Por herencia histórica, la señalización en voz sobre IP sigue unos principios muy parecidos a la señalización en RTB. La s señales y las conversaciones están claramente diferenciadas. En esta sección introducimos dos protocolos de VoIP que se van a integrar en el PBX: SIP e IAX2.

Session Initiation Protocol (SIP).

El protocolo de señalización de inicio de sesión, del inglés Session Initiation Protocol (SIP), es una especificación par a Internet para ofrecer una funcionalidad similar al SS7 pero en una red IP.

El protocolo SIP, desarrollado por el IETF, es responsable de establecer las llamadas y del resto de funciones de señalización. Se debe recordar que cuando se habla de señalización en el contexto de llamadas de voz, se está hablando de la indicación de línea ocupada, los tonos de llamada o que alguien ha contestado al otro lado de la línea. SIP hace tres cosas importantes:

1. Encargarse de la autentificación.
2. Negociar la calidad de una llamada telefónica. Una de las grandes diferencias entre la telefonía tradicional y la IP es que la calidad de servicio de una conversación se puede negociar.
3. Intercambiar las direcciones IP y puerto s que se van utilizar para enviar y recibir las conversaciones de voz.

Servidores Proxy Aunque dos dispositivos SIP (teléfonos IP)

Pueden comuni carse directamente, SIP normalmente hace uso de alg unos elementos adicionales llamados “proxies” para facilitar el establecimiento de las llamadas.
Un “proxy” opera como un representant e (apoderado) que se encarga de negociar entre dos partes. Con la ay uda de un “proxy” se puede mover físicamente un número de teléfono en Internet. Los números no est án asociados a un sitio concreto sino que se pueden mover siempre y cuando se notifique al “proxy” de la nueva ubicación. Como el “proxy” funciona como un intermediario , es capaz de indicar a las partes dónde se encuentran los teléfonos.

Este servidor in termedio en SIP “aprende” la posición de sus usuarios durante un proceso que se conoce como “registro” (figura 2.2). El proceso de registro entre clientes y el servidor “pro xy”. La señalización (SIP) y las conversaciones de voz (RTP) viajan por caminos diferentes.

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Protocolos en tiempo real y el NAT

En Internet, las conversaciones que usan s eñalización de tipo SIP resultan en flujo constante de paquetes de pequeño tamaño entre los comunicantes. Estos paquetes de voz hacen uso de otro protocolo llamado RTP. El protocolo de transporte de tiempo real o Realtime Transport Protocol (RTP) es el encargado de llevar las conversaciones (la voz) de un lado a otro. En el RTP se define un mecanismo estándar para enviar audio y video en Internet. De la misma forma que en una conversación existen dos flujos de voz, en una conversación en una red IP t enemos dos flujos de paquetes RTP. Los Network Address Translators (NATs) son los grandes enemigos del RTP.

Una red con un NAT consiste en varios ordenador es compartiendo, con el mundo exterior, una sola dirección IP pública. Las máquinas situadas dentro de la red NAT usan direcciones privadas. Aunque el NAT permite conectar más fácilmente ordenadores a la red, lo hace al precio de no permitir una conex ión puramente bidireccional. El efecto de un NAT en voz sobre IP es que no se pueden recibir conexiones iniciadas desde el exterior. Existen varios problemas relacionados con NAT y VoIP.

El más común de los problemas es conocido como “audio en una sola dirección” (oneway audio). Como se sabe, una conversación está compuesta por dos flujos de paquetes RTP distintos. En presencia de un NAT, sólo el flujo de dentro a fuera no es bloqueado; el flujo de fuera a dentro no tiene la misma suerte y puede atra vesar el NAT. La consecuencia: el que inicia la llamada desde dentro del NAT no puede escuchar a la otra parte. Si los dos comunicantes se encuentran dentro de NATs la s cosas se complican aún más, hasta el punto de que ningún flujo de audio llega a su destino final. Por desgracia, las direcciones IP priv adas y los NAT están especialmente presentes en todos los lugares de las regi ones en desarrollo. Configurar una red con señalización SIP y NATs no es trivial, esto es, no es que no se pueda hacer.

InterAsterisk eXchange versión 2 (IAX2)

La segunda versión del protocolo de com unicación entre Asterisks (InterAsterisk eXchange) se conoce como IAX2. IAX2 es un protocolo de telefonía IP que utiliza un reducido número de bits en las cabeceras. El contenido de voz en los paquetes se envía usando una cabecera de tan solo 4 octetos (32 bits). Una cabecera más compleja de 12 octetos se utiliza con los paquetes de control y en algunos paquetes especiales de voz (uno por minuto aproxim adamente). IAX2 es una alter nativa al protocolo de señalización SIP. IAX2 fue creado como pa rte del desarrollo de la PBX Asterisk.

A diferencia del SIP, que usa dos flujos de datos para voz y otros dos para señalización, IAX2 usa sólo un par de flujos donde voz y dat os coexisten. Esta forma de enviar tanto las conversaciones como la señalización por el mismo canal se conoce como inband, en contraste con el método que usa SIP, el outofband. La idea de enviar la señalización dentro del canal de voz (inba nd) obliga a separar los paquetes de voz de los paquetes de señalización. Aunque este diseño requiere más gasto de procesamiento (CPU) ofrece mejores propiedades en presencia de cortafuegos y NATs. Debido a su diseño, IAX2 es la opción más adecuada en regiones en desarrollo donde existen gran presencia de NATs. A demás, IAX2 es capaz de empaquetar llamadas simultáneas en un sólo flujo de paquetes IP. Este mecanismo es conocido como “trunking” y su implementación resulta en ahorros en el consumo de ancho de banda.

El concepto de “trunking” se puede explicar con la siguiente metáfora: hay que imaginarse que se necesita mandar cinco cartas a gente que vive en otro país. Una posibilidad es usar un s obre por cada una de las cartas; la otra es usar un único sobre e incluir el nombre del destinatario final en la cabecera de cada una de las cartas.

La agregación de llamadas en telefonía IP funciona de la misma forma y permite enviar múltiples cartas (llamadas) en un único sobre (paquete IP). El diseño de IAX2 es más adecuado para regiones en desarrollo por tres razones:

1. Reduce el uso de ancho de banda por llamada.
2. Está diseñado para operar en presencia de NATs (soporte nativo) y es más fácil de usar detrás de los cortafuegos.
3. Reduce aún más el ancho de banda c uando se realizan varias llamadas simultáneas (como resultado del “trunking”).

Tomado de:
Méndez, V. (2008). Implementación de conmutador de voz IP (PBX virtual) sobre una red de datos (tesis de pregrado). Instituto Politecnico Nacional, Culhuacan, México.

Fuente:
http://itzamna.bnct.ipn.mx:8080/dspace/bitstream/123456789/6880/1/ice180.pdf

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