VoIP en teléfonos Smartphone con soporte WiFi

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(1)Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. TRABAJO DE DIPLOMA VoIP en teléfonos Smartphone con soporte WiFi Autor: Yezenia Abraham Díaz Tutor: Ing. Raulier Yedian Morell Kin Tutor: Dr. Samuel Montejo Sánchez Santa Clara 2014 “Año 56 de la Revolución”.

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. TRABAJO DE DIPLOMA VoIP en teléfonos Smartphone con soporte WiFi Autor: Yezenia Abraham Díaz E-mail: [email protected]. Tutor: Ing. Raulier Yedian Morell Kin Especialista de Asistencia Técnica Copextel División Camagüey E-mail: [email protected]. Tutor: Dr. Samuel Montejo Sanchez E-mail: [email protected] Santa Clara 2014 "Año 56 de la Revolución".

(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 Tutor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) i. PENSAMIENTO. “El hombre vivo se ahoga sin aire: los pueblos se ahogan sin vías de comunicación” José Martí.

(5) ii. DEDICATORIA. A mis padres por su sacrificio y confianza. A mis hermanos por compartir siempre conmigo. A mi novio por su amor y dedicación..

(6) iii. AGRADECIMIENTOS. A mis padres por concederme su confianza, A mis hermanos por complacerme siempre, A mi novio por su paciencia y apoyo, A mis abuelos aunque no estén conmigo hoy por ser mi inspiración, A Gedalia y Virginia por ser las abuelas que me faltan, A mis suegros por su incondicional cariño, A mis amigas psicólogas por sus terapias, A mis amigos todos y cada uno, Dairelis, Emilio y Arianny, A todos aquellos que siempre fueron punto de apoyo en mi vida y aportaron con su dedicación, fuerza y voluntad en mí. Gracias por hacer realidad mi sueño..

(7) iv. TAREA TÉCNICA. 1. Buscar información relacionada con los tipos de servidores y clientes que emplean la VoIP. 2. Estudiar la documentación del servidor Elastix y posibles aplicaciones clientes para teléfonos Smartphone. 3.. Estudiar la autenticación de una extensión SIP haciendo uso del adaptador WiFi en el teléfono SmartPhone.. 4. Instalar y configurar el servidor, el cliente VoIP y la red WiFi. 5. Validar el desempeño de la propuesta.. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(8) v. RESUMEN. La presente investigación está orientada a la implementación de VoIP en Copextel SA, división territorial Camagüey, con la utilización de un servidor Asterisk, adaptadores ATA PLANET y aplicación Zoiper. Para ello se crea un sistema VoIP que permita extender la central Panasonic, la cual se halla al límite de su capacidad, mediante la creación las extensiones SIP. Además se expande esta aplicación a celulares Smartphone mediante la red WiFi. Los valores referidos a jitter y pérdida de paquetes se capturan a través del software Agilent Advisor en combinación con Wireshark y posteriormente son procesados cuantitativa y cualitativamente. Los resultados son mostrados en forma de gráficas que pueden ser verificada mediante interfaces Web. Los experimentos realizados demuestran que seleccionando adecuadamente los parámetros de configuración el sistema funciona satisfactoriamente..

(9) vi. TABLA DE CONTENIDOS. PENSAMIENTO .......................................................................................................................... I DEDICATORIA ........................................................................................................................... II AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................ III TAREA TÉCNICA.......................................................................................................................IV RESUMEN ................................................................................................................................V TABLA DE CONTENIDOS ..........................................................................................................VI INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 1 CAPÍTULO 1. PROTOCOLOS Y CODEC RELACIONADOS CON VOIP ............................................. 3 1.1.. Digitalización de la voz ................................................................................................................. 3. 1.2.. Codec de audio ............................................................................................................................. 7. 1.2.1.. G.711 Ley A (a-law) y ley µ (u-law) .............................................................................................. 7. 1.2.2.. G.723.1 ............................................................................................................................................ 8. 1.2.3.. G.729 ............................................................................................................................................... 8. 1.2.4.. GSM ................................................................................................................................................ 8. 1.2.5.. ILBC ............................................................................................................................................... 9. 1.2.6.. Speex ............................................................................................................................................... 9. 1.2.7.. OPUS............................................................................................................................................... 9. 1.3.. Codec de video ............................................................................................................................ 10.

(10) vii. 1.3.1.. H.261 ............................................................................................................................................. 10. 1.3.2.. H.263 ............................................................................................................................................. 10. 1.3.3.. H.264 ............................................................................................................................................. 11. 1.4.. Protocolos ................................................................................................................................... 11. 1.4.1.. Protocolo H.323 ............................................................................................................................ 12. 1.4.2.. Protocolo SIP ................................................................................................................................ 13. 1.4.3.. Protocolo IAX............................................................................................................................... 15. 1.5.. Asterisk ....................................................................................................................................... 16. 1.5.1.. Asterisk historia y evolución ....................................................................................................... 16. 1.5.2.. Características generales de Asterisk ......................................................................................... 17. 1.5.3.. Arquitectura de Asterisk ............................................................................................................. 17. 1.6.. Elastix ......................................................................................................................................... 18. 1.6.1.. Elastix historia del proyecto ........................................................................................................ 18. 1.6.2.. Características y funcionalidades de Elastix ............................................................................. 19. 1.7.. Aplicaciones clientes ................................................................................................................... 19. 1.7.1.. Zoiper ............................................................................................................................................ 19. 1.7.2.. Bria................................................................................................................................................ 19. 1.7.3.. Viber ............................................................................................................................................. 20. 1.8. 1.8.1.. Adaptador ATA-150 ................................................................................................................... 20 Especificaciones técnicas ............................................................................................................. 20. CAPÍTULO 2. EMPRESA COPEXTEL DE CAMAGÜEY ................................................................. 23 2.1. 2.1.1.. Caracterización de la empresa Copextel .................................................................................... 23 Composición de la red actual de comunicaciones ..................................................................... 24. 2.2.. Principales necesidades de la empresa ....................................................................................... 27. 2.3.. Alternativas propuestas para dar solución a las necesidades existentes .................................... 28. 2.4.. Sistema de prueba ...................................................................................................................... 29. 2.4.1.. Crear extensiones SIP e IAX ....................................................................................................... 29. 2.4.2.. Configuración del softphone ....................................................................................................... 30. 2.4.3.. Configurando adaptador ATA PLANET .................................................................................. 30.

(11) viii. 2.4.4.. Configuración de la red inalámbrica ......................................................................................... 32. CAPÍTULO 3. DISEÑO DEL SISTEMA DE PRUEBA Y ANÁLISIS ECONÓMICO .............................. 34 3.1.. Resultados ................................................................................................................................... 34. 3.1.1.. Escenario I PC-Teléfono convencional ...................................................................................... 35. 3.1.2.. Escenario II Teléfono convencional-Smartphone ..................................................................... 36. 3.1.3.. Escenario III Smartphone-PC .................................................................................................... 37. 3.1.4.. Escenario IV Llamadas múltiples............................................................................................... 39. 3.2.. Análisis económico ..................................................................................................................... 41. CONCLUSIONES...................................................................................................................... 43 RECOMENDACIONES.............................................................................................................. 43 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................................. 44 ANEXOS ................................................................................................................................. 46 ANEXO I PLANO FÍSICO DE LA RED PRIMER PISO .................................................................... 46 ANEXO II PLANO FÍSICO DE LA RED SEGUNDO PISO ............................................................... 46 ANEXO III PLANO FÍSICO DE LA RED TERCER PISO .................................................................. 47 ANEXO IV EXTENSIONES SIP CREADAS EN ELASTIX ................................................................. 47 GLOSARIO TÉCNICO ............................................................................................................... 49.

(12) Introducción 1. INTRODUCCIÓN. La voz sobre IP es una tecnología que permite la transmisión de la 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 permite la realización de llamadas telefónicas ordinarias sobre redes IP. En Cuba algunas entidades hacen uso de la VoIP como una solución de comunicación a lugares distantes o como forma de disminuir los costos telefónicos a largo y mediano plazo. Una de las entidades que hace uso de la VoIP es TRD Caribe en la ciudad de Camagüey. La misma, para desarrollar tal servicio ha tenido que invertir grandes sumas de dinero en equipamiento, como: PBX, licencias, tarjetas de extensiones IP y teléfonos IP. En la entidad que se ha tomado como referencia no se ha experimentado el uso de las extensiones IP en una red inalámbrica. En la División Territorial Camagüey Copextel SA, existe una central telefónica marca Panasonic modelo TDA200, la misma se encuentra al límite de su capacidad de abonados. Dicha entidad también cuenta con una red inalámbrica interna y externa por lo que este proyecto está orientado a brindar una solución para la ampliación e integración de extensiones IP con la central telefónica ya existente. Por esta razón es necesaria la integración entre un servidor VoIP y una central telefónica, y que esta última sirva de acceso a la PSTN a las extensiones IP inalámbricas, lo cual sería de gran ayuda y referencia para muchas entidades y especialistas que trabajan la telefonía VoIP como solución de expansión de una central telefónica limitada. Por consecuencia surgen las siguientes interrogantes científicas:.

(13) Introducción 2. ¿Qué equipamiento debe disponer la central telefónica Panasonic TDA 200 para la integración del servidor IP? ¿Cuáles de la gama de teléfonos Smartphone disponen de aplicaciones para el trabajo de la VoIP? Por consiguiente este trabajo de diploma se presenta con vista a impulsar el uso de la VoIP no solo para redes alambradas sino también mediante teléfonos celulares vía WiFi. Para dar cumplimiento a las tareas e interrogantes científicas se trazan los siguientes objetivos: Objetivo general Fomentar el uso de la VoIP utilizando como soporte una red WiFi. Objetivos específicos 1.. Implementar extensiones inalámbricas haciendo uso de teléfonos Smartphone.. 2.. Desarrollar un sistema de prueba para la evaluación del desempeño de la red. telefónica privada. 3.. Concebir una guía para la continuidad y desarrollo de la posible solución.. La estructura del trabajo lo conforman 3 capítulos: CAPITULO I: Aborda los protocolos y codec empleados para la VOIP, sus antecedentes, estado actual y futuras mejoras en la compresión de la voz. Además del equipamiento necesario para desarrollar las pruebas: servidores, clientes y adaptadores. CAPITULO II: Caracteriza la empresa Copextel de Camagüey, necesidades y alternativas propuestas para dar solución. Describe una guía para la posible solución. CAPITULO III: Evalúa el sistema de prueba implementado de la posible solución y analiza económicamente las alternativas propuestas..

(14) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 3. Capítulo 1. Protocolos y Codec relacionados con VoIP. En este capítulo se presentan algunos conceptos útiles para el conocimiento de la VoIP. Los antecedentes, estado actual y futuras mejoras en la compresión de la voz. Se analizan los diferentes codec de audio y video, los protocolos H.323, SIP e IAX2. Se describe un servidor Asterisk con distribución Elastix y las características esenciales de las aplicaciones softphone para los teléfonos Smartphone. 1.1.. Digitalización de la voz. En la VoIP la voz es digitalizada, paquetizada y comprimida utilizando métodos matemáticos, tras lo cual, el destinatario tiene que descomprimir dicha información para poder escuchar el audio. Cada cliente VoIP necesita tener un sistema para Comprimir/Codificar el audio saliente y para Descomprimir/Decodificar el audio entrante. Conversión analógica-digital La comunicación de voz es analógica, mientras que la red de datos es digital. La transformación de la señal analógica a una señal digital se realiza mediante una conversión analógico-digital. Este proceso de conversión analógico digital o modulación por impulsos codificados (PCM) se realiza mediante tres pasos: - Muestreo - Cuantificación - Codificación Muestreo El proceso de muestreo consiste en tomar valores instantáneos de una señal analógica, a intervalos de tiempo iguales. A los valores instantáneos obtenidos se les llama muestras..

(15) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 4. El muestreo se efectúa siempre a un ritmo uniforme, que viene dado por la frecuencia de muestreo fm. De acuerdo con el teorema del muestreo, las señales telefónicas de frecuencia vocal (que ocupan la Banda de 300 a 3.400 Hz), se han de muestrear a una frecuencia igual o superior a 6.800 Hz (2 x 3.400). En la práctica, sin embargo, se suele tomar una frecuencia de muestreo fm = 8.000 Hz, es decir, se toman 8.000 muestras por segundo que corresponden a una separación entre muestras de: T=1/8000= 0,000125 seg. = 125 µs Por lo tanto, dos muestras consecutivas de una misma señal están separadas 125 µs que es el período de muestra (Joskowicz Marzo 2013). Cuantificación La cuantificación es el proceso mediante el cual se asignan valores discretos a las amplitudes de las muestras obtenidas en el proceso de muestreo. Existen varias formas de cuantificar según su complejidad. Cuantificación uniforme Se utiliza un número finito de valores discretos para representar en forma aproximada la amplitud de las muestras. Para ello, toda la gama de amplitudes que pueden tomar las muestras, se divide en intervalos iguales y a todas las muestras cuya amplitud cae dentro de un intervalo, se les da el mismo valor. El proceso de cuantificación introduce necesariamente un error, ya que se sustituye la amplitud real de la muestra por un valor aproximado. A esto se le llama error de cuantificación. El mismo se podría reducir aumentando el número de intervalos de cuantificación, pero existen limitaciones de tipo práctico que obligan a que el número de intervalos no sobrepase un determinado valor. Una cuantificación de este tipo, en la que todos los intervalos tienen la misma amplitud, se llama cuantificación uniforme. Efecto de la cuantificación para el caso de una señal analógica: El número de intervalos de cuantificación se ha limitado a ocho. El error de cuantificación introducido en cada muestra da lugar a una deformación o distorsión de la señal reconstruida que se representa por línea de trazos y puntos (Joskowicz Marzo 2013)..

(16) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 5. Cuantificación no uniforme Se toma un número determinado de intervalos y se distribuyen de forma no uniforme aproximándolos en los niveles bajos de señal, y separándolos en los niveles altos. De esta forma, para las señales débiles es como si se utilizase un número muy elevado de niveles de cuantificación, con lo que se produce una disminución de la distorsión. Sin embargo para las señales fuertes se tendrá una situación menos favorable que la correspondiente a una cuantificación uniforme, pero no obstante suficientemente buena. Cuantificación diferencial En las señales de frecuencia vocal predominan generalmente las bajas frecuencias, por ello las amplitudes de dos muestras consecutivas difieren generalmente en una cantidad muy pequeña. Aprovechando esta circunstancia, se ha ideado la cuantificación diferencial. En la cuantificación diferencial, en lugar de tratar cada muestra separadamente, se cuantifica y codifica la diferencia entre una muestra y la que le precede. Como el número de intervalos de cuantificación necesarios para cuantificar la diferencia entre dos muestras consecutivas es lógicamente inferior al necesario para cuantificar una muestra aislada, la cuantificación diferencial permite una reducción sensible de la frecuencia de transmisión en línea, ya que esta es proporcional al número de intervalos de cuantificación. Codificadores y decodificadores La codificación es el proceso mediante el cual se representa una muestra cuantificada mediante un número binario. Normalmente en telefonía se utilizan 256 intervalos de cuantificación para representar todas las posibles muestras, por tanto se necesitarán números binarios de 8 bits para representar a todos los intervalos (pues 28 = 256). El dispositivo que realiza la cuantificación y la codificación se llama codificador. La decodificación es el proceso mediante el cual se reconstruyen las muestras, a partir de la señal numérica procedente de línea. Este proceso se realiza en un dispositivo denominado decodificador. Al conjunto de un codificador y de un decodificador en un mismo equipo, se le llama codec. Los codec no solo sirven para el audio, también existen codec de vídeo que permiten realizar videoconferencias entre dos personas. El hecho de comprimir audio en tiempo.

(17) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 6. real hace que tenga un costo considerablemente de cálculo, el ancho de banda requerido para transmitir el audio dependerá de la capacidad de compresión del codec. Cuanto más se comprima el audio, peor calidad suele tener, por lo que hay que tener mucho cuidado con el códec que se seleccione para realizar llamadas o video-llamadas, ya que los tres factores son muy importantes: . Consumo de Procesador. . Ancho de banda. . Calidad del audio/video. Existen diferentes codecs: Tabla 1. Codecs de audio más conocidos Codec. Descripción. Ancho de Banda. Observaciones. G.711 Alaw/Ulaw. Pulse Code Modulation (PCM). 64kbps. G711.1. PCM. 8096kbps. Tiene 2 versiones ulaw(Estados unidos y Japon) y a-law(Europa) para muestrear la señal Mejora del códec G.711 para abarcar la banda de 50Hz a 7Khz Divide los 16Khz en 2 bandas cada una usando Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM). G.722. 64kbps. G.723.1. 5,6,6,3kbps 8kbps. G.729. ConjugateStructure Algebraic-CodeExcited LinearPrediction (CSACELP). Speex GSM. ILBC. Regular Pulse Excitation LongTerm Predictor(RPELTP). 8,16, 32kbps 13kbps. 8kbps. Mean Opinion Score (MOS) 4.1. 4,2. 4. 3,8-3,9 Bajo retardo 15ms. Usado por la tecnología celular Global System for Mobile Comunication (GSM). 3,92. 3,6-3,8.

(18) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 7. Tabla 2. Codec de videos más conocidos Codec. Uso del Procesador Alto Alto Medio Medio. H.261 H.263 H.264 VP8 1.2.. Ancho de Banda. Calidad. Alto Alto Medio Bajo. Baja Media Alta Alta. Codec de audio. Un codec de audio incluye un conjunto de algoritmos que permiten codificar y decodificar los datos auditivos, lo cual significa reducir la cantidad de bits que ocupa el fichero de audio. Sirve para comprimir señales o ficheros de audio con un flujo de datos (stream) con el objetivo de que ocupen el menor espacio posible, consiguiendo una buena calidad final, y descomprimiéndolos para reproducirlos o manipularlos en un formato más apropiado. 1.2.1. G.711 Ley A (a-law) y ley µ (u-law) Actualmente, las dos leyes de compresión de segmentos más utilizadas son la ley A (alaw) y la ley µ (u-law) que dan lugar al codec G.711. La ley A (a-law) se utiliza principalmente en los sistemas PCM europeos, y la ley µ (u-law) se utiliza en los sistemas PCM americanos. El G.711 fue lanzado en 1972 desde hace mucho tiempo sus patentes han caducado, por lo que está disponible gratuitamente. Este, es un codec de audio de banda estrecha que proporciona audio con calidad de llamada a 64 kbit/s. Pasa señales de audio en el rango de 300-3400 Hz y el muestreo de ellos a una velocidad de 8000 muestras por segundo, con la tolerancia de que las 50 piezas de tasa por millón. Presenta una cuantización no uniforme con 8 bits, se utiliza además, para representar cada muestra, lo que resulta en una tasa de bits de 64 kbit/s (CCITT Sep-2009). Dos mejoras del G.711 se han publicado: G.711.0 que utiliza la compresión de datos sin pérdidas para reducir el uso de ancho de banda, aprobada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), en septiembre de 2009 y el G.711.1 aumenta la calidad de audio mediante el aumento de ancho de banda publicada en marzo 2008, esta norma está pensada para teléfonos de voz ip y multiconferencias (ITU-T marzo-2008)..

(19) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 8. 1.2.2. G.723.1 Un estándar de la UIT del tipo narrow-band audio codec que encodea el habla en una cadena de datos cada 30ms (240 muestras en total). Cada frame puede ser de 24 o 20 bytes de longitud, lo que hace a la cadena de datos tanto de 6.4kb/sec o 5.3kb/sec. Este codec está cubierto por una variedad de patentes, lo que significa que debe ser pagada una patente antes de poder ser utilizado comercialmente (Chouliaras and Nunez 2003). 1.2.3. G.729 G.729 es un algoritmo de compresión de datos de audio para voz que comprime audio de voz en trozos de 10 milisegundos. La música o los tonos tales como los tonos de Dual-Tone Multi-Frequency (DTMF) o de fax no pueden ser transportados confiablemente con este códec, y utilizar así G.711 o métodos de señalización fuera de banda para transportar esas señales. Bajos requerimientos en ancho de banda, opera a una tasa de bits de 8 kbit/s, pero existen extensiones, las cuales suministran también tasas de 6.4 kbit/s y de 11.8 kbit/s para peor o mejor calidad en la conversación respectivamente. También es muy común G.729a el cual es compatible con G.729, pero requiere menos cómputo. Esta menor complejidad afecta en que la calidad de la conversación es empeorada marginalmente. En los últimos años se han aprobado nuevas versiones el codec G.729.1 es también un codec G.729 al que se le añaden capas para mejorar la calidad del sonido a bajas y altas frecuencias para abarcar la banda desde 50Hz a 7 KHz. a costa de incrementar el bitrate. Esta norma está pensada para teléfonos IP, softphone, centralitas, Gateway, centros de llamadas (call centers), equipos de grabación de voz o servidores de contestadores automáticos. (ITU-T 6-nov-2009) 1.2.4. GSM El acrónimo viene de Global System for Mobile Communication (Sistema Global de Comunicaciones Móviles) emplea una modulación Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK). Para el acceso en el interfaz radio o Abis se utiliza el sistema Time Division Múltiple Access de banda estrecha (TDMA) entre la estación base y el teléfono celular utilizando 2 de canales de radio de frecuencia dúplex. Para minimizar las fuentes de interferencia y conseguir una mayor protección se utiliza el (frequency hopping) o salto.

(20) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 9. en frecuencia entre canales, con una velocidad máxima de 217 saltos/seg y siempre bajo mandato de la red. Una llamada de voz utiliza un codificador GSM específico a velocidad total de 13Kbits/s, posteriormente se desarrolló un códec a velocidad mitad de 6,5 kbits/s que permitirá duplicar la capacidad de los canales TCH, se denomina FR (Full Rate) y HR (Half Rate). (Vainio, Mikkola et al. 1998) 1.2.5. ILBC Sus siglas provienen de Internet Low Bitrate Codec (Codec de Internet de Bajo Bitrate). Se trata de un codec Open Source libre y gratuito. Está diseñado para ahorrar ancho de banda y resulta en un carga útil de 13.33 Kb/s usando tramas de 30 ms y en 15.20 Kb/s usando tramas de 20 ms. Es capaz de enfrentar la eventualidad de que se pierdan tramas, lo cual ocurre cuando se pierde la conexión o se retrasan los paquetes IP. El algoritmo ILBC, usa una codificación de predicción-lineal y bloques-independientes (LPC), este algoritmo tiene soporte para dos tamaños básicos de tramas: 20 ms a 15.2 Kb/s y 30 ms a 13.33 Kb/s (Andersen Dic-2004). 1.2.6. Speex Es un codec Open Source, no patentado, específicamente diseñado para tratar con la conversión de voz a datos. Speex está bien adaptado a las aplicaciones de Internet y provee características útiles que no se encuentran en otros codec. Speex se basa en Code-Excited Linear-Prediction (CELP) y ofrece rangos de ancho de banda desde 2 hasta 44kbps. Entre sus características se tienen 3 diferentes formatos: banda angosta (8khz), banda ancha (16 kHz) y banda ultra-ancha (32 kHz), codificación en estéreo, tratado de paquetes perdidos, uso de bitrate variable, transmisión discontinua, detección de actividad de voz (no transmite cuando no hay voz presente). 1.2.7. OPUS El codec fue desarrollado por Xiph.Org (los creadores de Theora, OggVorbis y Speex) y lo han licenciado como General Public License (GPL2), patentado para evitar lucha de patentes y declarado codec libre. Características Bitrate de 6 kb/s a 510 kb/s. Sampleado de 8 kHz (narrow-band) a 48 kHz (full-band). Tamaño de frame de 2,5 a 60 ms. Ancho de banda variable en todo su espectro (desde narrowband hasta wideband). Soporte para.

(21) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 10. voz y música, para audio mono y estéreo y para más de 255 canales (multistream frames). Bitrate ajustable dinámicamente, ancho de banda y tamaño de trama. Tanta ha sido la expectación con este codec que ha sido propuesto como codec por defecto para el sistema WebRTC junto con el compatible G.711. Firefox ya lo incluye a partir de la versión 15 (Valin, Vos et al. 2012). 1.3.. Codec de video. En el caso del codec de vídeo se tienen los mismos requerimientos que con el audio debe utilizarse un codec que consuma muy poco procesador, que sea rápido y que comprima todo lo posible, no obstante, comprimir vídeo es mucho más complicado que comprimir audio. 1.3.1. H.261 H.261 es un estándar de la UIT, ratificado en noviembre de 1988. Originalmente diseñado para la transmisión a través de líneas Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) en el que las ratios de datos son múltiplos de 64 kbit/s. Forma parte de la familia H.26x, estándares de codificación de vídeo del UIT-T Video Coding Experts Group (VCEG). El algoritmo de codificación fue diseñado para ser capaz de operar a tasas de bits de 40 kbit / s, 2 Mbit / s. El estándar soporta dos tamaños de fotograma de vídeo: Common Intermediate Forma (CIF) (352x288 176x144 luma con croma) y Quarter Common Intermediate Forma (QCIF) (176x144 88x72 con croma) utilizando un esquema de muestreo de 4:2:0. 1.3.2. H.263 H.263 es un estándar de la UIT-T para la codificación de vídeos con compresión que data de 1995/1996. Describe un Codec, que en primera línea se concibió para videoconferencias. Está optimizado para una tasa de bits baja (bajo 64 kbit/s, es decir, velocidad RDSI) y un movimiento relativo reducido. Si bien, el propio estándar no define una tasa de bits concreta. Se desarrolló a partir del estándar H.261, el cual sirve de base para el desarrollo de Moving Picture Experts Group (MPEG) optimizado para tasas de bits más elevadas. Contiene un componente para una compresión temporal más intensa y funciona preferiblemente con secuencias de vídeos, que presentan cambios reducidos entre imagen y otra (ITU-T 1998)..

(22) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 11. 1.3.3. H.264 H.264 o MPEG-4 es una norma que define un códec de vídeo de alta compresión, desarrollada conjuntamente por el UIT-T VCEG y el ISO/IEC MPEG. La intención del proyecto H.264/AVC fue la de crear un estándar capaz de proporcionar una buena calidad de imagen con tasas binarias notablemente inferiores a los estándares previos (MPEG-2, H.263 o MPEG-4 parte 2), además de no incrementar la complejidad de su diseño. Para garantizar un ágil desarrollo de la misma, la UIT-T y la ISO/IEC acordaron unirse para desarrollar conjuntamente la siguiente generación de codec de vídeo. El Joint Video Team (JVT) estaba formado por expertos del VCEG y MPEG y nació en diciembre de 2001 con el objetivo de completar el desarrollo técnico del estándar hacia el 2003. La UIT-T planeó adoptar el estándar bajo el nombre de ITU-T H.264 y ISO/IEC bajo el nombre de MPEG-4 Parte 10 Codec de Vídeo Avanzado (AVC) y de aquí surgió el nombre híbrido de H.264/MPEG-4 AVC. Para empezar a programar el código del nuevo estándar adoptaron las siguientes premisas: La estructura Discrete Cosine Transform (DCT) más Compensación de Movimiento de las versiones anteriores era superior a otros estándares y por esto no había ninguna necesidad de hacer cambios fundamentales en la estructura. Algunas formas de codificación de vídeo que habían sido excluidas en el pasado debido a su complejidad y su alto coste de implementación se volverían a examinar para su inclusión puesto que la tecnología Very Large Scale Integration (VLSI) había sufrido un adelanto considerable y una bajada de costes de implementación. Para permitir una libertad máxima en la codificación y evitar restricciones que comprometan la eficiencia, no se contempla mantener la compatibilidad con normas anteriores. (ITU-T Marzo-2010), (ITU-T) 1.4.. Protocolos. Se define un protocolo como un conjunto de reglas, convenciones o procedimientos, establecidos de forma coincidente entre dos o más partes iguales que van a interactuar para intercambiar información. Reglas que gobiernan el formato y significado de las unidades de datos (dígase tramas, paquetes o mensajes) que son intercambiadas por las entidades pares o iguales ubicadas en un mismo nivel..

(23) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 12. 1.4.1. Protocolo H.323 EL protocolo H.323. es una recomendación de la UIT que describe los terminales. y demás dispositivos que proveen servicios de comunicaciones multimedia (video, voz y datos) sobre redes de paquetes que no garantizan calidad de servicio. La primera versión de H.323 fue aprobada en 1996. La versión 2 en enero de 1998, la versión 3 en 1999, la versión 4 en 2000, la versión 5 en 2003 y la versión 6 en junio de 2006. La versión actual de H.323 se aprobó en 2009. H.323 es parte de las recomendaciones H.32x Este protocolo es aplicable a cualquier red conmutada de paquetes, con independencia de los protocolos utilizados en la capa física. Para el mismo la red debe proveer protocolos de entrega confiables y protocolos de entrega no confiables (ITU-T 12/2009). Arquitectura de H.323 La recomendación H.323 define una arquitectura en la que se diferencian los siguientes componentes: . Terminal H.323: Es un punto extremo de la red que facilita las comunicaciones. en tiempo real y en los dos sentidos con otro terminal. Esta comunicación consta de control, indicaciones, audio, imágenes de vídeo en color y en movimiento y/o datos entre los dos terminales. . Pasarelas (Gateway): Para interconectar H.323 con otros sistemas de. telecomunicaciones (típicamente la red telefónica pública analógica y digital). Proporciona conectividad entre una red H.323 y una red que no es H.323. Esta conectividad se lleva a cabo traduciendo los protocolos de establecimiento y liberación de llamadas y convirtiendo los formatos de la información entre las redes que se interconectan. . Gatekeeper: Es una entidad de la red que facilita la traducción de direcciones y. controla el acceso a la red para terminales, pasarelas y MCU H.323. El guardián de puerta puede prestar también otros servicios a los terminales, las pasarelas y las MCU, tales como la gestión de anchura de banda y la localización de pasarelas. Es opcional en un sistema H.323. . Unidades de control multipunto (MCU): Soportan conferencias entre tres o más. terminales H.323. Todos los terminales que participan en la conferencia establecen una.

(24) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 13. conexión con la MCU. Gestiona los recursos de la conferencia, negocia con los terminales el códec de audio o video a emplear y puede mantener el flujo multimedia. Los gatekeepers, las pasarelas y las MCU son entidades lógicas diferentes que pueden implementarse en un solo dispositivo físico. Protocolos relacionados con H.323 H.225.0: Relacionada con la paquetización, sincronización, señalización de la llamada. (ITU-T diciembre-2009) H.245: Relativa al control de canal. (ITU-T may-2011) T.120: Para conferencias de datos en tiempo real, punto a punto y multipunto. Provee interoperabilidad en los niveles de aplicación, de transporte y de red. 1.4.2. Protocolo SIP El protocolo SIP (Session Initiation Protocol) fue desarrollado por el grupo MMUSIC (Multimedia Session Control) del IETF (Internet Engineering Task Force), definiendo una arquitectura de señalización y control para VoIP. Inicialmente fue publicado en febrero del 1996 en la RFC 2543, ahora obsoleta con la publicación de la nueva versión RFC 3261 que se publicó en junio del 2002. SIP es un protocolo de señalización para crear, modificar, y terminar sesiones con unos o más participantes. Estas sesiones incluyen llamadas telefónicas por Internet, distribución de datos multimedia, y conferencias multimedia. Es posible esta comunicación gracias a dos protocolos que son RTP/RTCP y SDP (Rosenberg, Schulzrinne et al. 2003), (Handley abril 1998). El protocolo RTP se usa para transportar los datos de voz en tiempo real, mientras que el protocolo SDP se usa para la negociación de las capacidades de los participantes y tipo de codificación (RFC, CASNER et al. 2003),(ITU-T julio-2006). Componentes SIP SIP soporta funcionalidades para el establecimiento y finalización de las sesiones multimedia: localización, disponibilidad, utilización de recursos, y características de negociación. Para implementar estas funcionalidades, existen varios componentes distintos en SIP. Existen dos elementos fundamentales, los agentes de usuario (UA) y los servidores..

(25) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 14. User Agent (UA): consisten en dos partes distintas, el User Agent Client (UAC) y el User Agent Server (UAS). Un UAC es una entidad lógica que genera peticiones SIP y recibe respuestas a esas peticiones. Un UAS es una entidad lógica que genera respuestas a las peticiones SIP. Servidores SIP - Proxy Server: retransmiten solicitudes y deciden a qué otro servidor deben remitir, alterando los campos de la solicitud en caso necesario. Es una entidad intermedia que actúa como cliente y servidor con el propósito de establecer llamadas entre los usuarios. Existen dos tipos de Proxy Servers: Statefull Proxy que mantienen el estado de las transacciones durante el procesamiento de las peticiones y Stateless Proxy que no mantienen el estado de las transacciones, únicamente reenvían mensajes. - Registrar Server: acepta peticiones de registro de los usuarios y guarda la información de estas peticiones para suministrar un servicio de localización y traducción de direcciones en el dominio que controla. - Redirect Server: genera respuestas de redirección a las peticiones que recibe. Este servidor reencamina las peticiones hacia el próximo servidor. La división de estos servidores es conceptual, cualquiera de ellos puede estar físicamente una única máquina, la división de éstos puede ser por motivos de escalabilidad y rendimiento. Peticiones de mensajes SIP Las comunicaciones SIP presentan seis tipos de peticiones de mensajes. Estas peticiones a las que también se hace referencia como métodos, permiten que los agentes de usuarios y servidores de red localicen, inviten y administren llamadas. Métodos SIP definidos en el RFC 3261: INVITE Invita a un usuario a una llamada ACK Facilita el intercambio de mensajes confiables BYE Termina una conexión entre usuarios o declina una llamada CANCEL Termina un requerimiento o búsqueda por un usuario OPTIONS Solicita información acerca de capacidades del servidor SIP.

(26) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 15. REGISTER Registra una ubicación de usuario INFO Usado para señalización en mitad de sesión. Para intercambiar información 1.4.3. Protocolo IAX Inter-Asterisk eXchange Protocol ratificado con la RFC 5456; proporciona control y transmisión de voz sobre redes IP. El IAX puede ser usado con cualquier tipo de medio como voz y vídeo, pero fue pensado principalmente para llamadas de voz (M. Spencer feb-2010). Los objetivos del proyecto de IAX: 1.. Minimizar el uso de banda ancha para el tráfico de ambos, media y control con. énfasis específica en llamadas de voz individuales. 2.. Proveer transparencia a NAT (Network Address Translation).. 3.. Tener la posibilidad de transmitir informaciones sobre el plan de discado.. 4.. Soportar la implantación eficiente de recursos de paging e intercomunicación.. Teoría de operación IAX es un protocolo de media y señalización punto a punto. Eso significa que los dispositivos mantienen conexiones asociadas con las operaciones de protocolo. Es un protocolo binario, esto es una ventaja desde el punto de vista desde ancho de banda puesto que en binario se desperdiciarán menos bytes. IAX usa UDP (User Datagram Protocol) y normalmente emplea el puerto 4569. Lo interesante es que por un solo puerto transmite tanto la voz como la señalización y es esto lo que le permite resolver problemas de NAT y pasar a través de firewalls sin mayor inconveniente. Formato de los Frames Los mensajes IAX son llamadas frames. Existen varios tipos básicos de frames, el Full Frame que es usado para enviar señalización, audio y vídeo de forma confiable y el Mini-frame es usado para enviar el audio o vídeo (media) con un mínimo de sobrecarga de protocolo. Una conversación está compuesta en su mayoría por frames tipo Mini cuya virtud es ser ligeros. Esto quiere decir que tienen una cabecera pequeña (de 4 bytes), lo cual ayuda al ahorro de ancho de banda. De cuando en cuando se intercambian frames tipo Full, los.

(27) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 16. cuales conllevan adicionalmente información de sincronización para mantener sincronizados a ambos puntos. 1.5.. Asterisk. Asterisk es el mayor proyecto de software libre diseñado para la integración y unificación de los sistemas de comunicaciones conocidos. Originalmente fue concebido como una plataforma para la generación de un sistema PBX (Private Branch eXchange), pero con el tiempo ha ido evolucionando a otro tipo de usos, como pasarelas VoIP, sistemas integrales para call-centers, salas de conferencias, buzones de voz, y todo tipo de aplicaciones que tengan relación con las comunicaciones en tiempo real. Es una plataforma de comunicaciones basada en la filosofía Open Source, es capaz de convertir una computadora común en un completo servidor de comunicaciones (Landívar 2008). 1.5.1. Asterisk historia y evolución Asterisk fue concebido y desarrollado por Mark Spencer. En un principio por una necesidad personal pues necesitaba una central telefónica para la pequeña empresa de soporte que estaba fundando llamada Linux Support Services. Inicialmente pensó en adquirir una pero pronto se dio cuenta que estaba muy lejos de su presupuesto, así que luego de pensarlo un poco decidió crear la suya propia y comenzó a codificar lo que hoy conocemos como Asterisk. En 1999, cuando tuvo un código digno de mostrar al mundo decidió liberarlo bajo licencia GPL. La primera versión estable surgió casi 5 años después, Asterisk 1.0. A partir de aquí el sistema de versiones ha evolucionado así: . Asterisk 1.0 – 2004. . Asterisk 1.2 – 2005. . Asterisk 1.4 – 2006. . Asterisk 1.6.0 – 2008. . Asterisk 1.6.1 – 2009. . Asterisk 1.6.2 – 2009. . Asterisk 1.8 – 2010. . Asterisk 1.10 – 2011 (Nuevo Nombre Asterisk 10).

(28) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 17. 1.5.2. Características generales de Asterisk El paquete básico de Asterisk incluye muchas características que antes sólo estaban disponibles en caros sistemas propietarios como creación de extensiones, envío de mensajes de voz a e-mail, llamadas en conferencia, menús de voz interactivos y distribución automática de llamadas. Asterisk soporta numerosos protocolos de VoIP como SIP, H.323 e IAX. Puede operar con muchos teléfonos SIP, actuando como "registrar" o como "Gateway" o entre teléfonos IP y la red telefónica convencional. Al soportar una mezcla de la telefonía tradicional y los servicios de VoIP, Asterisk permite a los desarrolladores construir nuevos sistemas telefónicos de forma eficiente o migrar de forma gradual los sistemas existentes a las nuevas tecnologías. Algunos sitios usan Asterisk para reemplazar a antiguas centralitas propietarias, otros para proveer funcionalidades adicionales y algunas otras para reducir costes en llamadas a larga distancia utilizando Internet. 1.5.3. Arquitectura de Asterisk La arquitectura de Asterisk se compone básicamente de: • Canales: que pueden ser analógicos, digitales y/o VoIP. • Protocolos que soporta: de comunicación como SIP, H323, MGCP y IAX que son responsables por la señalización de telefonía. • Codec que soporta: de audio como ADPCM, G.711, G.723.1, G.726, G.729, GSM, ILBC, linear, lpc-10, Speex que son responsables de la compresión de audio. • Aplicaciones: que son responsables por la funcionalidad del PBX. Asterisk puede ser usado en innumerables aplicaciones, desde un PBX para una pequeña empresa hasta sistemas de respuesta automática de alta densidad. La estructura de Asterisk es totalmente independiente de los dispositivos, troncales, y demás útiles externos al mismo. En la gran parte de las PBX tradicionales, es muy común observar el hecho que existen estructuras lógicas para diferenciar entre los teléfonos y otros dispositivos de telefonía como faxes, y por otro lado líneas entrantes como troncales primarios y líneas RDSI. En Asterisk este concepto no existe, todo entra al sistema como un canal genérico y luego es gestionado de forma integral. Aunque.

(29) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 18. sean diferenciados, todos se gestionan de la misma forma por eso, incluso recursos externos pueden llegar a ser manejados dentro de las posibilidades, de la misma forma, que una extensión SIP interna. (Goncalves 2007) Ventajas sobre SIP Menos ancho de banda que SIP. Datos y señalización por puerto 4569. Transparente a NAT. 1.6.. Elastix. Elastix es una distribución de Software Libre de Servidor de Comunicaciones Unificadas que integra en un solo paquete de tecnologías. Cuando se dice distribución significa que es un conjunto de paquetes de software que se distribuyen juntos en un mismo medio, en este caso en CD, incluyendo el instalador y sistema operativo. Elastix implementa gran parte de su funcionalidad sobre 4 programas de software muy importantes como son Asterisk, Hylafax, Openfire y Postfix. Estos brindan las funciones de PBX, Fax, Mensajería Instantánea e Email, respectivamente. Es un software libre distribuido bajo licencia GPL versión 2. Es decir que puede ser usado, copiado, estudiado, modificado y redistribuido libremente según los lineamientos de esta licencia. (Landívar 2008) 1.6.1. Elastix historia del proyecto Elastix fue creado y actualmente es mantenido por la compañía ecuatoriana PaloSanto Solutions. Elastix fue liberado por primera vez en Marzo de 2006 pero no se trataba de una distribución sino más bien de una interface para mostrar registros de detalles de llamadas para Asterisk, fue a finales de Diciembre de 2006 cuando se lanzó como una distribución que contenía muchas herramientas interesantes administrables bajo una misma interface Web que llamó la atención por su usabilidad. Desde entonces hasta la fecha esta distribución no ha parado de crecer en popularidad y actualmente es una de las preferidas del mercado. En 2007 el proyecto estuvo nominado en 2 categorías para los premios CCA de SourceForge. (Landívar 2008).

(30) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 19. 1.6.2. Características y funcionalidades de Elastix Algunas de las características más importantes es que soporta video llamadas, es posible correr múltiples máquinas virtuales de Elastix sobre un mismo equipo. Tiene interfaz Web para el usuario y Fax a email para faxes entrantes, también se puede enviar documentos digitales a un número de fax a través de una impresora virtual. Tiene interfaz para tarifas, configuración gráfica de parámetros de red y opciones para reiniciar/apagar remotamente. Reportes de llamadas entrantes/salientes y uso de canales. Módulo de correo de voz integrado e interfaz Web para el mismo. 1.7.. Aplicaciones clientes. Hoy día, cuando se habla de teléfonos IP, prácticamente se refieren a teléfonos de sobremesa, aquellos que necesitan un cable de red con POE o con fuente de alimentación, pero muy pocas veces se habla de los teléfonos IP WiFi, y es que la telefonía Telecomunicaciones Inalámbricas Mejoradas Digitalmente (DECT) ha sabido aprovechar las carencias de los teléfonos IP con WiFi utilizando una tecnología más rudimentaria, pero que cumple con su objetivo: realizar llamadas con dispositivos móviles donde la batería no sea un problema y la cobertura sea barata. 1.7.1. Zoiper Zoiper 2.0 es un cliente para VozIP de alta calidad, que te permite conectar con centralitas Asterisk y una buena opción de comunicación telefónica por internet. Es una aplicación softphone GRATIS que utiliza IAX y SIP para llamadas VoIP a través de 3G o WiFi. Ofrece una interfaz de usuario sencilla y excelente calidad de sonido de voz más suave experiencia de IP. Compatible con iPhone, iPad y iPod touch. Esta aplicación está optimizada para iPhone 5. Control de historial de llamadas y contactos de su teléfono. Es importante mencionar que es un software de aplicación de telefonía VoIP cliente independiente y no está incluido junto con un servicio de VoIP. 1.7.2. Bria Bria es un galardonado softphone basado en SIP diseñado específicamente para su iPhone y iPod, cortesía de CounterPath Corporation, el líder del mercado en productos y soluciones de software de VoIP para escritorio y móviles, empresa creadora de los famosos X-Lite, Eyebeam y Bria, cuenta con una versión de Bria para Android, tanto para Smartphone como para tablets. Este es, sin duda, uno de los softphones para Android más completos que hay. Es independiente y no un servicio de VoIP. Se.

(31) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 20. requiere un servidor SIP o una suscripción a un proveedor de VoIP basado en SIP para realizar llamadas. 1.7.3. Viber Softphone gratuito para iPhone que funciona de forma que nuestro propio número de teléfono nos sirve para dos objetivos: 1.. Como cuenta de usuario. (de forma que todo el mundo ya sabe a quién llamar y. así evitamos tener que informar de nuestro número) 2.. Acceder a nuestra agenda e informarnos de quién más utiliza esta aplicación. para poder utilizarla con nuestros contactos. Permite realizar llamadas VoIP utilizando nuestro número de teléfono y la posibilidad del “segundo plano” (o Push en el iPhone) para avisarnos cuando otro usuario nos quiere llamar y poder hablar a través de 3G o WiFi. Por el momento únicamente es compatible con iPhone, aunque pronto permitirán compatibilidad con Android. Una de las características más atractivas de esta aplicación es su coste: GRATIS (de momento) y es que, la infraestructura necesaria para llevar a cabo este servicio debe suponerle un coste a la empresa, inicialmente la aplicación es gratuita. Presenta además la funcionalidad de enviar tamién mensajes de texto gratuitamente por lo que si antes ya era una buena competencia hacia Skype, ahora la aplicación está mucho más completa. 1.8.. Adaptador ATA-150. ATA (adaptador telefónico analógico). El ATA permite conectar un teléfono a un ordenador o a una conexión a Internet para usar con VoIP. El ATA es un analógicodigital. Toma la señal analógica de un teléfono tradicional y la convierte en datos digitales para su transmisión a través de Internet o de la red. Por lo que se puede utilizar cualquier teléfono análogo para voz sobre ip. Entre los más usados están Linksys, cisco y grandstream. 1.8.1. Especificaciones técnicas Adaptador ATA PLANET ATA-150 Hardware 1.. LAN: 1 puerto 10/100Mbps RJ-45.

(32) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 21. 2.. FXS: 2 puerto RJ-11. Protocolos y estándar 1.. Estándar: SIP 2.0 (RFC3261), STUN (RFC 3489), UPnP, MD5 para. autenticación SIP (RFC 2069 / RFC 2617) 2.. Codec de Voz: G.711(A-law/µ-law), G.723(6,3Kbps/5,3kbps), G.729AB. 3.. Estándar de Voz:. Detección de actividad de voz (VAD) Cancelación de ruido (CNG) G.168: Cancelación de eco (LEC) Almacenamiento Jitter Detección y generación de DTMF En banda y fuera de banda (RFC 2833), (SIP INFO) QoS: TOS IP (Procedencia de IP) / DiffServ Soporte de Fax: FAX T.38 relé, G.711 Fax pass-through (Yang ene-2009) 4.. Funciones de telefonía:. Llamada en espera Retención de llamada/Reanudar Transferencia de llamadas: Incondicional/Asistencia en transferencia y desvío de llamadas Llamada en pantalla: Pantalla de llamada entrante (Rechazar o reenviar llamadas entrantes) / Pantalla de llamadas salientes (Bloqueo de llamadas salientes) Conferencia a 3-vías (Yang ene-2009) 5.. Protocolos: TCP / IP, UDP, DHCP, RTP, HTTP, ICMP, ARP, DNS, TFTP,. PPP, PPPoE 6.. Configuración y Gestión:. Basado en una interface gráfica Web Administración remota a través de la red Actualización de firmware sobre web Copia de seguridad y restauración de archivos de configuración SNMP v1/v2 TR-069 Red y configuración 1.. Modo de acceso: IP Estática, DHCP, PPPoE.

(33) Capítulo 1. Protocolos y codec relacionados con VoIP 22. 2.. Manejo: Web, Auto-provisión. 3.. Dimensiones (W x D x H): 94 x 72 x 30mm. 4.. Temperatura de trabajo: 0°C ~ 40°C, 10 ~ 95% de humedad. 5.. Requisitos de alimentación.- 12VDCE. MC / EMI.- CE, FCC Clase B (Yang ene-2009).

(34) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 23. Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey. En este capítulo se caracteriza la empresa Copextel de Camagüey con el objetivo de definir sus necesidades en la escalabilidad de sus equipos de comunicaciones y presentar una solución eficiente, minimizando los costos y recursos económicos en aras de propiciar un mejoramiento continuo. 2.1.. Caracterización de la empresa Copextel. La División Territorial Camagüey fue creada el 5 de febrero de 1998, hoy con domicilio legal en Avenida A, entre segunda y tercera, reparto Jayamá. Está directamente subordinada al Ministerio de la Informática y las Comunicaciones y clasifica como Sociedad Mercantil de Capital 100 % Cubano. Objeto Social: 1. Importar y exportar los sistemas, equipos, accesorios, partes, piezas, insumos, mobiliario, productos, artículos y materiales aprobados en su objeto social, según nomenclatura aprobada por el Ministerio de Comercio Exterior. 2. Comercializar de forma mayorista en Cuba -. Sistemas de refrigeración, climatización, esterilización, higienización, lavandería y limpieza especializada.. -. Gastronomía, recreación, escenotecnia, audio y luces profesionales.. -. Ascensores, escaleras mecánicas y andenes móviles.. -. Computación, periféricos, ofimática y copiadoras.. -. Registro, identificación y control electrónico, redes informáticas, transmisión de datos e información.. -. Automatización industrial y de edificios.. -. Control de acceso en edificaciones, parqueos y estacionamientos.. -. Literatura técnica..

(35) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 24. -. Electrónica doméstica.. -. Aparatos de precisión y relojería.. -. Climatización, seguridad y electrónica para autos. 2.1.1. Composición de la red actual de comunicaciones Los usuarios de esta red, como en la mayoría de las entidades del país, pueden ser clasificados como ingenieros, especialistas, económicos, licenciados, obreros, operarios y técnicos; distribuidos en los distintos departamentos de la empresa. El tráfico generado por los trabajadores del centro se debe principalmente al acceso a los servidores DNS y a las bases de datos donde se encuentran los Sistemas contables y financieros como: Expertise y Hercules, al uso del correo electrónico, la navegación por Intranet e Internet y el chat. La edificación cuenta con 3 pisos con alrededor de 55 locales conectados a la red y 140 computadoras. En el departamento de Informática se encuentra el switch principal, los servidores y el router cisco 1760, en el cual se encuentra habilitado una interfaz Frame Relay y dos interfaz Ethernet. La red posee además 8 switchs de expansión ubicados en diferentes locales de la instalación. En los anexos I, II y III se presenta el plano físico de la red. Las computadoras instaladas son Pentium 4 y Pentium 5, con memoria RAM que oscila entre 256 y 512 Mb, según el departamento donde se encuentren y la función que realicen. El sistema operativo instalado en las máquinas es WINDOWS XP y WINDOWS 7. Las aplicaciones con que cuenta la empresa son las siguientes: Servicio de correo electrónico (e-mail): el correo electrónico está disponible para todos los usuarios de la red durante las 8 horas de trabajo. El correo es de alcance nacional e internacional. Su uso puede considerar como un alto generador de tráfico en la red por la densidad y frecuencia de su uso. Transferencia de ficheros vía FTP: los usuarios tienen acceso a sitios con servicio de FTP dentro de la Intranet. El tráfico de esta aplicación es alto debido a la naturaleza del protocolo FTP, al volumen de los archivos descargados y su demanda. Algunos de los sitios FTP son los sistemas contables como Expertise y Hercules.

(36) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 25. Internet satisface las necesidades de actualización de la tecnología, en los sitios más reconocidos como IEEE y UIT, los fabricantes CISCO, HUAWEI y ALLED TELESYN para consulta de los usuarios de la red en busca de información actualizada. La entidad dispone de una central telefónica híbrida, marca Panasonic y modelo KXTDA200, presenta en el gabinete la siguiente estructura: 2 tarjetas de troncos, 8 tarjetas de extensión y en total cuenta con 10 ranuras admisible. Ver figura 2.1 y tabla 2.1. (Guide). Figura 2.1. Central IP Híbrida Panasonic KX-TDA 200. Tabla 2.1. Tarjetas que conforman la Central TDA 200 No Modelo. Ctd. Tarjeta. Descripcion. KX-TDA0180. 2. Tarjeta de líneas externas Tarjeta. de. líneas. externas. analógicas. analógicas de 8 puertos con 2. de 8 puertos (LCOT8). puertos de transferencia por fallo de alimentación (PFT).. KX-TDA0170. 1. Tarjeta. de. extensión Tarjeta de extensión híbrida. híbrida digital de. digital de 8 puertos para TEDs,. 8 puertos (DHLC8). TEAs, TRs Consolas SDE y CSs de interface TE, con 2 puertos de transferencia. por. fallo. de. alimentación (PFT). KX-TDA0174. 5. Tarjeta de extensión de Tarjeta de extensión de 16 teléfono regular de 16 puertos para TRs con 4 puertos de transferencia por fallo de.

(37) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 26. puertos (SLC16). KX-TDA0190. 1. alimentación (PFT).. Tarjeta base opcional de Tarjeta base opcional de 3 3 ranuras (OPB3). ranuras para instalar un máximo de 3 de las siguientes tarjetas opcionales:. Tarjeta. MSG4,. DPH4, DPH2, o ECHO16. KX-TDA0172. 2. Tarjeta. de. extensión Tarjeta de extensión digital de. digital de 16 puertos 16 puertos para TEDs, Consolas (DLC16). SDE y CSs de interface TE.. Además tiene creadas 128 extensiones las cuales se encuentran repartidas por toda la edificación y 16 troncos como configuración adoptada del sistema. Ver figura 2.2 y 2.3.. Figura 2.2. Extensiones creadas.

(38) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 27. Figura 2.3. Troncos Al nodo de la entidad pueden acceder las sucursales de la empresa distantes a través de un enlace inalámbrico externo (outdoor) acoplados por dispositivos KBEST modelo BL4601 estándar PreWimax el mismo presenta una configuración de segmento de red 192.168.32.x independiente de la red interna para eliminar el nivel de broadcast que generan las máquinas fuera de la entidad. El equipo encargado de acoplarlos a todos es el que se encuentran en el edificio 18 Planta configurado punto multipunto con dirección de red 192.168.32.131 los correspondientes enlaces son punto a punto, Francisquito esquina Rosario 192.168.32.132, el Martillo 192.168.32.133, Juruquey 192.168.32.134 y Jayama 192.168.32.130 como se muestra en la figura 2.4.. Figura 2.4. Red inalámbrica en el mapa de Camagüey 2.2.. Principales necesidades de la empresa. Con la consolidación del nuevo modelo económico cubano en correspondencia con los lineamientos de la política económica y social del Partido y la Revolución aprobados en el VI Congreso del PCC emerge en la empresa objeto de estudio la decisión de disminuir el gasto telefónico entre la división central y los talleres de la entidad. Otra problemática que afecta el desempeño de la entidad es que la central TDA 200 se encuentra al límite de su capacidad, constituyendo, la escalabilidad de sus funciones una necesidad para la empresas, en aras de mejorar y optimizar las comunicaciones..

(39) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 28. 2.3.. Alternativas propuestas para dar solución a las necesidades existentes. Alternativa I Se propone un upgrade de la central telefónica TDA200 a una TDE para ello se necesitan una tarjeta MPR que contiene el procesador principal para todos los procesos y DSP (Digital Signal Processor). También se requieren teléfonos IP propietarios Panasonic y la licencia correspondientes. Alternativa II Se propone la adquisición de tarjetas de extensión VoIP Gateway de 16 canales, Panasonic y los métodos UIT G.729a y G.711, Además de la licencia y teléfonos IP propietarios Panasonic. Alternativa III Se propone una solución VoIP, instalar un servidor Asterisk con distribución Elastix, crear extensiones SIP y utilizar la red WiFi ya existente para expandir las posibilidades de comunicación, con la utilización de celulares Smartphone a través de la aplicación Zoiper. Para enlazar extensiones Elastix con la central telefónica se utiliza el adaptador telefónico analógico modelo ATA Planet-150S para ello se emplean 2 troncos asignados para comunicar la central con la PSTN. Como objetivo de estudio práctico de la presente investigación, se procede a implementar la alternativa III en la entidad. Una vez probada la alternativa se logra con las configuraciones pertinentes del servidor Asterix y la central Panasonic, comunicar las extensiones IP con las extensiones analógicas y además tener acceso a la PSTN. Selección de las herramientas para la ejecución del proyecto Para la implementación de la alternativa III se desarrolla un sistema de prueba donde es necesario la utilización de una red WiFi ya existente en la entidad. Además de la instalación de un servidor virtual para las pruebas a realizar. Crear una máquina virtual con el software VMware Workstation implementar el sistema de archivo de Linux con la distribución Ubuntu para luego instalar Elastix versión 2.4 teniendo como ventajas: - Interoperabilidad con sistemas de telefonía tradicional y con sistemas de VoIP..

(40) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 29. - Posibilidad de ampliación de funcionalidades, usuarios y líneas sin tener que cambiar de PBX. - Posibilidad de interconexión entre distintas sucursales. Entre los equipos y componentes necesarios para nuestra central IP, existe un cúmulo de posibilidades: . Softphone: un softphone no es más que un teléfono en software con la capacidad. de realizar llamadas a través de una computadora o dispositivo donde el mismo se encuentre instalado. Permite usar un dispositivo para hacer llamadas a otros softphones o a otros teléfonos convencionales. Los Softphone típicos actualmente comprenden: SJphone, Xlite, Bria, Viber y Zoiper, éste último viene tanto con soporte para SIP como para IAX2. . ATA (adaptador telefónico analógico): el ATA le permite conectar un teléfono a. su ordenador o su conexión a Internet para usar con VoIP. El ATA es un analógicodigital, toma la señal analógica de su teléfono tradicional y la convierte en datos digitales para su transmisión a través de Internet o de la red. Por lo que se puede utilizar cualquier teléfono análogo para voz sobre ip. Entre los más usados están Linksys, Cisco, Grandstream y Panasonic. Los ATA generalmente se interconectan a Elastix mediante protocolo SIP a través de un troncal, aunque algunos de estos dispositivos soportan IAX2. 2.4.. Sistema de prueba. Una vez instalado y configurado del servidor Elastix siguiendo las instrucciones del manual (Muñoz 2010), se procede a configurar las extensiones en el servidor y los softphone. 2.4.1. Crear extensiones SIP e IAX Para crear una nueva extensión se necesitan llenar los campos siguientes: User Extensions: es el número de la extensión que vamos a asignar, por ejemplo: 100, 101 y 102. Display Name: es el nombre que aparece en una extensión vecina cuando marcamos hacia ella, por ejemplo: fxs1, fxs2, martillo..

(41) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 30. Secret: es la contraseña que se debe asignar a la extensión. Debe ser una clave recordable ya que se utilizará posteriormente cuando se configure una extensión, por ejemplo: fxs12014, fxs22014, mar2014. Para configurar las extensiones ver (Sharif 20-junio-2010) y Anexo IV las extensiones creadas en Copextel. 2.4.2. Configuración del softphone Al configurar un teléfono softphone lo que se logra es tener una PC o un celular, conectado a la red, que cumpla con las mismas funciones de un teléfono convencional, para esto es necesario la instalación de la aplicación Zoiper. Además se necesita disponer de audífonos y micrófono. El softphone Zoiper se encuentra disponible en Internet. Una vez instalado se ejecuta y se dispone a configurar las extensiones tanto SIP como IAX. Luego se procede a llenar los campos siguientes figura 2.5: . Domain: la dirección IP o nombre de dominio del servidor Elastix.. (192.168.33.230) . Username: número de la extensión (100). . Password: el mismo campo secret llenado en Asterisk (fxs12014). . Caller ID Name: el nombre que aparecerá en los teléfonos que reciban llamadas. Luego se registra la extensión creada, si se realiza correctamente, junto al nombre de la cuenta creada aparecerá la palabra Registered. Posteriormente se efectúa una prueba y se llama desde otro teléfono para verificar el alcance la nueva extensión y mantener una conversación. (Sharif 20-junio-2010). Figura 2.5 Configuración de la extensión SIP en Zoiper 2.4.3. Configurando adaptador ATA PLANET Para configurar el adaptador se necesitan llenar los siguientes campos como se muestra.

(42) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 31. en la figura 2.6: . dirección IP: puede asignarse de forma estática manualmente mediante la cual. el adaptador es administrado y accedido:192.168.33.235 . mascara de red: 255.255.255.0. . puerta de salida de la red: ruta por donde salen las comunicaciones:. 192.168.33.253. Figura 2.6 Configuración del adaptador ATA Luego en los puertos FXS phone 1 y phone 2 conectados al teléfono establecer los números de extensiones, nombres, el proxy y la contraseña como se muestra en la figura 2.7. (Yang ene-2009).

(43) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 32. Figura 2.7. Configuración del puerto Phone1 2.4.4. Configuración de la red inalámbrica Para configurar la red inalámbrica se llenan los campos siguientes: Primeramente la dirección para acceder y administrar el dispositivo inalámbrico de forma manual asignándole segmento de red 192.168.33.235 ver figura 2.8. (Hongliang 2011). Figura 2.8 Configuración de la red LAN Luego se configura el rango de direcciones de red del DHCP ver figura 2.9..

(44) Capítulo 2. Empresa Copextel de Camagüey 33. Figura 2.9 Configuración de la asignación de direcciones dinámica A partir de las configuraciones realizadas se comienza analizar el sistema de prueba implementado y evaluar el mismo..