Los componentes usados en VoIP varían dependiendo de qué protocolos se utilicen y las características de la red. Sin embargo, los componentes mostrados en la figura 1.2 son los que se utilizan frecuentemente. Dado que VoIP opera sobre una red IP, los Switches y routers de esta última también son componentes fundamentales de un sistema VoIP.

Componentes VoIP

Relación con modelo OSI

Cada uno de los componentes debe implementar funciones y protocolo s de una o m ́as capas del modelo OSI. En la figura se detallan las diferentes tareas que realizan los dispositivos VoIP y como se relacionan con el modelo OSI.

La relación de los componentes de un sistema VoIP con las diferentes capas del modelo OSI, se puede visualizar a través de los protocolos que utilizan en el desarrollo de la comunicación. Las capas más bajas del modelo OSI (capa de transporte, capa de red y capa de enlace), establecen la comunicación a través de diferentes protocolos VoIP, que se entremezclan con los protocolos de las redes de datos (IP, UDP, TCP) y redes de telefonía tradicional (SS7). A partir de las capas de sesión, presentación y transporte, los protocolos establecen la telefonía como tal, es decir, proveen todas las funcionalidades necesarias para desarrollar una llamada telefónica a través de la red de datos.

Para un componente VoIP es fundamental el protocolo IP, ya que este permite el transporte de los mensajes de todos los procesos de VoIP. Por lo tanto, los componentes deben contar con una dirección IP y MAC.

Un componente debe además soportar UDP, TCP y RTP, ya que estos protocolos de transporte son los encargados de transmitir los mensajes de los diferentes protocolos de VoIP. En particular, para el transporte de la voz, se utiliza RTP.

Los terminales interactúan directamente con el usuario y cuentan con software de interacción con los usuarios, pero no todos los componentes de VoIP realizan esta tarea y solamente cuentan con software de configuración y administración. Estas tareas dependerán del proceso en el cual participen.

A continuación se describen en detalle las funcionalidades de los diferentes componentes VoIP.

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Terminal (Endpoint)

Conocido también como cliente o agente. Puede tratarse de dos tipos de hardware: un teléfono análogo que puede conectarse con un adaptador a la red IP o de un teléfono IP. También puede tratarse de un programa (softphone) que se ejecuta en un computador. Un terminal debe soportar al menos uno de los 3 protocolos estándares de señalización existentes (SIP, H323 y IAX2), que deben indicar a la central telefónica si el usuario levanta el auricular o lo cuelga, es decir, deben establecer y finalizar las llamadas.

Además, como el terminal es el encargado de codificar y decodificar los paquetes de voz que Se transmiten y reciben, el soporte de códec es una característica importante que permite a un terminal comprimir y descomprimir de diferentes maneras los datos de voz. El códec utilizado ser ́a lo que determinar ́a la calidad de la voz en la red VoIP. Finalmente, un terminal cuenta con software de interacción con el usuario para proveer funcionalidades extras de telefonía, como buzón de voz, transferencia de llamadas, conferencias, llamadas en espera, autentificación, etc.

Pasarela ( Gateway )

Por lo general, las pasarelas son dispositivos de hardware, dado que deben tener un adaptador para conectarse a las diferentes redes (red VoIP o red telefónica tradicional) y permitir que los terminales puedan operar con terminales pertenecientes a otro tipo de redes. Una gateway VoIP no corresponde al mismo concepto del gateway que se configura en una red de datos. En una red de datos se considera, en la configuración, al gateway como el router de salida hacia internet. Sin embargo, un gateway VoIP es un dispositivo capaz de proveer la salida de llamadas del sistema VoIP a la red de telefonía tradicional o a un sistema VoIP que utiliza un protocolo de señalización diferente.

El Gateway debe manejar los protocolos MGCP o Megaco, ya que participa en el proceso de control de medios cuando se realiza una llamada hacia una red diferente. Adem ́as debe soportar los protocolos de señalización de las respectivas redes debido a que debe realizar la traducción del flujo de datos. Al igual que el terminal, el gateway debe contar con soporte de codecs para poder cambiar el formato de la información de voz. Para conectarse a diferentes redes, un gateway necesita un adaptador, como lo son las FXO ( Foreign Exchange Office ) y los FXS ( Foreign Exchange Station ), que se utilizan para conectarse a la red telefónica tradicional. Las FXO son las tarjetas que permiten la conexión de un dispositivo a la red telefónica tradicional y los FXS son los conectores telefónicos que se acostumbra a ver en las paredes de los hogares.

Controlador de medios ( Media Gateway Controller o MGC)

Se conoce también como softswitch . Es un componente principalmente de software, que viene generalmente como funcionalidad en los gateways y permite que un gateway sea configurado como servidor maestro y pueda gestionar un conjunto de gateways.

Al existir m ́as de un gateway en la red el controlador de medios se encarga de definir que gateway participar ́a en la llamada. El MGC define como los flujos de información son establecidos en la red, es decir define el direccionamiento entre redes IP y otras redes, a través de la dirección del grupo de gateways en la red.

Es utilizado en redes de gran tamaño y con gran tráfico, ya que sirve para aliviar las gateways de la tarea de señalización. Al igual que el gateway, este dispositivo debe administrar los protocolos de control de medios y señalización, para la capa de sesión debido a que debe reconocer hacia donde se dirigen las llamadas. El MGC funciona como maestro en el proceso de control de medios, por lo tanto, debe conocer los protocolos utilizados por sus esclavos.

Guardián ( Gatekeeper )

Es un software que puede funcionar sobre diversos sistemas operativos. Está a cargo del control del procesamiento de las llamadas en redes que utilizan H323, es decir acota el ancho de banda que una llamada puede utilizar e incluso es capaz de controlar el horario en que se realizan las llamadas. Por razones de redundancia y balance de carga, pueden existir varios guardianes.

Es importante destacar que un gatekeeper funciona solamente para el protocolo de señalización H323. Para otros protocolos de señalización tiene sus equivalentes como el router SIP descrito en esta sección.

Unidad de Control Multipunto (MCU)

Es un dispositivo de software o hardware que permite soportar conexiones multipunto en la red. Es decir, permite las fono/video-conferencias dentro de la red VoIP. Está conformada por dos partes: el controlador multipunto (MC) que proporciona capacidad de negociación, y el procesador multipunto (MP) que se encarga de realizar las funciones de mezcla de medios (audio, v ́ıdeo o datos).
En un comienzo los dispositivos MCU funcionaban solamente con el protocolo H323, pero actualmente funcionan también con el protocolo SIP. Para establecer conferencias, el dispositivo MCU necesita conocer variados codecs de audio y video, y as ́ı realizar la compresión y descompresión de los datos de voz y video.

Central Telefónica IP Privada ( P rivate Branch Exchange , IP-PBX)

Administra las llamadas internas, las entrantes y salientes con autonomía sobre cualquier otra central telefónica. Provee de buzón de voz, contestadoras automáticas, entre otros servicios sin costo para la red privada de telefonía. Principalmente, se desarrolla como hardware , pero sus tareas pueden ser desempeñadas por software . Un ejemplo de central telefónica es Asterisk.

Las centrales telefónicas son los dispositivos que debieran tener la mayor diversidad de codecs, para siempre poder establecer la comunicación con un terminal. El terminal y la central deben utilizar los mismos codecs al momento de establecer la comunicación.

Muchas veces las bases de datos con usuarios (utilizadas para almacenar contraseñas y números de contactos de los usuarios) se establecen en servidores distintos al que procesa las llamadas. Sin embargo, en este documento, la central telefónica ser ́a tratada indistintamente a los servidores de registro, buzón de voz y otras funcionalidades telefónicas.

Una central telefónica debe contar con soporte para los protocolos estándar de señalización, como SIP y H323, entre otros. Además puede contar con el soporte de protocolos propietarios. En el caso particular de la central telefónica Asterisk, se soporta el protocolo de señalización y transporte IAX2 para comunicarse con otras centrales telefónicas Asterisk.

Router SIP ( SIP Express Router , SER)

También conocido como SER, basado en el protocolo de se ̃nalizaci ́on SIP, se encarga del establecimiento de llamadas entre terminales SIP y actúa como proxy 2 frente a las centrales telefónicas. El SER es principalmente software y actúa como servidor de registro de usuarios y servidor de re-direccionamiento de llamadas. El router SIP trabaja específicamente con el protocolo SIP. En el resto de esta memoria muchos de los componentes serán mencionados por sus nombres en inglés, porque as ́ı se usa normalmente en el ambiente técnico.

Tomado de:
Liberona, M. (2010). Seguridad en voz sobre ip (tesis de pregrado). Universidad Técnica Federico Santa Mária, Valparaiso, Chile.

Fuente:
http://www.telematica.utfsm.cl/telematica/site/artic/20121011/asocfile/20121011110145/liberonamaria.pdf

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