Manejo de Medios en FreeSWITCH

Manejo de Medios en FreeSWITCH

Moisés SilvaSoftware Engineer / Manager

[email protected]

• Introducción a FreeSWITCH• Codecs de Audio • Transcoding• Negociación de Codecs• Bypass Media• Proxy Media• Conclusion

Agenda

23/11/2011© 2011 Sangoma Technologies

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Introducción a FreeSWITCH

23/11/2011© 2011 Sangoma Confidential 3

FreeSWITCH (avoiding deadlock!)


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• Solución en software de telefonía

• Auspiciado por el Open Source Telephony Advancement Group (OSTAG)

• Licencia MPL

• Escala desde soft-phone hasta softswitch clase 5

• Maneja audio, video, texto

• Corre en Linux, BSD, MacOS, Windows y hasta iOS!

FreeSWITCH


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• Surge con la idea de tener una mejor plataforma que Asterisk

• Su author, Anthony Minessale, fué el mayor contribuyente a Asterisk por muchos años

• Diseñado desde el principio para escalar

• Altamente multi-thread

• Reuso de muchos componentes (no reinventar la rueda)

• Poderosa habilidad de ruteo usando expresiones regulares

FreeSWITCH – Protocolos VoIP


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• SIP– UDP, TCP, TLS, SCTP, SRTP, ZRTP, IPv6 …

• Gtalk (jingle)

• Skype

• RTMP

• H.323, Skinny y más …

FreeSWITCH – Protocolos PSTN


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• FXO / FXS

• PRI / BRI

• MFC-R2

• GSM

• SS7

• Soporte para varios proveedores de hardware (ej. Sangoma, Digium, Kohmp e incluso algo de PIKA)

FreeSWITCH – Lenguajes


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• Lua

• PERL

• Ruby

• Python

• Java & .NET

• JavaScript

FreeSWITCH – Aplicaciones Nativas


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• Voicemail

• Colas para call centers

• Conferencias en alta definición

• Text to Speech y reconocimiento de voz

• FAX, T.30 y T.38

FreeSWITCH – Aplicaciones


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• Softphone• VoIP gateway• PBX• Servidor de registros• Servidor de ruteo de llamadas• Servidor de transcoding• Session border controller• Servidor de conferencias• Marcador predictivo• Servidor de fax

FreeSWITCH – Hola Mundo


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FreeSWITCH – Hola Mundo (LUA)


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FreeSWITCH – Contestando SMS


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Codecs de Audio


• Los codecs codifican y decodifican la voz para su transmisión en la red.

– Algoritmo (technología de compresión)

– Bit rate

– Sampling rate

– Paquetización

• El algoritmo es el alma del codec (la salsa secreta!)

• El bit rate define el ancho de banda requerido (cuantos bits por segundo)

• El sampling rate define la calidad (parcialmente)

• La paquetización afecta la latencia y el consumo de ancho de banda

Codecs de Audio


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• G.711 (PCMU/PCMA, Ulaw/Alaw) – Narrowband (banda angosta)– 64kbps (Bit rate) – 64 mil bits por segundo son transferidos– 8kHz (Sampling rate) – 8 mil muestras de audio por segundo– 10ms, 20ms, 30ms, 40ms … + (paquetización) cada cuanto se

transmite un paquete de audio

• G.722 – Wideband (banda ancha)– 48kbps, 56kbps and 64kbps– 16kHz (IANA lo especifica a 8kHz debido a un error histórico en

el RFC1890)– 10ms, 20ms, 30ms, 40ms … +

• G.722.1 Annex C - Ultra-wideband (ultra banda ancha)– 48kbps (Nota que son menos bits por segundo que PCMU!)– 32kHz (Cada vez mas cerca a la calidad de audio de un CD)– 20ms, 40ms, 60ms

Codecs de Audio


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• FreeSWITCH soporta una amplia gama de codecs

– Narrowband (G.711, G.726, G.723.1, G.729AB, Speex …)

– Wideband (G.722, G.722.1, G.722.2, Speex …)

– Ultra-wideband (G.722.1C, Speex)

– CD-quality (CELT)

• El core de FreeSWITCH requiere el audio en formato L16 (signed linear) para su manipulación (mezcla, detección de tonos, etc)

• Los módulos de codec hacen transcoding de/hacia el formato L16

• Los módulos de codec “pass-thru” no hacen transcoding (mod_g729, mod_g723_1)

Codecs en FreeSWITCH


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Codecs en FreeSWITCH


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Transcoding


• Requerido cuando los nodos no tienen codec en común

• FreeSWITCH debe permanecer en el path del audio

• Incrementa sustancialmente el uso del CPU si se hace en software (posible hacerlo en hardware)

• Es tipicamente necesario para:– Grabación de llamadas– Detección de tonos– Conferencias

Transcoding


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FreeSWITCH Transcoding


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• Transcoding en una llamada con una sola pierna SIP

FreeSWITCH Transcoding


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• Transcoding con 2 piernas SIP

FreeSWITCH codec pass-thru


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• Llamada sin transcoding usando un codec proprietario

Negociación de Codecs


• Decisiones tomadas para elegir codecs compatibles en una llamada

• De una lista de codecs, escoge al menos uno!

• FreeSWITCH te permite elegir cuando (negociación temprana vs tardía)

• “Early” sucede antes de que la llamada llegue al plan de marcado

• “Late” sucede cuando la pierna necesita audio



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• 3 algoritmos de negociación– Generoso (generous)– Ambicioso (greedy)– Scrooge (Bah HUMBUG!)

• Escoge usando inbound-codec-negotiation en tu configuración SIP

• Usa la variable sip_codec_negotiation para alterar la negociación desde el plan de marcado



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• El modo por defecto en FreeSWITCH

• El codec a usar es seleccionado comparando el SDP contra “inbound-codec-prefs” en la configuración SIP

• “disable-transcoding” ofrece el mismo codec seleccionado para la pierna entrante a la pierna de salida

• “absolute_codec_str” forza la oferta del codec a la lista especificada (incluso si es un codec no soportado!)

Negociación Temprana (early negotiation)


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Negociación Temprana (early negotiation)

• Negociación de codecs de forma “más inteligente”

• “inbound-late-negotiation” debe ser “true” en la configuración SIP

• La llamada se recibe en el plan de marcado sin revisar los codecs

• La negociación ocurre cuando se necesita el audio

Negociación Tardía (late negotiation)


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• Puedes examinar el SDP entrante y reescribirlo para ajustarlo a tus necesidades

• La variable “inherit_codec” está disponible para usar el codec seleccionado en la pierna saliente para la pierna entrante

• La variable “ep_codec_string” contiene los codecs ofrecidos por el nodo entrante


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Modos de Audio


• El audio pasa alrededor de FreeSWITCH (no a través) directamente entre los nodos

• La señalización SIP permanece en FreeSWITCH

• Habilitado usando la variable “bypass_media=true” antes de ejecutar la aplicación “bridge”

• Usa “inbound-no-media” or “inbound-bypass-media” en la configuracón SIP si deseas hacerlo para todas las llamadas

Bypass Media


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• Puedes reproducir archivos de audio! (uuid_broadcast)

• uuid_media [off] puede re-invitar a FreeSWITCH dentro y fuera del path de audio

• Grabación de llamadas fallará a menos de que pongas a FreeSWITCH de nuevo en el path de audio manualmente

Bypass Media


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Bypass Media


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• También conocido como “transparent proxy mode”para el RTP

• Ninguna manipulación del RTP está habilitada

• Solo el atributo “c=” en el SDP is modificado

• Permite que FreeSWITCH pase audio en codecs que no soporta

Proxy Media


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• Usa la variable “proxy_media=true” antes de ejecutar “bridge”

• Usa el parámetro “inbound-proxy-media” en la configuración SIP si deseas hacerlo en todas las llamadas

• En la mayoría de los casos querras habilitar tambien “late negotiation”

Proxy Media


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Proxy Media


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Conclusión


• La flexibilidad de FreeSWITCH en manejo de audio y señalización en muy amplia

• FreeSWITCH soporta virtualmente cualquier codec de la industria (y agregar nuevos codecs es un proceso simple)

• FreeSWITCH tiene la capacidad de transportar formatos de audio desconocidos

• El transcoding puede ser efectuado en software o hardware

Conclusión


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Gracias!


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