Las centrales de conmutación son la columna vertebral de la telefonía ya que son encargados de proporcionar la selectividad necesaria, de forma automática, para poder establecer el circuito de enlace entre dos usuarios que desean comunicarse. En ellas además se encuentra toda la señalización y control propios de la red telefónica.

De acuerdo a la red pública española (Huidobro 2006) se presenta la siguiente clasificación:

• Central Local. A estas se conectan todas las líneas de abonado, de tal forma que mediante un par físico se une el teléfono con la central, también se llama central urbana.
• Central Primaria. Cuando un usuario desea comunicase con otro que depende de otra central la comunicaciones e realiza a través de los circuitos de enlace entre ambas (red secundaria), siendo determinado éste en función del trafico que espera que va cursarse entre ellas.
• Central Tándem. Centrales de transito que sirven para cursar llamadas entre centrales primarias, actuando como concentradores.
• Central Secundaria. Centrales de transito encargadas de manejar el trafico entre las provincias pertenecientes a la misma área de forma automática, tiene uniones con centrales Primarias y Tándem. Sin disponer de abonados propios.
• Central Terciaria. Centrales que sirven para cursar llamadas entre centrales Secundarias pertenecientes a distinta área multiprovincial, que se conectan entre si formando una red malla entre si.
• Central internacional. Cursan el trafico entre distintos países, siendo las centrales Terciarias las que se le conectan.

Tomado de:
Ferráez, E. (2008). El impacto de la Telefonía IP en las Organizaciones (tesis de pregrado). Universidad Veracruzana, Veracruz, México.
Fuente:
http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/28505/1/Ferraez%20Rodriguez.pdf

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Cabe señalar que para fines de nuestra investigación nos centraremos en dos tipos de señales: analógicas y digitales que se explicaran a continuación debido a que la diferenciación de estas señales es crucial para la comprensión de la clasificación de los teléfonos realizada en esta monografía; “en la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la luz, el sonido, la energía etc. son señales que tienen una variación continua.

Una señal analógica es un voltaje o corriente que varía suave y continuamente” (Galan, 2000). Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas (figura 1.3) que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo. Se dice que la señal que transporta la información por este sistema es «continua», en tanto que la referida a la digital es «discreta» (figura 1.4). La primera, que es la clásica, puede tener una cantidad de estados o valores ilimitados mientras que en la digital no es así, depende del tipo de técnica que se use, si es la más simple, la binaria, tan solo puede tener dos estados, 0 y 1.

Analogica y Digital

Analogica y Digital

Al hablar con una persona cara a cara, se están emitiendo unas señales, si se dibujasen estas señales es fácil imaginar cual sería el resultado, un conjunto de curvas con características y valores en continua variación, sin que tengan una limitación, esa sería una señal analógica.

Cuando hablamos por teléfono, la onda necesita de una línea para transmitirse. Esta puede ser un cable, si en lugar de un medio mecánico como lo es el cable lo trasladamos a uno eléctrico, como pueden ser señales de radio o luz, tenemos el mismo resultado, el aparato telefónico convertirá nuestra voz, por medio de unas membranas que van a vibrar por las ondas que emitimos al hablar, en impulsos eléctricos y se transmitirán por la línea en forma de ondas, que tendrán una fase, una amplitud y una frecuencia determinada y que el teléfono receptor retornará, por otro sistema parecido de membranas, en sonido; este tipo de transmisiones de señales analógicas son la base del funcionamiento de los teléfonos analógicos, cabe mencionar que este tipo de dispositivos esta por desaparecer ya que las señales digitales ofrecen mucho mas ventajas frente a las analógicas.

Cuando se habla a través de la bocina de un teléfono celular, la voz desde un micrófono emite ondas sonoras a manera de señales analógicas, mismas que entran a un convertidor analógico-digital para su transmisión en grupos de ceros y unos; aquí es donde interviene el procesamiento digital de señal, y en el otro extremo que es el receptor, son nuevamente convertidos de digital a analógico para ser recibidos como señal análoga por el receptor; esto trajo como consecuencia una señal más fiel dado que eliminó el ruido de fondo y la interferencia.

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Al proceso de convertir una señal analógica a una señal digital se le conoce como la forma más sencilla de transmisión digital es la binaria, en la cual a cada elemento de información se le asigna uno de dos posibles estados 0 o 1” (Galan, 2000).

Al convertir estas señales al formato digital se pueden aprovechar las características como: la inmunidad al ruido, la sencillez de medir, evaluar y transmitir.

Para transmitir información digital (binaria 0 ó 1) por la red telefónica, la señal digital se convierte a una señal analógica compatible con la el equipo de la red y esta función se realiza en el Módem.

Tomado de:
Ferráez, E. (2008). El impacto de la Telefonía IP en las Organizaciones (tesis de pregrado). Universidad Veracruzana, Veracruz, México.
Fuente:
http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/28505/1/Ferraez%20Rodriguez.pdf

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Dispositivos GSM/UMTS

Los teléfonos móviles son dispositivos electrónicos de pequeño tamaño empleados para realizar comunicaciones de voz o datos a través de una conexión a una estación base que pertenecerá a una determinada red de telefonía móvil. Éstos han supuesto una auténtica revolución en nuestra manera de comunicarnos.

Desde el punto de vista de la VoIP se pueden encontrar dispositivos que integran ambas tecnologías, p.e. SIP y GSM. Además la integración es más sencilla que la tecnología analógica tradicional ya que no dependen de conversiones intermedias a analógico, permitiendo enviar toda la señalización existente entre ambas redes de forma transparente y fiable.

Tomado de: http://www.naser.cl/sitio/Down_Papers/Introduccion%20a%20la%20telefonia.pdf

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Los teléfonos IP son una parte importante de la arquitectura VoIP. A día de hoy estos terminales han evolucionado (ofreciendo una gran funcionalidad) como videoteléfonos IP, soluciones de movilidad basadas en redes IP, sistemas multimedia “todo-en-uno” completamente flexibles o unidades capaces de videoconferencia con muchos usuarios. De hecho, la revolución no se producirá debido a la nueva forma que tenemos de conectar los teléfonos cuando se emplea VoIP, sino a la posibilidad que darán estos teléfonos de comunicarse de la forma que exactamente se desea.

En la actualidad, los teléfonos IP son, en su gran mayoría, muy similares al resto de teléfonos tradicionales. Sin embargo, si nos fijamos detenidamente en su aspecto exterior se puede apreciar que existen ciertas diferencias:

• Disponen de al menos un puerto de conexión RJ-45 en lugar del tradicional RJ-11.
• Suelen disponer de pantalla para mostrar información relevante.
• Incorporan varios botones programables que pueden usarse para diferentes funcionalidades.
• Conector de auriculares.

El puerto RJ-45 de los teléfonos IP es un puerto Ethernet mediante el cual se conectan a la red. A través de éste puerto, se comunican con cualquier otro dispositivo basado en IP que se encuentre en la red, como pueda ser un proxy o un enrutador para VoIP, otro teléfono IP, una puerta de enlace a la RTC (para realizar llamadas hacia la red telefónica tradicional) o un router.

Ciertos modelos de teléfono IP tienen varios conectores RJ-45 en lugar de uno. En estas ocasiones el teléfono tendrá un switch o incluso un router integrado, que permite conectar dispositivos como impresoras de red, ordenadores o incluso otros teléfonos IP.

Además de lo comentado anteriormente, algunos teléfonos tienen implementada la posibilidad de ser alimentados eléctricamente a través de la red de datos, es decir, la LAN proporciona al teléfono la electricidad que necesita para funcionar. Esta tecnología se conoce con el nombre de Power over Ethernet8 (PoE).

Los teléfonos IP se pueden encontrar a precios asequibles debido principalmente a que existen una gran cantidad de fabricantes, distribuidores y modelos. Dependiendo de sus características y posibilidades podríamos clasificar los teléfonos IP en tres categorías:

• Gama baja. Constituyen la mayoría y son aquellos que recuerdan más a los teléfonos tradicionales. Éstos proporcionarán un buen servicio para realizar llamadas por VoIP a otros terminales de la red o a través de proxys, aunque disponen de pocas funcionalidades extra. Entre las mismas cabe destacar el soporte para varios idiomas o la personalización de tonos de llamada y melodías.

• Gama media. Son muy parecidos a los teléfonos IP básicos pero añaden nuevas funcionalidades que los anteriores no poseen. Además suelen tener una pantalla más avanzada y grande, así como más conexiones hardware de las que tienen los básicos. Por ejemplo, es habitual que dispongan de pantalla retroiluminada, capacidades de VLAN e incluso la posibilidad de registrar varias líneas con operadores IP diferentes.

• Gama Avanzada. Estos teléfonos suelen incluir pantallas a color y muchas otras funciones extras como la posibilidad de configurar el acceso a un servidor LDAP de una organización o acceso Web a través de la pantalla del teléfono.

Las funciones propias de los sistemas telefónicos tradicionales (rellamada, llamada en espera o llamada a tres, etc), además de muchas otras que no podremos encontrar en estos, se encuentran implementadas en VoIP de dos formas distintas: como funciones del propio teléfono IP o a través de la red IP a la que está conectada dicho teléfono. Mientras que con la telefonía tradicional todo este tipo de funciones sólo pueden ser accesibles mediante la compra de licencias adicionales, algo que supone un cambio radical con respecto al anterior enfoque y un enorme ahorro para los usuarios de todo este tipo de servicios.

Tomado de: http://www.naser.cl/sitio/Down_Papers/Introduccion%20a%20la%20telefonia.pdf

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Uno de los beneficios que aporta la VoIP es que la arquitectura, desde el punto de vista de su distribución, puede ser centralizada o distribuida. El enfoque centralizado es criticado debido al hecho de no disponer de la suficiente flexibilidad para adoptar las futuras innovaciones tecnológicas. Por otro lado la arquitectura distribuida es más compleja que la arquitectura centralizada. Sea partidario de un enfoque u otro lo que la VoIP nos permite es una gran flexibilidad.

Sin entrar en debates sobre un enfoque u otro en la figura 2-2 se muestra a modo de ejemplo un entorno VoIP.

• Teléfono IP. Es un teléfono similar a un teléfono tradicional con la diferencia que está adaptado para ser utilizado en entornos IP.
• Softphone. Es un teléfono similar al anterior con la peculiaridad de que este es software.
• Adaptador ATA. Es un adaptador que permite conectar un teléfono convencional a una red IP.
• SIP. Es un protocolo usado por los proveedores de VoIP encargado de, entre otras funciones, iniciar y finalizar las llamadas VoIP.
• B2BUA. Es una entidad intermediaria encargada de procesar las comunicaciones VoIP y retransmitirlas a su destino.

arquitectura red voip

arquitectura red voip

Tomado de: http://www.naser.cl/sitio/Down_Papers/Introduccion%20a%20la%20telefonia.pdf

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Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

En 1995, una pequeña compañía llamada Vocaltec anunció el lanzamiento del primer teléfono software para Internet. Este software era únicamente útil para entablar una comunicación de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware tales como micrófono, altavoces, tarjeta de sonido y módem.

El funcionamiento de este software a día de hoy sigue siendo básicamente igual, transformar la señal de voz en paquetes IP una vez comprimida. Sin embargo, esta alternativa a la comunicación telefónica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet de las que se disponían, ofrecían un ancho de banda muy escaso.

Durante los años siguientes la tecnología asociada a las redes de datos y las comunicaciones continuó mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los primeros pasos desde un punto de vista comercial. En este año diversas compañías lanzaron al mercado adaptadores que permitían hacer uso de los teléfonos tradicionales en un entorno VoIP. Ello facilitó el acercamiento de la tecnología VoIP a los clientes, por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado ofreciendo productos y servicios relacionados. Durante el año 1998 la tecnología VoIP alcanzaba ya el 1% del tráfico total de voz: su carrera había comenzado.

En 1999, compañías dedicadas a las redes de datos tales como Cisco crearon las primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con tráfico VoIP. Esto supuso un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzó a implantarse en muchas empresas. La consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el año 2000 más del 3% del tráfico total de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en años venideros y alrededor del año 2005 ya era fácil para cualquier persona de países desarrollados conseguir una conexión a Internet que cumpliera los requisitos mínimos para ofrecer una buena calidad de voz y una comunicación fiable a través de VoIP reduciendo al mínimo las posibles interrupciones que se pudieran producir durante la conversación.

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocó que a día de hoy existan muchas soluciones que hacen uso de esta tecnología. Un ejemplo claro es Asterisk, una centralita telefónica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL.

Este producto, soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos años en una de las soluciones IP más extendidas en diversos ámbitos, tanto el empresarial como el educativo.

Otro ejemplo destacable de producto VoIP es Skype, que fue creado por dos jóvenes universitarios en el año 2003. A diferencia de Asterisk, Skype hace uso de un protocolo privado que no está basado en un estándar lo que a largo plazo se piensa que limitará a sus usuarios. A día de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se encuentra también ampliamente extendido.

Tráfico VoIP en todo el mundo (dividido por regiones)

Tráfico VoIP en todo el mundo (dividido por regiones)

De un modo u otro, a finales del año 2008 se espera que el negocio relacionado con la VoIP llegue a la impresionante cifra de 5.000 millones de dólares. El bajo coste de las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se están implementando son sólo dos de los alicientes que están provocando esta revolución.

Tomado de: http://www.naser.cl/sitio/Down_Papers/Introduccion%20a%20la%20telefonia.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 codificación por síntesis es muy diferente de la codificación diferencial. La idea no consiste en manipular las muestras para eliminar la redundancia y la correlación entre las muestras, sino en considerar bloques de muestras y construir un modelo que genere muestras idénticas (o similares) desde el punto de vista estadístico. Mediante este modelo es posible sintetizar muestras con determinadas propiedades estadísticas, de ahí el término codificación por síntesis. Pueden citarse dos tipos de codificación por síntesis:

• Codificación LPC

La codificación predictiva lineal (LPC) consiste en sintetizar muestras a partir de un modelo de sistema de generación de voz y una señal de excitación. La voz humana se produce por medio del aparato fonatorio, que consta de los pulmones, las cuerdas vocales, la tráquea, la garganta, la boca y los labios. En la práctica, el modelo de este sistema es un conjunto de cilindros de diámetros diferentes, 10 para el caso de [LPC-10], excitado por una señal sinusoidal o ruido blanco. La selección de la fuente de excitación (sinusoidal o ruido blanco) depende de las características, sonorizadas o no sonorizadas, de la señal. Las señales sonorizadas corresponden a las vocales, por ejemplo las letras «a» o «u», mientras que las señales no sonorizadas corresponden a las consonantes, por ejemplo «r» o «s».

El proceso de síntesis consta de dos fases, a saber:
– determinación de la función de excitación; y
– determinación de los diámetros de los cilindros (o, de manera más general, la identificación de la función de transferencia del modelo de voz).

Cada fase se ejecuta cada 20 ms (es decir, en un conjunto de 160 muestras correspondiente a una frecuencia de muestreo de 8 kHz). El codificador genera como salida una frecuencia de excitación (codificada con 16 bits), un conjunto de 10 coeficientes (codificados con 10 × 8 bits) y una ganancia (codificada con 8 bits). La velocidad binaria del codificador es, por lo tanto, de 104 bits cada 20 ms, es decir, 5,2 kbit/s. Así pues, la velocidad binaria es sólo un doceavo de la del codificador PCM.

• Codificación CELP

La codificación predicción lineal con excitación por código (CELP), especificada en la Norma FED_STD 1016, es una ampliación de la codificación LPC. Consta también de dos fases, que corresponden a las funciones de excitación y transferencia. La función de transferencia se determina de igual manera que en la codificación LPC. En cambio, la función de excitación no es únicamente sinusoidal o de ruido blanco, sino una combinación lineal de funciones estocásticas (esto es, ruido) y periódicas. La determinación de estas funciones conlleva mucho tiempo de la CPU (de hecho, los codificadores CELP se configuran por lo general en tarjetas de procesamiento de señal específicas), pero la calidad que se obtiene es mayor que con el codificador LPC.

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.pdf

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SIP Telefonía e IVR (Respuesta Automática)

La codificación PCM es la base de una familia de codificación ampliamente utilizada que se basa en la fuerte correlación que existe entre las muestras sucesivas de una fuente de audio. En lugar de codificar las propias muestras, parece razonable codificar la diferencia entre muestras sucesivas. Existen tres tipos de codificación diferencial:

• Principio de la codificación DPCM

El codificador DPCM se basa en el principio de que existe una correlación entre muestras sucesivas y que, por consiguiente, es posible predecir el valor de la muestra n + 1 a partir de las muestras n, n − 1 y n − 2, etc. Por lo tanto, basta con codificar únicamente la diferencia entre una muestra xn y la predicción de xn. En el caso de la codificación DPCM, la predicción de xn es sencillamente el valor de la muestra anterior xn – 1. En un caso más general, puede emplearse la predicción lineal, y se obtiene la codificación ADPCM.

• Principio de la codificación ADPCM

La predicción para este tipo de codificador se obtiene mediante un bucle de retroalimentación: tras la cuantificación, se resta el error. En la predicción adaptativa se emplea la función de autocorrelación de corta duración calculada en partes de señal con duración no superior a 20 ms. La muestra xn se predice mediante una cierta combinación de las p muestras anteriores.

• Principio de la codificación ADM

La codificación modulación delta adaptativa (ADM) con escalón adaptativo es similar a la codificación ADPCM descrita más arriba. La diferencia principal estriba en el hecho de que la diferencia entre la muestra actual xn y la predicha xn se cuantifica con una determinada granularidad y, por lo tanto, el escalón de cuantificación es variable; o lo que es lo mismo, la diferencia se cuantifica en varios niveles. Los escalones de cuantificación son proporcionales a la varianza de la señal de entrada x. La codificación ADM utilizada en las aplicaciones audio en Internet se denomina ADPCM DVI, aunque se basa en el mismo principio. El algoritmo calcula la diferencia entre el valor la muestra actual y el predicho, la cual se cuantifica con 4 bits y luego se suma al valor predicho anteriormente para obtener la predicción de la siguiente muestra.

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.pdf

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Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Retransmisión (FEC)

La clase de equivalencia de retransmisión (FEC) es la representación de un grupo de paquetes que tienen las mismas necesidades de transporte.

Todos los paquetes de dicho grupo reciben el mismo tratamiento durante su encaminamiento. A diferencia de las transmisiones IP convencionales, el MPLS asigna una FEC a un paquete solamente una vez, cuando entra a la red.

Las FEC se basan en las necesidades de servicio de ciertos grupos de paquetes, o incluso en un determinado prefijo de direcciones. Cada LSR construye una tabla para saber cómo ha de transmitirse un paquete. Esta tabla se denomina base de información de etiquetas.

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.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

Los elementos que participan en los mecanismos de protocolo MPLS pueden ser separados en los encaminadores de borde de etiqueta (LER) y en los encaminadores con conmutación de etiquetas (LSR).

Un LSR es un encaminador de alta velocidad dentro de una red MPLS que participa en el establecimiento de los LSP. Un LER es un elemento que se encuentra en el borde de la red de acceso o la red MPLS. Los LER pueden soportar varios puertos conectados a diversas redes (ATM, con retransmisión de tramas o Ethernet) que reenvían tráfico por la red MPLS tras haber establecido los LSP.

El LER cumple una función fundamental que consiste en asignar y suprimir etiquetas a medida que el tráfico entra y sale de la red MPLS.

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.pdf

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SIP Telefonía e IVR (Respuesta Automática)