrado.
• H.450 usado en el caso de existir servicios suplementarios.
• RTP/RTCP principalmente utilizados para el transporte de contenido multimedia

y una serie de codecs:

• G.711 encargado de representar una señal de audio en frecuencias de la voz humana, con una tasa de 8000 muestras por segundo, es decir a 64Kbit/s.
• G.722 es una evolución del códec G.711 exclusivo de la VoIP.
• G.723 permite la compresión más del audio, permitiendo más llamadas simultaneas. •G.729 es el más preferido codecs para aplicaciones de WAN.

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Protocolo SIP

Session Initiation Protocol (SIP) es un protocolo desarrollado por la IETF29 especificado en el RFC 3261, desarrollado en lenguaje ASCII30 es un protocolo abierto, utilizado para el establecimiento de una sesión en una red IP, simple e independiente por lo tanto se convierte en escalable y posee la capacidad para acoplarse a diferentes arquitecturas

y escenarios de implementación. Similar a HTTP y SMTP pues es un protocolo de petición – respuesta, trabaja en conjunto con las aplicaciones de Internet.

Se ha convertido en una herramienta simple de usar, permitiendo construir servicios convergentes de voz y multimedia. Proporciona mecanismos especiales con el fin de que los usuarios finales y servidores proxy faciliten entre algunos servicios como:
• Desvío de llamadas en caso: usuario ocupado, llamada sin respuesta, incondicionales, cambio de dirección
• Movilidad personal.
• Invitación a la conferencias de multidifusión
• Llamada automática

Protocolo IAX

Indica que el protocolo IAX fue creado con la finalidad de minimizar el ancho de banda necesario para la señalización y proporcionar a demás apoyo para la traducción de direcciones de red (NAT)33; usa el protocolo UDP sobre el puerto de Internet (puerto 4569) para recibir y trasmitir datos de señalización, utiliza menos espacio que el protocolo RTP, triplicando las llamadas a través de un solo megabit conjuntamente con el código de compresión G729.

Este protocolo puede detectar automáticamente si una línea está fuera de servicio, pues usa constantemente consultas mediante ping permitiendo que las respuestas del protocolo IAX sean enviados de vuelta al origen en lugar de negociar con una dirección IP externa.

El protocolo IAX por sus características trasmite paquetes de audio con solo 4 bytes de cabecera y usa comandos de muy bajo ancho de banda. En el caso de generarse múltiples llamadas la red de IAX reduce la sobre carga de cada canal mediante la combinación de los datos de varios canales en un solo paquete, reduciendo no solo el número de cabeceras si no también su número de paquetes. Esta característica es muy importante cuando se trabaja en redes inalámbrica

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http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/4511/1/04%20RED%20059%20Tesis.pdf

DataCenter VoIP

Los edificios que alojan a los servidores en Europa y Estados Unidos son los centros de datos más ecológicos y fueron construidos como idea de almacén de datos. La ubicación estratégica en Europa central y en Estados Unidos son las ventajas principales.

Los Data Centers están perfectamente situados para garantizar conexiones rápidas a todos los territorios de Europa y América para que todos los clientes se beneficien de la mejor calidad en el servicio brindado. Por otra parte, el edificio que está situado en Europa se encuentra en una de las zonas más ricas de agua subterránea, lo que abre la posibilidad a ServerVoIP de realizar un innovador, ecológico y único sistema de refrigeración de forma natural.

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Idiomas VoIPBox del Software VoIP Switch

Codecs de audio para telefonía VoIP

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(Un códec se define como un conjunto de algoritmos encargados de la compresión y descompresión de un sonido analógico a bits digitales, con la finalidad de comprimir las señales para ocupar menor espacio dentro de una trasmisión y así ser usados en una computadora, dispositivos electrónicos y redes IP consiguiendo una buena calidad de sonido

Existen códigos abiertos o libres, mientras que otros de propiedad o patentados por lo que se requiere un pago por su licencia. Durante muchos años se han creado un sin número de codecs los mismos que se han perfeccionado de acuerdo a las necesidades y entornos de trabajo; la mayoría de los codecs actuales son creados por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones).

ESPECIFICACIONES Las características de los principales códec usados para VoIP se las describe a continuación de la misma manera que los hacen en el foro de (Asterisk México, 2007) y la página de (iNPHONEX, 2012):

G711 modulación por pulsos codificados (PCM) de datos de voz.

• Puesto en marcha en el año 1972 por la UIT-T.
• Usa Modulación de Pulsos Codificados (PCM14).
• Adecuado para la trasmisión de voz en entornos LAN.
• Muestreo de 8000 veces por segundo y la asignación de 8 bits por muestra.
• Dos versiones μ-Law16 para América del norte y Japón, y A-Law17 que trabaja en Europa y otros lugares.
• Alto rendimiento incluso en presencia de latencia y pérdida de paquetes.
• Utiliza mayor ancho de banda pues usa 64kbps de bit rate que equivale a un canal de voz completo.
• No requiere licencia y es usado por la mayoría de dispositivos comerciales que trabajan con VoIP
• Es el más económico en el aspecto de recursos, no utiliza técnicas de compresión de la voz y así proporciona máxima calidad.

G.722 Codificador de audio de 7kHz y 64 Kbps.

• Creado por la UIT –T en 1988.
• Usa la técnica Subband Adaptive Differential PCM (SB-ADPCM).
• Tiene tres rangos de operación con tasas de trasmisión de 48, 56 y 64 Kbps y tazas de muestreo de 16kHz y 14bits por muestra.
• Puede inter operar con G.721 (32Kbps) y G.725 para control y establecimiento de la conexión.
• Tiene la capacidad de realizar el ocultamiento de pérdida de paquetes PLC.
• Se usa principalmente para compresión de voz en tecnología móvil de tercera generación.

G.723 Codificador de velocidad dual para comunicaciones multimedia.

• Puesto en marcha en el año 2006 por la UIT-T.
• Utilizado para voz y audio con técnicas de compresión a velocidades muy bajas, es parte del estándar H.324.
• Maneja dos tipos de velocidades: 5.3Kbps y 6.3Kbps con la técnica ACELP y ML-MLQ21 respectivamente.
• Tiempo estimado para retardo de compresión de la trama es de 30ms.
• Muy baja velocidad de bits, necesita un buen ancho de banda para trabajar correctamente.
• No recomendado para VoIP.

G.726 adaptador diferencial PCM con codificación a 16, 24, 32 y 40Kbps

• Aprobado por la UIT –T en el año de 1990.
• Convierte el canal de 64Kbps estándar a las velocidades de 16, 24, 32 y 40Kbps.
• El rendimiento es muy bueno aunque el retardo de procesamiento es mayor que G.711.
• Se basa en la tecnología ADPCM

G.729 Codificador de voz a 8Kbps usando estructura conjugada ACELP.
• Desarrollado por la UIT –T en el año de 1990.
• Proporcionan una calidad similar de ADPCM a 32Kbps.
• Los dispositivos Cisco utilizan por defecto este códec, usando tramas de voz de 10ms.
• Buen funcionamiento en entornos LAN. Utiliza una técnica conocida como CS-ACELP, la misma que reduce el tamaño de la señal de entrada en una razón de 8:1.
• Utiliza un mínimo ancho de banda, tiene soporte pero debe ser adquirir una licencia para trabajar.

iLBC Internet Low Bit Rate Codec
• Diseñado principalmente para aplicaciones de VoIP.
• Es un códec de voz Open Source libre y gratis de banda corta, desarrollado por Global IP Sound (GIPS).
• Trabaja con anchos de banda reducidos, para bloques de 20ms apenas el ancho de banda es 15.20Kbps, mientras que con 30ms se reduce más aun a 13.33Kbps.
• En cuanto a calidad se refiere presenta una leve degradación de la voz provocado por pérdida o retraso de paquetes.
• Es un códec reciente por lo cual no existe soporte y al proporcionar mejor calidad necesita de mayor procesamiento.
• No soporta un número alto de llamadas simultáneas.

GSM Sistema Global para comunicación móvil
• Propio códec para telefonía celular.
• El tipo de compresión que usa es RPE-LTP.
• Divide a la voz en bloques de 20ms los mismos que son trasportados al códec para la compresión.
• Ancho de banda de consumos es de 13.3Kbps.

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