Estudios para la implementación de voz sobre IP (VoIP) en la sucursal Villa Clara de la corporación CIMEX

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(1)FFA E IIN DE AC CU NG ULLTTA GEEN NIIEER AD DD RÍÍA A EELLÉÉC CTTR RIIC CA A. Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. T TR RA AB BA AJJO OD DE ED DIIP PL LO OM MA A “Estudios para la implementación de voz sobre IP (VoIP) en la sucursal Villa Clara de la corporación CIMEX.”. Autor: Reinier Alonso Pérez Tutor: Ing. Abel Pérez Jiménez. SSaannttaa C Cllaarraa C Cuurrssoo 22000055 –– 22000066 ““A Aññoo ddee llaa R Reevvoolluucciióónn eenneerrggééttiiccaa eenn C Cuubbaa””.

(2) U UN NIIV EL LA DE VE ER ASS V RSSIID VIIL DA AD LL DC LA CE ASS EN NT TR RA AL L ““M Maarrttaa A Abbrreeuu”” D. FFA AC CU ULLTTA AD DD NG GEEN NIIEER DEE IIN RÍÍA A EELLÉÉC CTTR RIIC CA A. Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. T TR RA AB BA AJJO OD DE ED DIIPPL LO OM MA A “Estudios para la implementación de voz sobre IP (VoIP) en la sucursal Villa Clara de la corporación CIMEX.” Autor: Reinier Alonso Pérez e-mail: [email protected] Tutor: Ing. Abel Pérez Jiménez e-mail: [email protected] Cotutor: Msc. Ing. Hiram del Castillo Sabido. Prof. Dpto. de Telecomunicaciones y Electrónica. Facultad de Ing. Eléctrica. UCLV. e-mail: [email protected]. SSaannttaa C Cllaarraa C Cuurrssoo 22000055 –– 22000066 ““A Cuubbaa”” Aññoo ddee llaa R Reevvoolluucciióónn eenneerrggééttiiccaa eenn C.

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor. Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Autor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

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(5) Pensamiento _________________________________________________________________________. “El futuro de nuestro país tiene que ser necesariamente un futuro de hombres de ciencia, un futuro de hombres de pensamientos”. Fidel Castro Ruz..

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(7) A mis padres, por haber depositado tanta confianza en mí. A mis hermanos por ayudarme en todo momento.. A mi querida novia por haberme servido de guía. A toda mi familia, y en especial para aquellos que ya no están. A Abel y Aramis por haberme acogido con tanto cariño y darme un sentido de la vida. A todo el personal de CIMEX que siempre nos apoyó. A mis compañeros de aula, por estar siempre unidos y por todo lo que pasamos juntos. A todos mis profesores, por contribuir con mi formación. A todas aquellas personas que de una forma u otra estuvieron presentes en mi vida durante estos cinco años.. A todos, muchísimas gracias..

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(9) Dedicatoria _________________________________________________________________________. A todas esas personas que están siempre a mi lado, y en especial a mi familia..

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(11) Tarea técnica _________________________________________________________________________. La tarea se realiza con las técnicas y métodos siguientes: ¾ La realización de un estudio de los diferentes protocolos del servicio de VoIP. ¾ Revisión bibliográfica del contenido de la investigación.. ¾ La caracterización de la red corporativa para implementar el servicio. ¾ La evaluación de la efectividad de la propuesta de implementación del servicio en la red.. ____________________ Firma del autor.. ____________________ Firma del tutor..

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(13) Resumen _________________________________________________________________________. Resumen Para el desarrollo de la investigación se utilizaron diferentes métodos y técnicas que permitieron. abordar el problema, entre estos el análisis y deducción, además de los. métodos empíricos, como son el experimento y sus técnicas correspondientes así como la revisión bibliográfica y análisis de documentos para lo cual nos hemos remitido a Internet y se ha consultado las páginas fundamentales sobre este tema.. El presente trabajo aborda un tema de vital importancia en nuestro país, el cual se encuentra sumergido en una revolución tecnológica y principalmente en las telecomunicaciones y la informática. Debido a los excesivos gastos por telefonía de la sucursal en los últimos tiempos se ha propuesto realizar una investigación para reducir los mismos sin necesidad de disminuir los teléfonos ya existentes y que permita, además, expandirlo. Este proyecto se presenta como una variante para transmitir comunicaciones de voz sobre una red de datos basada en el estándar IP (Telefonía IP). Bajo este concepto cada computadora en la red puede ser un terminal de comunicación, a través de un teléfono de software instalado en la propia computadora. De esta forma se establece una estructura, que aumentaría considerablemente la densidad telefónica..

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(15) Índice _________________________________________________________________________. Índice Introducción ........................................................................................................................... 1 Capítulo 1: ¨ Introducción al servicio de VoIP¨. .................................................................... 4 1.1: ¿Qué es voz sobre IP (VoIP)? ..................................................................................... 4 1.1.1: Funcionamiento.................................................................................................... 4 1.1.2: Diferencia con la telefonía tradicional. ................................................................ 5 1.2: Arquitectura VoIP. ...................................................................................................... 5 1.3: Protocolos VoIP. ......................................................................................................... 7 1.3.1: H.323.................................................................................................................... 8 1.3.1.1: H.323: Una extensión del H.320. .................................................................... 10 1.3.2: SIP. ..................................................................................................................... 13 1.3.3: SIP vs. H.323...................................................................................................... 17 1.4: Parámetros de VoIP................................................................................................... 18 Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX................................................... 22 2.1: Red corporativa de CIMEX. ..................................................................................... 22 2.1.1: Estructura. .......................................................................................................... 23 2.1.2: Servicios ofrecidos ............................................................................................. 24 2.2: Problemas tecnológicos actuales............................................................................... 26 2.2.1: ¿Podrá soportar VoIP esta red? .......................................................................... 27 2.2.1.1: VoFR ............................................................................................................... 28 2.3: Antecedentes de VoIP en CIMEX-VC. .................................................................... 30 Capítulo 3: Variantes de implementación de VoIP en Cimex-V.C...................................... 32 3.1: Posibles variantes para la implementación. .............................................................. 32 3.1.1: CISCO ................................................................................................................ 32 3.1.2: MITEL................................................................................................................ 35 3.1.3: Asterisk. ............................................................................................................. 37 3.1.4: Softphone. .......................................................................................................... 39 3.1.5: Teléfonos IP. ...................................................................................................... 40 3.2: Tipos de llamadas permitidas.................................................................................... 42 3.3: Valoración económica............................................................................................... 42 3.4: Pruebas realizadas. .................................................... ¡Error! Marcador no definido. Conclusiones ........................................................................................................................ 45 Recomendaciones................................................................................................................. 46 Referencias Bibliográficas ................................................................................................... 47 Glosario. ............................................................................................................................... 48 Anexos.................................................................................................................................. 53. 1.

(16) Introducción _________________________________________________________________________. Introducción Desde la antigüedad el hombre ha venido desarrollando métodos y técnicas de trabajo para poder subsistir y además imponerse a las barreras impuestas por la naturaleza. Un factor importante en ese desarrollo es la comunicación, que por esta fecha juega un papel significativo en la economía, permitiendo tanto transferencia de datos sea voz o video. Hace décadas se viene pensando en como integrar, en una misma red ambas aplicaciones, lo cual ha significado una nueva era en las telecomunicaciones. Varios han sido los resultados y al parecer el más extendido será voz sobre IP (VoIP), el cual incorporara voz y video en una red de datos. Esta técnica ofrece al usuario una serie de bondades y reúne gran cantidad de aplicaciones así como servicios de valor añadido, en los cuales se garantizan la fiabilidad y la calidad de la comunicación.. La corporación CIMEX tiene implementado este servicio en varias sucursales provinciales por lo que CIMEX-VC. no desea quedarse atrás y como parte del desarrollo científico técnico que está experimentando la isla ha decidido implementar la tecnología de VoIP con fines de ampliar los servicios de la red.. Últimamente se ha notado cierta tendencia al incremento de los gastos por llamadas telefónicas en toda las entidades de la provincia, por lo que se piensa reducir los mismos sin afectar la comunicación, o sea, aprovechando al máximo la tecnología que tenemos en las manos en estos momentos. La sucursal de este territorio está extendida por toda la provincia y tiene contratada una conexión Frame Relay a Etecsa para enlazar todas sus unidades. En el presente trabajo se abordará un tema de vital importancia en esta corporación como los excesivos gastos que presenta la misma, así como elaborar una estrategia para eliminarlos sin afectar los avances tecnológicos alcanzados durante tantos años de trabajo.. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 1.

(17) Introducción _________________________________________________________________________ Atendiendo a las perspectivas actuales de la corporación Cimex, de implementar la red corporativa a nivel de todas sus entidades, a la necesidad de reducir los gastos por llamadas telefónicas y ganar en el empleo eficiente de dicha conexión, se propone el estudio de factibilidad de la implementación del servicio de VoIP. ¿Como contribuir a emplear eficientemente la red corporativa de Cimex y a la vez reducir los gastos por llamadas telefónicas, teniendo en cuenta los servicios que brinda VoIP y la aplicación de esta técnica en dicha corporación?. Para la elaboración de este proyecto se ha trazado un objetivo general y varios específicos los cuales son:. Objetivo general: ¾ Realizar un proyecto para implementar VoIP a gran escala en la corporación Cimex que conecte todas las entidades de la provincia Villa Clara.. Objetivos específicos: •. Realizar un estudio de las bondades de VoIP.. •. Estudiar la situación general de las comunicaciones en Cimex.. •. Analizar posibles variantes de implementación de VoIP.. Con este proyecto se pretende contribuir al desarrollo de la red haciendo un uso efectivo de la misma así como reducir los gastos por llamadas telefónicas y a la vez que permita la implementación de un nuevo servicio capaz de incrementar las comunicaciones entre las entidades del Cimex de forma eficiente, además contribuirá a una mayor cultura por parte de los usuarios que se beneficiarán con este servicio y ofrecer una respuesta a la constante demanda del desarrollo de las telecomunicaciones, a nivel mundial,. con soluciones. económicamente realizables.. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 2.

(18) Introducción _________________________________________________________________________ Para el éxito de este trabajo se ha estructurado en: introducción, desarrollo compuesto de tres capítulos, conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas, glosario de términos y anexos; a continuación se describirá el contenido de los tres capítulos:. Capítulo 1: ¨ Introducción al servicio de VoIP¨. Este capítulo nos introduce en el mundo de VoIP, nos relata su funcionamiento, sus protocolos, sus parámetros, entre otros. También nos muestra una comparación entre los protocolos de nivel de sesión más usados en la actualidad. En resumidas cuentas hacemos un estudio profundo de voz sobre IP.. Capítulo 2: ¨ Estructura de las comunicaciones en CIMEX¨. En este capítulo realizamos un estudio de la red actual en Cimex. Analizamos los problemas existentes y como resolverlos sin necesidad de afectar los recursos existentes. Se estudió la actualidad y antecedentes de VoIP en la corporación.. Capítulo 3: “Implementación de VoIP en CIMEX-VC”. Este capítulo nos muestra las posibles variantes en que puede implementarse VoIP en la corporación teniendo en cuenta todo lo estudiado en el capítulo 2. Se dejó implícito como resolver los problemas existentes considerando los avances tecnológicos que ha experimentado el mundo.. Este trabajo demuestra la factibilidad del servicio en ambiente corporativo, sus potencialidades, así como las bondades en cuanto a servicios de valor añadido que el mismo brinda.. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 3.

(19) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________. Capítulo 1: “Introducción al servicio de VoIP”. 1.1: ¿Qué es voz sobre IP (VoIP)? La voz sobre IP (VoIP, Voice over IP) es una técnica que consiste en la transmisión de voz a través de redes IP en forma de paquetes de datos. La telefonía IP es una aplicación inmediata de esta tecnología, de forma que permita la realización de llamadas telefónicas ordinarias sobre redes IP u otras redes de paquetes utilizando una PC, gateways y teléfonos estándares. En general, servicios de comunicación - voz, fax, aplicaciones de mensajes de voz - que son transportada vía redes IP, Internet, en lugar de ser transportados vía la red telefónica convencional. El estándar de VoIP fue definido en 1996 por la ITU (International Telecommunications Union) el cual proporciona a los diversos fabricantes una serie de normas con el fin de que puedan evolucionar en conjunto. Realmente la integración de voz y datos en una misma red es una idea antigua, pues desde hace tiempo han surgido soluciones de distintos fabricantes que, mediante el uso de multiplexores, permiten utilizar las redes WAN de datos de las empresas para la transmisión del tráfico de voz. La falta de estándares, así como el largo plazo de amortización de este tipo de soluciones no ha permitido una amplia implantación de las mismas.. 1.1.1: Funcionamiento Los pasos básicos que tienen lugar en una llamada a través de una red son: conversión de la señal de voz analógica a formato digital y compresión de la señal a protocolo de Internet (IP) para su transmisión. En la recepción se realiza el proceso inverso para poder recuperar de nuevo la señal de voz analógica. Cuando hacemos una llamada telefónica por IP, nuestra voz se digitaliza, se comprime y se envía en paquetes de datos IP. Estos paquetes se envían a través de la red a la persona con la que estamos hablando. Cuando alcanzan su destino, son ensamblados de nuevo, descomprimidos y convertidos en la señal de voz original.. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 4.

(20) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ La evolución de la transmisión conmutada por circuitos a la transmisión basada en paquetes toma el tráfico de la PSTN y lo coloca en redes IP bien aprovisionadas. Las señales de voz cuando se encapsulan en paquetes IP pueden transportarse como IP nativo o como IP por Ethernet, Frame Relay, ATM o SONET.. 1.1.2: Diferencia con la telefonía tradicional. En una llamada telefónica normal, la PSTN establece una conexión permanente entre ambos interlocutores, conexión que se utiliza para transportar las señales de voz. En una llamada telefónica por IP, los paquetes de datos, que contienen la señal de voz digitalizada y comprimida, se envían a través de la red a la dirección IP del destinatario. Cada paquete puede utilizar un camino para llegar, están compartiendo un medio, una red de datos. Cuando llegan a su destino son ordenados y convertidos de nuevo en la señal de voz. Una llamada telefónica normal requiere una enorme red de PBXs conectadas entre si mediante fibra óptica y satélites de telecomunicación, además de los cables que unen los teléfonos con las centrales. Las enormes inversiones necesarias para crear y mantener esa infraestructura la tenemos que pagar cuando realizamos llamadas, especialmente llamadas de larga distancia. Además, cuando se establece una llamada tenemos un circuito dedicado, con un exceso de capacidad que realmente no estamos utilizando. En una llamada telefónica IP estamos comprimiendo la señal de voz y utilizamos una red de paquetes sólo cuando es necesario. Los paquetes de datos de diferentes llamadas, e incluso de diferentes tipos de datos, pueden viajar por la misma línea al mismo tiempo. Además, el acceso a Internet cada vez es más barato, en el mundo hay muchos ISPs que lo ofrecen gratis, sólo tienes que pagar la llamada, siempre con las tarifas locales más baratas. También se empiezan a extender las tarifas planas, conexiones por cable, ADSL, etc.. 1.2: Arquitectura VoIP. El Protocolo de Internet (IP) es el protocolo nivelado más bajo en la arquitectura de VoIP (nivel de red). Es responsable de la entrega de. paquetes o datagramas entre las. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 5.

(21) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ computadoras centrales. IP es un. protocolo no orientado a la conexión. No establece una. conexión virtual a través de la prioridad de la red al comenzar la transmisión; este es. el. trabajo de los protocolos nivelados más altos. IP no hace ninguna garantía de la fiabilidad involucrando, control de flujo, detección y corrección de error. El resultado es que los datagramas pudieran llegar a la computadora del destino fuera de secuencia, con errores o que incluso no lleguen a su destino.. No obstante, IP tiene éxito haciendo la red transparente a las capas superiores involucradas en la transmisión de voz a través de una red IP. Cualquier transmisión de voz IP debe usar este protocolo para la definición. Las aplicaciones de tiempo real como la voz y video requieren una conexión garantizada con las características consistentes de retardos. (Motwani R.; Nguyen R. y V. Subramanian. 2001).. Aplicación. 7. Codecs. Presentación. 6. Codecs. Sesión. 5. SIP, H.323. Transporte. 4. TCP, UDP. Red. 3. IP. Enlace. 2. ETHERNET. Físico. 1. Cable cat-5. Fig. 1.1: Arquitectura general de VoIP .. Generalmente, hay dos protocolos disponibles en la capa de transporte donde se transmite información mediante una red IP. Estos son TCP (Protocolo de control de transmisión) y UDP (Protocolo de datagrama de usuario). Ambos habilitan la transmisión de información. TCP es un protocolo orientado a la conexión, que establece una ruta de comunicación prioritaria para transmitir datos. Esta manipulación de secuencia y detección de error asegura que una cadena de datos sea recibida por la aplicación de destino.. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 6.

(22) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ Como la voz es una aplicación de tiempo real, debe tener mecanismos que aseguren que la información se reciba con la secuencia correcta, con cierta fiabilidad y con características de retardos predeterminadas.. En común con IP, UDP es un protocolo no orientado a la conexión, que enruta datos a un puerto de destino correcto, pero no intenta conformar ninguna secuencia, o asegurar la fiabilidad de lo datos. Por lo tanto estas aplicaciones requieren mecanismos para asegurar que las cadenas de datos puedan ser reconstruidas con precisión así como los datagramas. Debido a estas razones el protocolo usado es UDP y no TCP ya que este último maneja esos requisitos hasta cierto punto pero hay funciones que se reservan para el nivel superior de TCP. 1.3: Protocolos VoIP. Es el lenguaje que utilizarán los distintos dispositivos VoIP para su conexión. Esta parte es muy importante ya que de ella dependerá la eficacia y la complejidad de la comunicación. (Brandl, M. y D. Daskopoulos. 2004). Fig.1.2: Protocolos usados en VoIP.. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 7.

(23) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ A continuación mostramos los protocolos existentes por orden de antigüedad (de más antiguo a más nuevo): 9. H.323 - Protocolo definido por la ITU-T. 9. SIP - Protocolo definido por la IETF. 9. Megaco (También conocido como H.248) y MGCP - Protocolos de control. 9. Skinny Client Control Protocol - Protocolo propietario de Cisco. 9. MiNet - Protocolo propietario de Mitel. 9. CorNet-IP - Protocolo propietario de Siemens. 9. IAX. 9. Skype - Protocolo propietario peer-to-peer utilizado en la aplicación Skype. 9. Jajah - Protocolo propietario peer-to-peer utilizado en los teléfonos-web Jajah SIP, IAX y compatibles.. 9. IAX2. 1.3.1: H.323. Anteriormente al H.323, el ITU se enfocó exclusivamente en la estandarización de las redes globales de telecomunicaciones. Por ejemplo, en 1985 se comenzó el trabajo en la especificación que define el envío de imagen y voz sobre redes de circuitos conmutados, tales como RDSI. La ratificación de la norma (H.320) tuvo lugar 5 años después (fue aprobada por el CCITT en Diciembre de 1990). Sólo 3 años después se dispuso de equipos que cumplieran con la norma y que permitieran la inter-operabilidad entre sí. En Enero de 1996, un grupo de fabricantes de soluciones de redes y de ordenadores propuso la creación de un nuevo estándar ITU-T para incorporar videoconferencia en redes LAN. Inicialmente, las investigaciones se centraron en las redes de área local, pues éstas son más fáciles de controlar. Sin embargo, con la expansión de Internet, el grupo tuvo que contemplar todas las redes IP dentro de una única recomendación, lo cual marcó el inicio del H.323. El H.323 soporta vídeo en tiempo real, audio y datos sobre redes de área local, metropolitana, regional o de área extensa. Soporta así mismo Internet e intranets.. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 8.

(24) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ En Mayo de 1997, el Grupo 15 del ITU redefinió el H.323 como la recomendación para "los sistemas multimedia de comunicaciones en aquellas situaciones en las que el medio de transporte sea una red de conmutación de paquetes que no pueda proporcionar una calidad de servicio garantizada. Nótese que H.323 también soporta videoconferencia sobre conexiones punto a punto, telefónicas y RDSI. En estos casos, se debe disponer un protocolo de transporte de paquetes tal como PPP. El H.323 es una familia de estándares definidos por el ITU para las comunicaciones multimedia sobre redes LAN. Está definido específicamente para tecnologías LAN que no garantizan una calidad de servicio (QoS). Algunos ejemplos son TCP/IP e IPX sobre Ethernet, Fast Ethernet o Token Ring. La tecnología de red más común en la que se están implementando H.323 es IP. Este estándar define un amplio conjunto de características y funciones. Algunas son necesarias y otras opcionales. El H.323 define mucho más que los terminales. El estándar define los siguientes componentes más relevantes: 9. Terminal: Un terminal H.323 es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real con otro terminal H.323, gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de señales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento y /o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificación, un terminal H.323 puede proporcionar sólo voz, voz y datos, voz y vídeo, o voz, datos y vídeo.. 9 Gateway: Un gateway H.323 (GW) es un extremo que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real entre terminales H.323 en la red IP y otros terminales o gateways en una red conmutada. En general, el propósito del gateway es reflejar transparentemente las características de un extremo en la red IP a otro en una red conmutada u otro tipo de red y viceversa. 9 Gatekeeper: El gatekeeper (GK) es una entidad que proporciona la traducción de direcciones y el control de acceso a la red de los terminales H.323, gateways y MCUs. El GK puede también ofrecer otros servicios a los terminales, gateways y MCUs, tales como gestión del ancho de banda y localización de los gateways o pasarelas.. VoIP en CIMEX-VC. ______________________________________________________________________. 9.

(25) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ 9. Unidad de control multipunto: La Unidad de Control Multipunto está diseñada para soportar la conferencia entre tres o más puntos, bajo el estándar H.323, llevando la negociación entre terminales para determinar las capacidades comunes para el proceso de audio y video y controlar la multidifusión.. Todos estos quedan estructurados de la siguiente forma:. Fig.1.3: Componentes H.323.. El H.323 utiliza los mismos algoritmos de compresión para el vídeo y el audio que la norma H.320, aunque introduce algunos nuevos. Se utiliza T.120 para la colaboración de datos.. 1.3.1.1: H.323: Una extensión del H.320. El H.323 se fundamenta en las especificaciones del H.320. Muchos de los componentes del H.320 se incluyen en el H.323. A este respecto, el H.323 se puede ver como una extensión del H.320. El nuevo estándar fue diseñado específicamente con las siguientes ideas en mente: VoIP en CIMEX-VC. 10 ______________________________________________________________________.

(26) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________. . Basarse en los estándares existentes, incluyendo H.320, RTP y Q.931. . Incorporar algunas de las ventajas que las redes de conmutación de paquetes ofrecen para transportar datos en tiempo real.. . Solucionar la problemática que plantea el envío de datos en tiempo real sobre redes de conmutación de paquetes.. H.323 comprende a su vez una serie de estándares y se apoya en una serie de protocolos que cubren los distintos aspectos de la comunicación: . Direccionamiento:. 1.. RAS (Registration, Admision and Status). Protocolo de comunicaciones que permite a una estación H.323 localizar otra estación H.323 a través de el Gatekeeper.. 2.. DNS (Domain Name Service). Servicio de resolución de nombres en direcciones IP con el mismo fin que el protocolo RAS pero a través de un servidor DNS. . Señalización:. 1.. Q.931: Señalización inicial de llamada. 2.. H.225: Control de llamada: señalización, registro y admisión, y paquetización sincronización del flujo de voz.. 3.. H.245: Protocolo de control para especificar mensajes de apertura y cierre de canales para flujo de voz. . Compresión de Voz:. 1.. Requeridos: G.711 y G.723. 2.. Opcionales: G.728, G.729 y G.722. . Transmisión de Voz:. 1.. UDP. La transmisión se realiza sobre paquetes UDP, pues aunque UDP no ofrece integridad en los datos, el aprovechamiento del ancho de banda es mayor que con TCP.. VoIP en CIMEX-VC. 11 ______________________________________________________________________.

(27) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ 2.. RTP (Real Time Protocol). Maneja los aspectos relativos a la temporización, marcando los paquetes UDP con la información necesaria para la correcta entrega de los mismos en recepción.. . RTCP (Real Time Control Protocol). Se utiliza principalmente para detectar situaciones de congestión de la red y tomar, en su caso, acciones correctoras.. . Otras recomendaciones que trabajan con H.323:. 1.. H.235: Especifica encriptación y seguridad para terminales basados en H.323 y H.245.. 2.. H.450.N: Especifica servicios suplementarios tales como transferencia de llamadas, llamada en espera, indicación de mensaje en espera, identificación de nombre, completación de llamada, intrusión de llamada, entre otros.. 3.. H.246: Especifica la interconexión de terminales de la serie H con terminales de conmutación de circuito (PSTN).. La arquitectura general de H.323 queda estructurada de la siguiente forma:. Fig.1.5: Arquitectura de H.323. VoIP en CIMEX-VC. 12 ______________________________________________________________________.

(28) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ El establecimiento de la comunicación usando H.323 puede ocurrir en cinco pasos:. 1. Llamada de configuración. 2. Comunicación inicial e intercambio de capacidades. 3. Establecimiento de comunicación audio/video. 4. Llamada de servicio. 5. Terminación de llamada.. En la figura 1.5 se muestran los mensajes de señalización usados entre los componentes de H.323:. Fig.1.5: Señalización entre componentes H.323.. 1.3.2: SIP. Posteriormente al establecimiento de H.323 surgió la necesidad de crear un protocolo con las mismas potencialidades que el actual pero más flexible a la hora de implementarlo, de ahí nació SIP. El protocolo de iniciación de sesión (SIP) es un protocolo del nivel de aplicación que puede establecer y controlar llamadas y sesión multimedia. VoIP en CIMEX-VC. 13 ______________________________________________________________________.

(29) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ Estas sesiones multimedia incluyen conferencias multimedia, intrusión a distancia, telefonía por Internet y aplicaciones similares. SIP puede invitar a una persona a sesiones de caso único o multicaso. El iniciador no necesariamente tiene que ser un miembro de la sesión, este puede ser un invitado. Pueden agregarse medios de comunicación y participantes a una sesión existente. SIP puede ser usado para iniciar sesiones así como invitar miembros a sesiones que se han anunciado y se han establecido por otros medios.. Soporta movilidad personal que es la habilidad de usuarios para originar y recibir llamadas y servicios de telecomunicaciones de acceso subscrito en cualquier terminal de cualquier localización, y la habilidad de la red para identificar terminales de usuarios con esos movimientos. La movilidad personal complementa terminales móviles, ejemplo, la habilidad para mantener comunicación donde se mueve un simple sistema final de una red a otra. SIP soporta algunas o todas las cinco facetas de establecimiento y terminación de comunicaciones multimedia: 9. Localización de usuario: determinación del sistema final a ser usado para la comunicación.. 9. Capacidad de usuario: determinación de los parámetros medios a ser usados.. 9. Habilitación de usuario: determinación de la voluntad de la parte llamada para comprometerse en comunicaciones.. 9. Configuración de llamadas: ¨ringing¨ establecimiento de los parámetros de ambas partes, llamado y el que llama.. 9. Manipulación de llamadas: incluye transferencia y manipulación de llamadas.. SIP puede además ser usado en conjunto con otra configuración de llamada y protocolos de señalización. En este modo, un sistema terminal usa intercambio de protocolos SIP para determinar la dirección apropiada del sistema terminal y el protocolo desde una dirección dada que es protocolo independiente. SIP puede además iniciar llamadas multipartes usando una unidad de control multipunto (MCU). El gateway que conecta PSTN puede usar SIP para configurar llamadas entre estos. En la figura 1.4 se muestran los componentes usados en SIP, los cuales son descritos posteriormente. (Brandl, M. y D. Daskopoulos; 2004) VoIP en CIMEX-VC. 14 ______________________________________________________________________.

(30) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________. Fig.1.4: Componentes SIP. . UA (user agent): SIP posee dos unidades UA (User Agent), estas son UAC (User agent client) y UAS (user agent server). User agent client es la entidad que inicia la llamada, y user agent server es la entidad que recibe la llamada. Ambas pueden terminar una llamada.. . El Proxy Server: es un programa intermediario que actúa como servidor y cliente haciendo las demandas en nombre de otros clientes. Las demandas son servidas internamente o pasándolas hacia delante, posiblemente después de la traslación a otros servidores. Interpreta, vuelve a escribir o traduce un mensaje de la demanda antes de remitirlo.. . Servidor de localización: es usado por un redirect SIP o proxy server para obtener información sobre una posible localización de la parte llamada.. VoIP en CIMEX-VC. 15 ______________________________________________________________________.

(31) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ . Servidor de remisión: es un servidor que acepta una demanda SIP, traza la dirección en cero o más nuevas direcciones y retorna estas hacia el cliente. Al contrario del proxy server, el servidor de remisión no inicia su propia demanda SIP. Además, contrario al servidor agente de usuario, no acepta ni termina llamadas.. . Servidor de registro: es un servidor que acepta demandas REGISTER. Soporta autentificación. Es típicamente co-localizado con un Proxy o un servidor de remisión y puede ofrecer servicios de localización.. La comunicación con SIP comprende una serie de mensajes que pueden ser transportados independientemente de la red. Ellos son transportados en datagramas UDP separados cada uno. Cada mensaje consiste de la primera línea, titulo del mensaje y cuerpo del mensaje. La primera línea identifica el tipo de mensaje. A continuación se muestran estos mensajes y respuestas: . Métodos:. . INVITE: Inicia una llamada por invitación al usuario a participar en una sesión.. . ACK: Confirma que el cliente ha recibido una respuesta final para una demanda INVITE.. . BYE: Indica terminación de la llamada.. . CANCEL: Cancela una demanda pendiente.. . REGISTER: Registra el agente usuario.. . OPTION: Usado para preguntar la capacidad de un servidor.. . INFO: Usado para llevar información fuera de banda, tal como dígitos DTMF.. . Respuestas:. . 1xx: mensaje de información.. . 2xx: respuesta exitosa.. . 3xx: respuesta de redirección.. . 4xx: respuesta de demanda fallada.. . 5xx: respuesta de servidor fallada.. . 6xx: respuesta global fallada.. VoIP en CIMEX-VC. 16 ______________________________________________________________________.

(32) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ 1.3.3: SIP vs. H.323. H.323 es el protocolo más definido pero adolece de cierta falta de flexibilidad. SIP está menos definido pero es más fácil de integrar, ¿Que protocolo ganará al final? Es difícil de decir pero dependerá de la aplicación que cada uno quiera desarrollar. Al aparecer el servicio de VoIP el estándar a usar fue el H.323 el cual definía una serie de parámetros lo cual lo hace poco flexible a la hora de implementarlo. El protocolo SIP fue diseñado para eliminar esta falta de flexibilidad, el cual elimina ciertas aplicaciones, cubre los elementos esenciales y logra una mejor operabilidad a la hora de ejecutarlo. En la tabla 1.1 se muestra una comparación con algunos parámetros de ambos protocolos para poder elegir uno de ellos para su futura implementación. Claro está, dependerá del uso que se hará en la red.. Tabla 1.1: H.323 vs. SIP.. H.323 Arquitectura. SIP. H.323 cubre casi todos los SIP es modular y cubre la servicios como capacidad de señalización básica, la intercambio,. control. de localización de usuarios y. conferencia, señalización básica, el registro. Otras calidad de servicio, registro, características se servicio de descubrimiento y implementan en más Señalización. protocolos separados. Si, requiere localización (LRQ) y Si, ejemplo., a través de descubrimiento automático del mensajes gatekeeper (GRQ).. Control. de. llamada. de. la Si, a través de pausa de la tercera un parte y re-enrutando según está. tercero (Third-party definido en H.323. Un control Call Control). de. grupo. INVITEs. Si, según se describe en los borradores (Drafts) del protocolo.. más sofisticado se define en el Standard de las series H.450.x.. VoIP en CIMEX-VC. 17 ______________________________________________________________________.

(33) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ 1.4: Parámetros de VoIP. Este es el principal problema que presenta hoy en día la penetración tanto de VoIP como de todas las aplicaciones de XoIP. Garantizar la calidad de servicio sobre una red IP, en base a retardos y ancho de banda, actualmente no es posible, es por eso que se presentan diversos problemas en cuanto a garantizar la calidad del servicio. A continuación se describen estos parámetros: ¾. Codecs: es una abreviatura de Compresor-Decompresor. Describe una especificación. implementada en software, hardware o una combinación de ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos (stream) o una señal. La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP. Para ello se hace uso de Codecs 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 Codec utilizado en la transmisión, se utilizará más o menos ancho de banda. La cantidad de ancho de banda 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). Los codecs pueden codificar el flujo o la señal (a menudo para la transmisión, el almacenaje o el cifrado) y recuperarlo o descifrarlo del mismo modo para la reproducción o la manipulación en un formato más apropiado para estas operaciones. Los codecs son usados a menudo en videoconferencias y emisiones de medios de comunicación. La mayor parte de codecs provoca pérdidas de información para conseguir un tamaño lo más pequeño posible del archivo destino. Hay también codecs sin pérdidas, pero en la mayor parte de aplicaciones prácticas, para un aumento casi imperceptible de la calidad no merece la pena un aumento considerable del tamaño de los datos. La excepción es si los datos sufrirán otros tratamientos en el futuro. En este caso, una codificación repetida con pérdidas a la larga dañaría demasiado la calidad. Muchos archivos multimedia contienen tanto datos de audio como de vídeo, y a menudo alguna referencia que permite la sincronización del audio y el vídeo.. VoIP en CIMEX-VC. 18 ______________________________________________________________________.

(34) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ Cada uno de estos tres flujos de datos puede ser manejado con programas, procesos, o hardware diferentes; pero para que estos streams sean útiles para almacenarlos o transmitirlos, deben ser encapsulados juntos. Esta función es realizada por un formato de archivo de vídeo como .mpg, .avi, .mov, .mp4, .rm, .ogg o .tta.. Algunos de estos formatos están limitados a contener streams que se reducen a un pequeño juego de codecs, mientras otros son usados para objetivos más generales. De las transformaciones ofrecidas por los codecs, se utilizan las más comunes para conseguir: •. Transmisión: Convertir una señal de analógica a digital y viceversa. •. Compresión: Comprimir y descomprimir datos, para maximizar el provecho de dispositivos de almacenaje.. •. Encriptación: Convertir datos a un formato legible solo mediante contraseña, para administrar el acceso informático.. ¾. Retardo o latencia: Una vez establecidos los retardos de procesado, retardos de tránsito y el retardo de procesado la conversación se considera aceptable por debajo de los 150 ms.. ¾. Calidad de servicio (QoS): Esta función tiene primordial importancia en relación con la QoS experimentada por el usuario final. En esto influyen dos factores fundamentales: • La calidad de la voz extremo a extremo, determinada por los sucesivos procesos de. codificación – decodificación, y las pérdidas de paquetes en la red. • La demora extremo a extremo, debido a los sucesivos procesos de codificación –. decodificación, paquetización y "encolados", afecta la interactividad en la conversación, y por tanto a la QoS. Las redes IP son redes del tipo best-effort (mejor esfuerzo) y por tanto no ofrecen garantía de QoS, pero las aplicaciones de telefonía IP si necesitan algún tipo de garantía de QoS en términos de demora, jitter y pérdida de paquetes. En tal sentido existen dos mecanismos de señalización para QoS, estos son IntServ y DiffServ. Ambos son "mecanismos" de cara a la red. VoIP en CIMEX-VC. 19 ______________________________________________________________________.

(35) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________. Por tanto, es necesario buscar QoS no solo en la red, sino también en los terminales, y en los procesos que en los mismos se desarrollan, de ahí que sea necesario también decir que la sensibilidad a la pérdida de paquetes, a las demoras y sus fluctuaciones, que experimentan los servicios de voz sobre IP, dependen en buena medida de los mecanismos implementados en los terminales.. La preparación de los medios en los terminales para ser enviados y transferidos por la red IP involucra varios procesos como la digitalización, compresión y empaquetado en el extremo emisor, y los procesos inversos en el extremo receptor. Todo esto se lleva a cabo mediante un complejo procesamiento que sigue determinado algoritmo, lo cual a su vez se desarrolla en cierto intervalo de tiempo esto implica demora de procesamiento y demora de empaquetado: •. demora de procesamiento: demora producida por la ejecución del algoritmo de codificación, que entrega un stream de bytes listos para ser empaquetados;. •. demora de paquetización: es el tiempo que se requiere para formar un paquete de voz a partir de los bytes codificados. Debe señalarse que el resultado de esta codificación – paquetización incide directamente en la QoS, y también la forma en que se lleve a cabo. Así, cuando se reduce la velocidad de codificación los requerimientos de ancho de banda también se reducen, lo que posibilita de cara a la red poder manejar más conexiones simultáneas, pero se incrementa la demora y la distorsión de la señales de voz. Lo contrario ocurre al aumentar la velocidad de codificación.. Otro aspecto a tener en cuenta es el compromiso entre la demora de paquetización y la utilización del canal (relación entre bytes de información y bytes de cabecera en cada paquete de voz), es decir, la búsqueda de mayor utilización del canal conduce a mayor demora de paquetización para cierto estándar de codificación.. VoIP en CIMEX-VC. 20 ______________________________________________________________________.

(36) Capítulo 1: Introducción al servicio de VoIP. _________________________________________________________________________ Claro está, según el estándar de codificación que se utilice será la demora resultante en relación con la utilización del canal, diferencias que se acentúan cuando la utilización del canal está por encima del 50 %, con un crecimiento de la demora en forma exponencial en el caso de los codecs de baja velocidad como el G.723.1. La demora de paquetización también puede ser reducida mediante multiplexación de varias conexiones de voz en el mismo paquete IP. A las demoras de procesamiento y empaquetado se suma también la demora que introduce el proceso de buffering en los terminales, y la demora de "encolado" en la red. Todo esto da una demora extremo a extremo que percibe el usuario final en mayor o menor medida. Demoras extremo a extremo por debajo de 400 milisegundos no comprometen la interactividad en la conversación, pero ya por encima de 150 milisegundos se requiere control del eco. Las demoras antes comentadas son resultado lógico de las características y modo de operación de las redes IP, así como también de la naturaleza de las señales de voz.. VoIP en CIMEX-VC. 21 ______________________________________________________________________.

(37) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________. Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. 2.1: Red corporativa de CIMEX. La corporación CIMEX (Comercio de importación y exportación) tiene ya varios años de fundada y la misma se dedica a la importación y exportación, como lo indica su nombre, tiene sucursales en todas las provincias de la isla, comercializa todo tipo de productos necesario para la población y por ello cuenta con personal de aseguramiento capacitado para resolver cualquier tipo de problema existente. En cuanto a las comunicaciones, usan varios medios para mantenerse en contacto. Posee una extensa red de datos que se extiende desde Pinar del Río hasta Guantánamo, la cual incluye por supuesto a nuestra provincia. Debido a los acelerados cambios tecnológicos, se ha hecho necesario realizar un estudio de estos sistemas para darle un mejor uso a los recursos existentes.. La sucursal villaclareña tiene contratada a Etecsa una conexión Frame Relay a 1 M/s la cual se reparte en varias de sus entidades como Fincimex, Ecuse, Complejos de tiendas, entre otros.. Fig.2.1: Contrato de Frame Relay con Etecsa.. VoIP en CIMEX-VC. 22 ______________________________________________________________________.

(38) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________ A los complejos de tiendas se les llama así ya que poseen varios centros de costo pertenecientes a ellos y estos se enlazan a puntos de ventas, servi-cupet o alguna otra tienda de menor magnitud, tal es el caso del complejo Las Villas donde sus principales tiendas o centro de costo son Las Villas, La Loly y a estos el servi-cupet del mismo nombre, por solo citar un ejemplo.. Cuenta con servicios telefónicos en todas sus entidades y para conectar los puntos de ventas al centro de costo al cual pertenece, se usan módems que van conectados a la línea telefónica por el cual se hace la transferencia de las ventas realizadas durante la jornada de trabajo. Estos centros de costo se conectan a la intranet mediante módems por los que se actualizan las circulares de precio, se envían las informaciones de las ventas, entre otras.. 2.1.1: Estructura. Como mencionamos anteriormente la red de datos de CIMEX-V.C., es Frame Relay, la cual se conecta directamente al nodo central, ubicado en Etecsa y de ahí se desprende hacia todas las entidades de la provincia. Cada una de estas entidades posee una razón de información comprometida (CIR) distinta en dependencia con el volumen de información necesitado en cada una de ellas. El mayor CIR lo posee la base de almacenes con 128 Kbps y los menores los tiene el complejo Placetas, y la Tienda Encanto con 19 Kbps. Debido a la cercanía existente entre la Sucursal con Riviera y la División tecnológica, estos presentan un enlace inalámbrico a una velocidad de 11 Mbps.. En general la red la conforman varias redes LAN conectadas por un nodo, llamado nodo central, como se muestra en la figura 2.2. En ella aparecen las conexiones inalámbricas y las Frame Relay, así como las razones de transferencia de información de cada una de estas. En cada una de las entidades hay un Router Cisco, necesario para el ruteo de la red. Además de estos router algunas entidades presentan un servidor para contener algún tipo de información necesaria que necesita ser vista desde otro terminal, no necesariamente en la misma entidad.. VoIP en CIMEX-VC. 23 ______________________________________________________________________.

(39) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________ Cada uno de estos complejos presentan anexos a ellos, varios puntos de ventas los cuales se conectan por vía telefónica usando modem por lo que la razón de transferencia depende de estos.. Fig. 2.2: Estructura de red CIMEX. 2.1.2: Servicios ofrecidos. Dentro de la red existen varios servicios informáticos que facilitan el trabajo de los especialistas, pero que su uso requiere de un correcto comportamiento y disciplina de todos y cada uno de los implicados tanto los usuarios como los administradores de cada segmento de la red. La red Cimex tiene administradores centrales que radican en DataCimex, y tiene un administrador en cada sub-red o entidad responsable de garantizar la calidad de los servicios y detectar anomalías de cualquier índole.. VoIP en CIMEX-VC. 24 ______________________________________________________________________.

(40) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________ Dentro de los servicios que nos interesan en este trabajo, que son los de comunicaciones, tenemos el correo electrónico, el messenger, el reporte de incidencias, la comunicación por módems, entre otros, siendo estos los más usados. La comunicación por módems se usa para enlazar algunos puntos de ventas con los respectivos centros de costo a los cuales pertenecen y a su vez también se enlazan estos con su complejo de tienda al cual pertenece. El reporte de incidencias es para reportar los problemas a los técnicos para que estos puedan acudir con carácter urgente al lugar donde ha ocurrido. Para cada uno de estos servicios se cuenta con un servidor ubicado en el nodo central para que desde cualquier entidad se pueda tener acceso a estos sin dificultad alguna, como muestra la figura 2.3.. Fig.2.3: Servidores ubicados en el nodo central.. VoIP en CIMEX-VC. 25 ______________________________________________________________________.

(41) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________ 2.2: Problemas tecnológicos actuales. Dentro de los problemas más comunes que presenta la sucursal está el excesivo gasto por llamadas telefónicas que se ha ido incrementando en los últimos meses, el cual se refleja en la siguiente figura en la que comparamos el año 2005 con lo que va del 2006.. 30000 25000 20000 2005. 15000. 2006 10000 5000 0 ene. mar. may. julio. sept. nov. Fig. 2.4: Gastos telefónicos de CIMEX-VC.. Como se puede ver los gastos este año han ido aumentando con respecto a periodo similar el año anterior, donde en ningún mes excedió los 25 000 CUC y ya en este año se ha sobrepasado esa cifra en tres meses (enero, abril y mayo), y en todos los meses, excepto en marzo, las cuotas han sido superior al año pasado. Para reducir estos gastos la empresa ha tomado varias medidas las cuales se verán a continuación: -. Se Chequea la ejecución del Presupuesto mensual en los Consejo de Dirección de cada Complejo y Unidad.. -. Se analiza en los Consejos de Dirección de la Sucursal mensualmente el comportamiento de dicho indicador, y las entidades que incumplen lo presupuestado en el mes explican los motivos y medidas tomadas.. -. Se utiliza la Vía de Candado Electrónico donde sea factible.. VoIP en CIMEX-VC. 26 ______________________________________________________________________.

(42) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________ -. Se estudia la posibilidad de racionalizar Teléfonos en aquellos lugares donde no sean imprescindibles.. Para ilustrar de otra forma lo anterior mostraremos los gastos promedio por teléfono en cada una de los complejos:. 250 200 150 100 50. R. ep r. Vi lla s s. Sa. gu a La. C. es en t. ac io n om Ti en er da ci D o ivi M sio ay or n ist Te C a c en no tro lo gi Po ca rc io na do r Ec us e Fi nc im ex R ivi er a Pr ag a Pl ac et as C ai ba rie n. 0. Fig.:2.5: Gasto promedio por teléfono.. Otro problema que tiene la sucursal es que no se le da el aprovechamiento adecuado a la red y por ello se sufren gastos innecesarios ya que pueden incorporarse nuevos servicios a esta que ayudarían a reducirlos en un por ciento bastante elevado.. 2.2.1: ¿Podrá soportar VoIP esta red? Como hemos podido ver en la estructura de red de Cimex-V.C. contamos con conexiones Frame Relay y conexiones inalámbricas. Ante lo cual nace una duda: ¿podrá transmitirse VoIP por esta red incluyendo estas líneas de transmisión? Por supuesto que si, pues como hemos visto en el capítulo uno, la voz sobre IP es la digitalización, comprensión y encapsulado de la voz en el protocolo IP.. VoIP en CIMEX-VC. 27 ______________________________________________________________________.

(43) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________ Como este protocolo puede transmitirse independientemente de la línea de transmisión que se use, entonces podemos aplicar esta tecnología en dicha red. Además en cada uno de los complejos hay un router 3640 el cual permite tráfico de voz sin dificultad alguna. La mayoría de las PC son Pentium-IV lo que soportará el softphone que se instalará. En la tabla 2.1 se muestra una panorámica de la cantidad de PC por entidad.. Tabla 2.1: Levantamiento de PC. Lugar. Cantidad. Marca. Sist. operativo. Red. Las Villas. 6. Pentium-III, IV. 2000, XP. SI. Riviera. 7. Pentium-III, IV. 2000, XP. SI. Praga. 11. Pentium-III, IV. 2000, XP. SI. Div. Tecnolog.. 15. Pentium-III, IV. 2000, XP. SI. FinCimex. 4. Pentium- IV. XP. SI. Gerencia Adm.. 15. Pentium-III, IV. XP. SI. Comercio. 11. Pentium-III, IV. 2000, XP. SI. Tda. mayorista. 8. Pentium-III, IV. 2000, XP. SI. A continuación presentamos algunas consideraciones de voz sobre Frame Relay (VoFR): 2.2.1.1: VoFR Frame Relay (FR) constituye un método de comunicación orientado a paquetes para la conexión de sistemas informáticos. Se utiliza principalmente para la interconexión de redes de área local (LANs, local área networks) y redes de área extensa (WANs, wide área networks) sobre redes públicas o privadas. Es una interfaz de usuario dentro de una red de conmutación de paquetes de área extensa, que típicamente ofrece un ancho de banda comprendido en el rango de 56 Kbps a 2.048 Mbps. Se originó a partir de las interfaces ISND y se propuso como estándar al Comité consultivo internacional para telegrafía y telefonía (CCITT) en 1984. Durante los años 1996 y 1998, el forum de FR añadió nuevas ventajas a FR, principalmente para soportar trafico en tiempo real, como voz.. VoIP en CIMEX-VC. 28 ______________________________________________________________________.

(44) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________ Para la comunicación de voz el cliente conecta sus equipos de voz y datos al multiplexor, este encapsula todo ese tráfico en tramas FR para hacer posible su transmisión a través de la red de datos. Voz y datos se mantienen en tramas distintas. En el caso de la voz, previamente se digitaliza si el dispositivo conectado es analógico, y posteriormente se comprime. La compresión permite reducir los 64 Kbps de la voz digitalizada a 8 Kbps gracias al uso de algoritmos de predicción lineal (CELP). Además, se dispone de la facilidad de supresión de silencios, que consiste en transmitir sólo cuando el usuario habla.. Mientras un usuario permanece en silencio escuchando a su interlocutor no se transmite nada a través de la red, pero sí se genera un ruido confortable en el extremo distante par evitar que el interlocutor remoto tenga la sensación de que se ha cortado la comunicación. El multiplexor es un equipo tipo FRAD (Frame Relay Access Device) con capacidad para el tratamiento de voz.. Por la línea de acceso a la red, única para cada oficina del cliente, viajan las tramas Frame Relay de voz y datos. El multiplexor resulta imprescindible para insertar tráfico. de. diferentes servicios en una sola línea física. La velocidad de esta línea se dimensiona de acuerdo con los requerimientos de canales de voz y velocidades de datos del cliente. Pero no es necesario reservar una parte de esa capacidad para la voz; todo el ancho de banda está a disposición de quién lo necesite. Por ejemplo, durante las horas de trabajo en que normalmente son frecuentes las comunicaciones de telefonía, los datos dispondrán de una pequeña capacidad no usada por la voz. Sin embargo, durante la noche, período que es previsible que no hay llamadas telefónicas, todo el ancho de banda podrá ser usado por los datos.. Una vez las tramas llegan a la red de datos, son transportadas a su destino a través de circuitos virtuales definidos en el momento de la contratación del servicio. Para asegurar la calidad de la voz las tramas de voz viajan por circuitos virtuales deferentes a los de las tramas de datos.. VoIP en CIMEX-VC. 29 ______________________________________________________________________.

(45) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________. De esta forma es posible configurar la red de modo que se dé el tratamiento más adecuado a cada tipo de tráfico. El tráfico de voz es muy sensible a los retardos, por lo que los circuitos virtuales de voz se configuran como prioritarios y sensibles al retardo. Por el contrario, el tráfico de datos no es tan sensible al retardo pero es mucho más impulsivo, es decir, requiere altas velocidades durante cortos intervalos de tiempo. Por esta razón los circuitos virtuales de datos se configuran como no prioritarios y con maximización del caudal. En fin el servicio de VoFR es la mezcla teórica de FR con VoIP. (Black U., 2000) 2.3: Antecedentes de VoIP en CIMEX-VC. Como parte del desarrollo tecnológico que ha ido experimentando el país y en particular CIMEX, dicha corporación ha ido implementando este servicio en varias provincias del país. Entre estas provincias se encuentran Pinar del Rio, Ciudad Habana, Matanzas, Holguín, Santiago de Cuba, entre otras, en las cuales se ha colocado un modem VoIP marca Multitech. Como podemos ver este problema no se ha enfrentado cara a cara y se ha dado una solución poco integradora, ya que esta variante no ofrece una calidad de servicio adecuada y no permite ser usado por todos, en otras palabras, impide la integración de toda la provincia y por tanto no resuelve el problema existente de los gastos por llamadas telefónicas que es una de las principales ventajas de esta tecnología junto con la ampliación de los servicios de telefonía de valor añadido.. VoIP en CIMEX-VC. 30 ______________________________________________________________________.

(46) Capítulo 2: Estructura de las comunicaciones en CIMEX. _________________________________________________________________________ Actualmente el próximo paso que quiere dar la corporación es crear una infraestructura que abarque todo el país como se muestra en la figura 2.6.. Fig. 2.6: Próximo paso de CIMEX.. VoIP en CIMEX-VC. 31 ______________________________________________________________________.

(47) Capítulo 3: Variantes de implementación de VoIP en CIMEX-VC. _________________________________________________________________________. Capítulo 3: Variantes de implementación de VoIP en Cimex-V.C. 3.1: Posibles variantes para la implementación. Para la implementación de VoIP debe tenerse en cuenta el ancho de banda ocupado por la red, y debe priorizarse las entidades que más consuman. En estos momentos existen muchos fabricantes que migran o incluyen ofertas de VOIP, tales como Cisco, Alcatel, Mitel, etc. En este capítulo veremos algunas variantes para la implementación. 3.1.1: CISCO Como variante usaremos una PBX, gateway de voz y un gatekepeer, los cuales realizan las funciones descritas en el capítulo uno. La figura 3.1 muestra la solución dada por CISCO llamada Cisco's Architecture for Voice Video and Integrated Data (AVVID):. Fig 3.1: Solución Cisco's Architecture for Voice Video and Integrated Data (AVVID) VoIP en CIMEX-VC. 32 ______________________________________________________________________.

(48) Capítulo 3: Variantes de implementación de VoIP en CIMEX-VC. _________________________________________________________________________ CISCO CallManager propone una solución distribuida, escalable y de alta disponibilidad para el procesamiento de las llamadas telefónicas dentro de una compañía extendiéndolas a dispositivos telefónicos de redes de conmutación de paquetes como son: teléfonos IP, media processing devices, VoIP gateways y aplicaciones multimedia. Además provee servicios adicionales para datos, voz y video como son: unificación de mensajes, conferencias multimedia, contact centers colaborativos y sistemas de respuestas de voz interactiva (IVR), todo esto a través de APIs abiertas. EL Cisco CallManager es el corazón de lo que podríamos llamar una solución completa AVVID.. Fig 3.2: CISCO CallManager.. Permite conectar 2500 teléfonos IP, gateway IOS H.323 y MGCP, TAPI (IP softphone y CISCO unity), JTAPI (IP IVR) y conference unit. Presenta las siguientes ventajas: ¾ Brinda el sistema de funcionalidades claves de una PBX. ¾ Incrementa los niveles de disponibilidad, escalabilidad y balance de carga a través de una arquitectura distribuida. ¾ Establece una infraestructura para QoS. ¾ Contiene un módulo para conferencias tanto telefónicas como videoconferencias. ¾ Interconexión con el sistema de unificación de mensajes de voz (Cisco Unity Voice/Unified Messages Server). ¾ Interconexión con IP Interactive Voice Response (IVR). VoIP en CIMEX-VC. 33 ______________________________________________________________________.

(49) Capítulo 3: Variantes de implementación de VoIP en CIMEX-VC. _________________________________________________________________________ La solución de unificación de mensajes Cisco Unity Unified Messaging unifica e-mail, mensajes de voz y fax en una sola carpeta de entrada. El usuario puede escuchar su e-mail a través del teléfono, chequear vía web-browser mensajes de voz utilizando la red corporativa y hasta Internet, a través de cualquier dispositivo conectado a la red ya sea una laptop, PC o PDA inalámbrica. También permite reenviar faxes a donde se desee, además envía notificaciones de los mensajes recibidos a móviles y pager.. Fig. 3.3: Variante para implementar VoIP en Cimex-V.C.. El ancho de banda depende del codec que se use, a continuación se muestra un ejemplo para el cálculo, usando codificación G.729 (8Kbps) sobre Frame-Relay usando 20 muestras (20 bytes) a 50 paquetes/seg y nivel de actividad de 0.4:. VoIP en CIMEX-VC. 34 ______________________________________________________________________.

(50) Capítulo 3: Variantes de implementación de VoIP en CIMEX-VC. _________________________________________________________________________ •. Encabezados: RTP + UDP + IP + FR = 12 + 8 + 20 + 6 = 46. •. 20 bytes de payload para voz = 46 + 20 = 66 bytes para cada paquete. •. Flujo de 50 paquetes/seg. = 50 * 66 * 8 = 26 400 bps para cada canal de voz (en cada dirección). •. Para 30 canales de voz = 30 * 26 400 = 792 Kbps. •. Nivel de actividad de 0.4 = 0.4 * 792 = 316.8 Kbps. La conexión con la PSTN pudiera quedar truncada debido a la incertidumbre de Etecsa. En caso de realizarse, se debe usar una tarjeta de interfaz telefónica. La PBX debe ser capaz de soportar este tráfico por lo que se piensa en un flujo E1 de 30 canales para evitar cogestiones en la red. Por ahora se conectará solo las entidades conectadas directamente con la sucursal, y posteriormente se estudiará la posibilidad de conectar aquellas tiendas y puntos de ventas que se comunican con su complejo correspondiente por modem.. En cada una de estas entidades, se convertirán de cuatro a cinco terminales y además se utilizarán teléfonos IP. En el caso de Riviera, lugar donde se concentrará el mayor tráfico ya que en ella están la gerencia administrativa, la tienda mayorista, el centro porcionador y la misma tienda, que son los que más consumen en telefonía. Todos ellos se conectan a la sucursal mediante un enlace inalámbrico ubicado en la tienda Riviera a 11Mbps el cual permite mayor disponibilidad de VoIP debido a su alta razón de transmisión. Este mismo enlace lo presenta la división tecnológica.. 3.1.2: MITEL MITEL es un fabricante que también se dedica a la construcción de pizarras telefónicas VoIP. Presenta una variante que actualmente Etecsa la ofrece dentro de su módulo de ventas a usuarios. Una variante de implementación usando una pizarra SX-200 ICP, la cual presenta hasta seis enlaces a la PSTN, sus extensiones son: VoIP en CIMEX-VC. 35 ______________________________________________________________________.

(51) Capítulo 3: Variantes de implementación de VoIP en CIMEX-VC. _________________________________________________________________________. 9 2 usuarios digitales DNIC. 9 20 usuarios digitales IP. 9 98 otros usuarios. 9 Para un total de 120 extensiones.. Usa teléfonos IP-5207 con: 9 14 teclas programables. 9 indicador de llamadas en dos colores. 9 10 teclas de funciones fijas. 9 Half-duplex speakerphone manos libres.. ¾ La pizarra SX-200 ICP tiene un precio de 3 412 USD. ¾ Un módulo 252 USD, que contiene : -. 7 teléfonos IP 5207.. -. 1 teléfono IP 5220.. -. Así como licencias y opciones para su uso.. VoIP en CIMEX-VC. 36 ______________________________________________________________________.

(52) Capítulo 3: Variantes de implementación de VoIP en CIMEX-VC. _________________________________________________________________________ ¾ 16 TDM device option cada una en 97,23 USD. ¾ 3 ONS/CLASS Line Card cada una en 886,65 USD. ¾ 2 Dark Peripherical Cabinet para SX-200 ICP en 1 966,61 USD.. Como podemos ver esta variante es algo costosa pero resuelve el problema existente e incorpora una nueva tecnología a la corporación así como nuevos servicios de valor añadido. En los anexos se muestran ofertas de Alcatel y de Mitel.. 3.1.3: Asterisk. Asterisk, PBX híbrida de código libre, que suministra los servicios soportados por las PBX actuales y brinda la facilidad de implementación de nuevos servicios de valor añadido. Maneja los protocolos de señalización de VoIP como SIP, MGCP, H.323 e implementa IAX un protocolo propio para la comunicación entre servidores de Asterisk.. Además de soportar la transmisión de paquetes de voz sobre la red de datos permite mediante el tradicional TDM el manejo y transmisión de la voz por las interfaces de telefonía, bajo los estándares de señalización de la norma americana y la europea. Conecta teléfonos, líneas telefónicas, o conexiones de paquetes de voz a cualquier otra interfaz o servicio, usando sus aplicaciones y se soporta sobre Linux.. Asterisk conecta teléfonos, líneas telefónicas, o conexiones de paquetes de voz a cualquier otra interfaz o servicio, usando sus aplicaciones. En la figura 3.4 se observa la potencialidad del sistema, pues permite conectar cualquier teléfono con la PSTN, Intranet o Internet. De aquí que se pueda crear una red nacional de telefonía IP utilizando las redes ya existentes, tanto la red telefónica como la de datos. (Asterisk 2005). VoIP en CIMEX-VC. 37 ______________________________________________________________________.