I
UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIA DE LA INGENIERA
CARRERA DE INGENIERA INFORMTICA Y CIENCIAS DE LA
COMPUTACIN
TEMA:
Implementacin de Sistema de Comunicacin VoIP en la unidad de negocio Maresa
Ensambladora.
TESIS PREVIA LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO EN INFORMTICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACIN
AUTOR: Juan Francisco Lpez
DIRECTOR: Ing. Henry Recalde
QUITO ECUADOR
2010
I
DECLARACIN
Del contenido del presente trabajo se responsabiliza el autor.
----------------------------------------------------------
Juan Francisco Lpez
II
CERTIFICACIN
III
CERTIFICADO DE LA EMPRESA
IV
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a la unidad de negocio MARESA ENSAMBLADORA quienes me permitieron
implementar el sistema de comunicacin en su infraestructura.
Agradezco a mi director de tesis quin me apoyo y me guio en la realizacin de este
proyecto.
Agradezco a la Universidad Tecnolgica Equinoccial por brindarme la oportunidad de
desarrollar el tema propuesto del proyecto.
V
DEDICATORIA
Este trabajo est dedicado a mis padres, hermanos, amigos y familiares, ya que son el
sustento para seguir adelante en esta vida.
VI
NDICE GENERAL
DECLARACIN .................................................................................................................. I
CERTIFICACIN ............................................................................................................. II
CERTIFICADO DE LA EMPRESA.............................................................................. III
AGRADECIMIENTOS .................................................................................................... IV
DEDICATORIA .................................................................................................................. V
NDICE GENERAL ......................................................................................................... VI
NDICE DE CONTENIDO ........................................................................................... VII
NDICE DE GRFICOS ............................................................................................... XII
NDICE DE TABLAS ................................................................................................... XIII
RESUMEN ...................................................................................................................... XIV
SUMMARY ....................................................................................................................... XV
VII
NDICE DE CONTENIDO
CAPTULO I ........................................................................................................................ 1
1. GENERALIDADES ......................................................................................................... 1
1.1 ANTECEDENTES ............................................................................................................. 1
2. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 2
2.1 OBJETIVO GENERAL ...................................................................................................... 2
2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS ............................................................................................... 2
3. ALCANCE ............................................................................................................................ 3
4. JUSTIFICACIN .................................................................................................................... 4
5. HIPTESIS ........................................................................................................................... 5
5.1 Variable dependiente: ............................................................................................... 5
5.2 Variable independiente: ............................................................................................ 5
6. FACTIBILIDAD ..................................................................................................................... 6
6.1 Tcnica ...................................................................................................................... 6
6.2 Econmica ................................................................................................................ 6
6.2 Operativa ................................................................................................................... 7
CAPTULO II ...................................................................................................................... 1
2. MARCO TERICO ........................................................................................................ 8
2.1 PROTOCOLOS DE COMUNICACIN. ................................................................................. 8
2.2 REDES DE DATOS. ........................................................................................................ 13
VIII
2.2.1 Redes dedicadas. .................................................................................................. 14
2.2.2 Redes de reas externas. ...................................................................................... 15
2.2.3 Redes locales........................................................................................................ 15
2.3 VOZ SOBRE IP .............................................................................................................. 16
2.4 PROTOCOLOS DE TRANSMISIN DE PAQUETES .............................................................. 17
2.5 PROTOCOLO TCP/IP .................................................................................................... 18
2.5.1 TCP ...................................................................................................................... 18
2.5.2 Funcin de TCP ................................................................................................... 20
2.5.3 IP .......................................................................................................................... 21
2.6 UDP ............................................................................................................................ 23
2.7 RTP ............................................................................................................................. 24
2.8 RTCP .......................................................................................................................... 24
2.9 CRTP .......................................................................................................................... 25
2.10 CALIDAD DE SERVICIO (QOS) .................................................................................... 25
2.10.1 Jitter ................................................................................................................... 27
2.10.2 Latencia .............................................................................................................. 28
2.10.3 Prdida de Paquetes ........................................................................................... 28
2.10.4 Eco ..................................................................................................................... 29
2.11 SEALIZACIN ANALGICA POR CORRIENTE DE BUCLE .......................................... 31
2.12 SEALIZACIN DIGITAL ............................................................................................. 32
2.13 PROTOCOLO DE SEALIZACIN VOIP ........................................................................ 33
2.14 PROTOCOLO H.323 .................................................................................................... 34
IX
2.15 SIP ............................................................................................................................ 36
2.16 FUNCIONALIDAD ........................................................................................................ 37
2.17 CORNET IP ................................................................................................................ 39
2.18 MGCP ....................................................................................................................... 39
2.19 PROTOCOLO H.248 (MEGACO) ............................................................................... 41
2.20 DIGITALIZACIN Y CODIFICACIN DE LA VOZ ............................................................ 41
2.21 CODECS DE VOZ ........................................................................................................ 44
2.22 PERIFRICOS. ............................................................................................................. 46
CAPTULO III ..................................................................................................................... 8
3. DESCRIPCIN GENERAL ......................................................................................... 48
3.1 PROCESOS DE COMUNICACIN VOZ (SITUACIN ACTUAL) .......................................... 55
3.2 PROCESOS DE COMUNICACIN DATOS (SITUACIN ACTUAL) ...................................... 58
3.3 DEFICIENCIAS DE LA COMUNICACIN VOZ. ................................................................. 62
3.4 MARCO PROBLEMTICO. ............................................................................................. 64
CAPTULO IV ................................................................................................................... 65
4.1 ANLISIS Y ESTUDIO DE TECNOLOGA SIEMENS ....................................................... 65
4.1.1 Prestaciones Bsicas: ........................................................................................... 69
4.1.2 Prestaciones para el usuario: ................................................................................ 69
4.1.3 Prestaciones para Lneas y Red: .......................................................................... 70
4.1.4 Tarifacin ............................................................................................................. 73
4.1.5 Resumen de prestaciones principales .................................................................. 73
X
4.2 ANLISIS Y ESTUDIO DE REQUERIMIENTOS ................................................................. 77
4.3 DISEO DEL SISTEMA ................................................................................................... 86
4.4 ADMINISTRACIN ........................................................................................................ 88
4.5 CONFIGURACIN DE DISPOSITIVOS PERIFRICOS .......................................................... 92
4.5.1 AMOs de Configuracin de Hardware del SWU ................................................ 94
4.5.2 AMOs de Conmutacin ....................................................................................... 94
4.5.3 AMOs para la configuracin de datos del sistema .............................................. 96
4.5.4 Extensiones .......................................................................................................... 96
4.5.5 Troncales .............................................................................................................. 97
4.6 CONSTRUCCIN (HARDWARE) ................................................................................ 99
4.6.1 Sistema General ................................................................................................... 99
4.6.2 Funciones del SWU ........................................................................................... 100
4.6.3 Mdulos y tarjetas .............................................................................................. 102
4.6.3.1 Nomenclatura .............................................................................................. 102
4.7 DETALLE DE HARDWARE INSTALADO........................................................................ 103
4.7.1 Modulo Central .................................................................................................. 103
4.7.2 Gabinete AP3700 ............................................................................................... 106
4.8 IMPLEMENTACIN (EQUIPOS Y SOFTWARE) ................................................................ 108
4.8.1 Hipath 4000........................................................................................................ 110
4.8.2 Base de Datos..................................................................................................... 112
4.8.3 Interrelaciones .................................................................................................... 127
4.8.4 Arranque del sistema ......................................................................................... 127
XI
4.8.5 Controladora Wireless ....................................................................................... 129
4.8.6 CTMAIL ............................................................................................................ 133
4.8.7 Operadora........................................................................................................... 135
4.8.8 Tarificador ......................................................................................................... 137
CAPTULO V ................................................................................................................... 138
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ........................................................ 138
5.1 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 138
5.2 RECOMENDACIONES. ................................................................................................. 140
BIBLIOGRAFA ............................................................................................................ 1412
XII
NDICE DE GRFICOS
FIGURA N 1. MODELO OSI _________________________________________________ 13
FIGURA N 2. TRANSMISIN TCP/IP __________________________________________ 23
FIGURA N 3. PROTOCOLO H.323 _____________________________________________ 35
FIGURA N 4. ESQUEMA GENERAL CENTRAL TELEFNICA TRADICIONAL ______________ 49
FIGURA N 5. CENTRAL TOSHIBA _____________________________________________ 55
FIGURA N 6. RED DE VOZ INTERNA __________________________________________ 56
FIGURA N 7. RED DE VOZ EXTERNA __________________________________________ 58
FIGURA N 8. RED DE DATOS WAN __________________________________________ 60
FIGURA N 9. RED DE DATOS LAN ___________________________________________ 61
FIGURA N 11. DISEO RED DE VOZ EXTERNO __________________________________ 87
FIGURA N 12. ESTRUCTURA DE SINTAXIS ______________________________________ 93
FIGURA N 13. ESQUEMA FRONTAL __________________________________________ 104
FIGURA N 14. ESQUEMA POSTERIOR _________________________________________ 105
FIGURA N 15. DETALLE DE GABINETE DE PERIFERIA ____________________________ 106
FIGURA 16 - ESQUEMA DEL GABINETE DE PERIFERIA ____________________________ 107
FIGURA N 17. CONSOLA DE ADMINISTRACIN _________________________________ 112
FIGURA N 18. ESQUEMA DE INTERRELACIONE _________________________________ 127
FIGURA N 19. INICIALIZACIN DEL SISTEMA __________________________________ 128
FIGURA N 20. CONTROLADORA WIRELESS ____________________________________ 130
FIGURA N 21. CONTROLADORA WIRELESS ____________________________________ 131
XIII
FIGURA N 22. CTMAIL __________________________________________________ 134
FIGURA N 23. OPERADORA ________________________________________________ 135
FIGURA N24. TARIFICADOR _______________________________________________ 137
NDICE DE TABLAS
TABLA N 1. DEFICIENCIAS ................................................................................................... 62
TABLA N 2. REQUERIMIENTOS ............................................................................................. 78
TABLA N 3. COMANDO DE CARACTERES. ............................................................................. 89
TABLA N 4. PARMETROS. ................................................................................................... 90
TABLA N 5. CDIGO FUENTE ............................................................................................. 113
XIV
RESUMEN
El desarrollo de la tesis Implementacin de Sistema de Comunicacin VoIP en
la unidad de negocio Maresa Ensambladora fue desarrollado en base a la necesidad de
la unidad de negocio Maresa Ensambladora de eliminar la comunicacin tradicional y
sustituirla por VoIP.
El nuevo sistema de comunicacin VoIP contempla todas las funcionalidades
que tenan con la comunicacin tradicional, sumadas a estas tenemos las nuevas
funcionalidades que caracterizan al servicio de VoIP, que aumentan considerablemente
los beneficio al usuario, cliente y unidad de negocio.
El nuevo sistema de comunicacin VoIP fue desarrollado en su totalidad con
SIEMENS, tanto el hardware como el software para garantizar una completa
compatibilidad.
La base principal para la comunicacin de VoIP se basa en la infraestructura de
datos montada en toda la compaa, Maresa Ensambladora posee en este caso la
infraestructura necesaria para soportar comunicacin va VoIP si sufrir prdidas de
paquetes en la transmisin de datos como tambin saturacin.
XV
SUMMARY
The development of the thesis Implementation of the VoIP communication system in
Maresa Assembler business unit was developed on base to the necessity of Maresa
Assembler business unit to eliminate the traditional communication and substitute it by
VoIP.
The new VoIP communication system contemplates all the functionalities they had
with the traditional communication, added to these we have the new functionalities that
characterize the VoIP service, that augment considerably the benefits to the user, client
and business unit.
The new VoIP communication system was totally developed with SIEMENS as the
hardware as the software to guarantee a complete compatibility.
The main base for the VoIP communication is based on the data infrastructure mounted
in the whole company. Maresa Assembler possesses in this case the necessary
infrastructure to support VoIP communication not suffering losses of packets in the
data transmission and not producing saturation either.
1
CAPTULO I
1
CAPTULO I
1. Generalidades
Como generalidad tenemos:
1.1 Antecedentes
Maresa Ensambladora es una de las empresas que conforman la Corporacin
Maresa Holding, dentro de su visin y misin est el transformar las ideas en movimiento,
comprometida en la satisfaccin del cliente, calidad, eficiencia y trabajo en grupo.
Maresa Ensambladora es una empresa automotriz exitosa y reconocida por la
excelencia de sus productos, servicios y por su gente.
Para lograr todo esto es muy importante la comunicacin, jugando un papel muy
importante en el desarrollo de la sociedad y de la comunidad que conforma la Corporacin,
la comunicacin es el medio por el cual tambin podemos llegar directamente a la gente,
con el fin de mejorar y ofrecer al cliente lo que realmente necesita.
2
Maresa Ensambladora tiene un sistema de comunicacin anloga/digital que no
cubre las exigencias del cliente y de su gente haciendo cada vez ms lento el desarrollo
integral de la unidad de negocio, afectando a todas las unidades de negocio.
2. Objetivos
Los objetivos son:
2.1 Objetivo General
Implementar el sistema de comunicacin VoIP en la unidad de negocio para mejorar
y reducir el costo de la comunicacin tradicional.
2.2 Objetivos Especficos
Anlisis y estudio de la comunicacin de la unidad de negocio.
Anlisis y estudio de la infraestructura de la unidad de negocio
Diseo del sistema de comunicacin que se ajuste a las necesidades de la unidad de
negocio.
3
Implementacin del sistema de comunicacin VoIP en la unidad de negocio sobre
su infraestructura.
3. Alcance
La implementacin del sistema de comunicacin tiene tres partes fundamentales:
1. Estudiar toda la situacin actual de la empresa tanto su sistema de comunicacin
tradicional como la infraestructura de datos.
2. El diseo del nuevo sistema de comunicacin sobre la infraestructura de datos que
posee la empresa en el caso que se requiera el cambio de un equipo se lo sugerir
como una recomendacin ya que no se tiene planeado cambiar la infraestructura.
3. La implementacin del nuevo sistema de comunicacin sobre la infraestructura de
datos montada en la unidad de negocio, la programacin bsica para la puesta en
marcha de la comunicacin, la configuracin necesaria para la implementacin,
servicios bsicos que ofrece la telefona VoIP, detalle bsico del funcionamiento de
equipos instalados.
4
4. Justificacin
La comunicacin de voz en las empresas ha sido una necesidad permanente, desde
los inicios de la telefona. Las soluciones de comunicaciones brindadas a las empresas han
evolucionado, desde la instalacin de un nico telfono para toda una empresa, hasta los
actuales sofisticados sistemas de comunicaciones.
Actualmente la telefona tradicional es el medio de comunicacin ms importante
dentro de la unidad de negocio ya que por este medio se consigue: acortar distancias,
agilizar trmites, reducir recursos, ahorrar tiempo, relacionarse, control, negocios,
productividad etc...
Siendo el recurso ms usado por la unidad de negocio el costo para su utilizacin es
muy alto y se pierde dinero. En la actualidad las telecomunicaciones nos brindan
tecnologas como la VoIP que nos permite aprovechar las redes de datos para transmitir voz
y cubrir con las necesidades bsicas de la comunicacin tradicional pero a bajo costo.
5
Con la implementacin del sistema de comunicacin VoIP en la infraestructura
montada actualmente por la unidad de negocio se conseguir reducir los costos y mejorar la
comunicacin, la unidad de negocio no es la nica beneficiada sino tambin la organizacin
como tambin los usuarios.
5. Hiptesis
Si se implementa un sistema de comunicacin VoIP en la unidad de negocio Maresa
Ensambladora entonces se mejorara la comunicacin y se reducir el costo de la utilizacin
del recurso.
5.1 Variable dependiente:
Infraestructura montada, protocolo de comunicacin IP.
5.2 Variable independiente:
Comunicacin de la unidad de negocio.
6
6. Factibilidad
Comprende tres puntos importantes:
6.1 Tcnica
Sistema de comunicacin VoIP es tcnicamente factible puesto que en el mercado
existe todo el equipo (SIEMENS) necesario para montar la tecnologa de VoIP en cualquier
infraestructura de datos.
6.2 Econmica
La Unidad de Negocios Maresa Ensambladora cuenta con el presupuesto necesario
para la implementacin de la tecnologa VoIP con el fin de estar presente en la evolucin de
las Telecomunicaciones.
7
6.3 Operativa
Para la implementacin del Sistema de comunicacin VoIP es la Unidad de
Negocios quien autoriza el acceso a los recursos e informacin que sean necesarios para
lograr la implementacin de la comunicacin.
1
CAPTULO II
8
CAPTULO II
2. MARCO TERICO
Abarca todos los temas referentes a la teora de la comunicacin VoIP.
2.1 Protocolos de comunicacin.
Una red de telecomunicaciones bsicamente es un conjunto de recursos (transmisin
y conmutacin) ordenados, que proporciona las vas de comunicacin necesarias para
establecer la interconexin de equipos y as permitir la transmisin de la informacin desde
un origen a su destino.
Para que la comunicacin no resulte catica y por tanto imposible dentro de la red
de telecomunicaciones tenemos a los protocolos que pueden ser definidos como las reglas
que dominan la sintaxis, semntica y sincronizacin de la comunicacin. En otras palabras
un protocolo es un estndar que controla o permite la conexin, comunicacin y
transferencia de datos entre dos puntos.1
1 http://www.docstoc.com/docs/10680717/Auditor%C3%ADa-de-Redes
9
Hoy en da ha surgido una nueva tecnologa llamada Teleinformtica que permite
el manejo y la difusin de grandes cantidades de informacin con rapidez y fiabilidad.
Cuando se pretende comunicar un sistema informtico con otro, a travs de una red de
telecomunicaciones, es necesario que existan protocolos ya sean implementados por
hardware, software o una combinacin de ambos que permitan la comunicacin.2
En la actualidad, la teleinformtica permite la interconexin de sistemas
informticos de igual o distinto tipo y cualquiera que sea su fabricante esta conexin entre
todo tipo de equipos informticos es posible gracias al cumplimiento de las reglas de los
protocolos, las cuales se desarrollaron para unificar los criterios de fabricacin de equipos y
facilitar la comunicacin entre ellos.
Si bien los protocolos pueden variar mucho en propsito y sofisticacin, la mayora
especifica una o ms de las siguientes propiedades:
Deteccin de la conexin.
Deteccin de la existencia de otro punto final o nodo.
Negociacin de la conexin.
Cmo iniciar y finalizar un mensaje. 2 Teleinformtica. Telemtica. Telecomputacin. Redes de datos. Comunicacin de sistemas informticos.
Capas de red. Arquitectura {TCP/IP}
10
Reconocimiento de paquetes.
Correccin de errores.
Deteccin de una prdida de la conexin.
Recuperacin de conexin.
Finalizacin de la conexin.
Ya que los protocolos cumplan con tantas caractersticas a mas de las mencionadas
surgi el modelo de referencia que es el conjunto de niveles de comunicacin de una
parte de los elementos afectados con el fin de realizar cualquier tipo de modificacin por
niveles sin afectar a los restantes.
La organizacin ISO (Organizacin Internacional para la Normalizacin) es la
encargada de promover el desarrollo de normas internacionales de fabricacin, comercio y
comunicacin a fin de establecer la estandarizacin de normas de productos y seguridad
para las empresas u organizaciones a nivel internacional.
Para las Telecomunicaciones y teleinformtica la ISO ha definido la normalizacin de
comunicaciones entre equipos informticos estableciendo el modelo de referencia OSI
Reference Model of Open System Interconnection (Modelo de referencia de interconexin
de sistemas abiertos), el cual proporciona un conjunto de estndares que aseguran una
mayor compatibilidad e interoperabilidad entre los distintos tipos de tecnologa de red.
11
El modelo OSI est dividido en siete niveles o capas:
Nivel fsico.
Definicin de los requerimientos de los equipos, as como las caractersticas y
funcionalidades del medio de transmisin y de los medios fsicos empleados para la
interconexin entre unos y otros.
Nivel de enlace.
Define los medios y procedimientos para el envo de los bloques de informacin,
controlando la correcta transferencia de los datos y articulando los mecanismos necesarios
para la deteccin y correccin de los posibles errores que se pudieran producir.
Nivel de red.
Encaminamiento de la informacin dentro de una red de comunicacin, ocupndose
del agrupamiento de tramas en paquetes, del direccionamiento y control de los mismos a
travs de los nodos de la red y de la deteccin y correccin de errores.
12
Nivel de transporte.
Se ocupa del agrupamiento de los paquetes de datos en mensajes y su
descomposicin posterior, de la transferencia de los mismos seleccionando las conexiones
adecuadas y ofreciendo la mxima calidad posible incluyendo procedimientos de deteccin
y recuperacin de errores.
Nivel de sesin.
Su principal objetivo es el control de las operaciones que se realizan sobre los datos,
con el fin de asegurar su integridad con respecto al uso compartido de los mismos
organizando, sincronizando y gestionando el dialogo o intercambio entre los dos puntos de
comunicacin.
Nivel de presentacin.
Se ocupa de la organizacin de las entradas y salidas, definiendo los formatos
necesarios de los terminales, los archivos y los trabajos, comprende encriptacin de
mensajes, comprensin de datos y sintaxis de transferencia.
13
Nivel de aplicacin.
Control y supervisin de los procesos, da sentido o significado a los datos de
usuarios.
Figura N 1. Modelo OSI
Fuente: Introduccin al protocolo TCP/IP y a sus aplicaciones en Internet. Elaborado por: Universidad de Sevilla
14
2.2 Redes de Datos.
Conjunto formado por equipos, medios fsicos y lgicos que permiten la
comunicacin, intercambio y comparacin de informacin entre diferentes usuarios a
cualquier distancia.
Se clasifican de la siguiente manera:
Redes dedicadas.
Redes de rea extensa.
Redes de rea local.
2.2.1 Redes dedicadas.
Redes de uso exclusivo por uno o varios usuarios autorizados impidiendo la
comunicacin de otros usuarios.
15
2.2.2 Redes de reas externas.
WAN (Wide Area Network) son redes abiertas a la comunicacin de cualquier
usuario que se conecta a ellas, normalmente mediante una contrasea, asignndose un
identificativo que le permite intercambiar informacin con cualquier otro usuario conectado
en la red.
La red telefnica conmutada o bsica se encuentra dentro de esta rama, siendo una
red utilizada en las comunicaciones orales por telfono abarcando una amplia cobertura,
nacional e internacional a bajos costos.
2.2.3 Redes locales.
LAN (Local Area Network) son redes limitadas dentro de un dominio especfico,
con el objetivo de satisfacer las necesidades informticas, integrando todos los equipos
existentes para aprovechar al mximo sus capacidades de proceso y almacenamiento.
16
Dejando abierta la posibilidad de establecer un punto de enlace con otras redes
locales o extensas, ampliando de esta manera las posibilidades de comunicacin de todos
los usuarios de la red mediante diferentes conexiones que segn sus caractersticas pueden
ser: bridges, gateways o routers.
2.3 Voz sobre IP
VoIP proviene del ingls Voice Over Internet Protocol, que significa "voz sobre
un protocolo de internet", Voz sobre IP es una tecnologa basada en la conmutacin de
paquetes. El proceso se inicia cuando la seal de voz analgica se digitaliza utilizando un
proceso de codificacin para luego ser comprimidas en paquetes de datos los cuales son
transmitidos a travs de las redes de datos, utilizando los Protocolos de transmisin de
paquetes. Estos paquetes son re-ensamblados en el receptor para recuperar la seal de voz
original.3
3 Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones
17
2.4 Protocolos de transmisin de paquetes
En los protocolos de transmisin de paquetes la transmisin se apoya en la propia
informacin contenida en los datos que transitan por las redes de comunicaciones4,
mientras que en los protocolos anteriores, la responsabilidad del buen funcionamiento de
las comunicaciones recae sobre los equipos y las lneas de datos. Para ello los datos se
"trocean" y organizan en paquetes, con sus datos de origen y destino viajando por tramos
hasta su destino.
Los equipos que conforman las redes se limitan a leer las direcciones contenidas en
los paquetes de datos y a entregar al siguiente tramo el paquete, quien a su vez la entregar
a otra y as sucesivamente hasta que finalmente llegue al destino.
4 http://www.desarrolloweb.com/articulos/1617.php
18
2.5 Protocolo TCP/IP
TCP/IP son las siglas de "Transfer Control Protocol / Internet Protocol" y ste es el
conjunto de normas de transporte establecido y definido lenguaje establecido para la red
Internet e incorporado por otras redes5.
TCP/IP es un protocolo de transmisin de paquetes. Cuando un ordenador quiere
mandar a otro un fichero de datos, lo primero que hace es partirlo en pequeas partes y
posteriormente enviar cada parte por separado. Cada paquete de informacin contiene la
informacin necesaria para llegar a destino o para retornar. Los paquetes viajan por la red
de forma independiente.
2.5.1 TCP
Protocolo de transporte orientado a conexin. Esto hace que los datos se entreguen
sin errores, sin omisin y en secuencia6.
5 http://www.desarrolloweb.com/articulos/1617.php
6 TCP (Transmission Control Protocol) - Luis Conde Garca.
19
Tiene las siguientes caractersticas:
Protocolo orientado a conexin. Es decir, las aplicaciones solicitan la conexin al
destino y luego usan estn conexin para entregar los datos, garantizando que estos
sern entregados sin problemas.
Punto a punto. Una conexin TCP tiene dos extremos, emisor y receptor.
Confiabilidad. TCP garantiza que los datos transferidos sern entregados sin
ninguna perdida, duplicacin o errores de transmisin.
Full duplex. Los extremos que participan en una conexin TCP pueden
intercambiar datos en ambas direcciones simultneamente.
Conexin de inicio confiable. El uso de three-way handshake garantiza una
conexin de inicio confiable y sincronizado entre los dos extremos de la conexin.
Conexin de finalizacin aceptable. TCP garantiza la entrega de todos los datos
antes de la finalizacin de la conexin.
20
TCP es un protocolo de nivel 4 (transporte) en la capa del OSI, por eso necesita valerse
de IP para el envo de sus segmentos o mensajes. De esta manera IP trata el mensaje TCP
como la informacin que debe entregar y en ningn momento intenta interpretar su
contenido, como generalmente se hace al pasar un mensaje de una capa inferior a otra.
Por eso un router o cualquier dispositivo de nivel 3 del OSI solo puede observar los
encabezados IP para el reenvo de los datagramas. El encargado de interpretar los mensajes
TCP, despus de recibirlos de la capa de red, es el TCP de la mquina de destino.
2.5.2 Funcin de TCP
TCP es un protocolo de tamao considerable, que cumple con un gran nmero de
funciones:
Asociar puertos con conexiones.
Establecer conexiones usando un acuerdo en tres pasos.
Realizar un arranque lento para evitar sobrecargas.
Dividir los datos en segmentos para su transmisin.
Numerar los datos.
21
Manejar los segmentos para su transmisin.
Calcular las sumas de control.
Regular el flujo de datos usando las ventanas de envo y recepcin.
Terminar las conexiones de manera ordenada.
Abortar conexiones.
Marcar datos urgentes
Confirmacin positiva de retransmisin
Calculo de los plazos de retransmisin.
Reducir el trfico cuando la red se congestiona
Indicar los segmentos que llegan en desorden.
Comprobar si las ventanas de recepcin estn cerradas.
2.5.3 IP
El Protocolo de Internet es un protocolo no orientado a conexin usado tanto por el
origen como por el destino para la comunicacin de datos a travs de una red de paquetes
conmutados.
Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos como
paquetes. En particular, en IP no se necesita ninguna configuracin antes de que un equipo
intente enviar paquetes a otro con el que no se haba comunicado antes.
22
El Protocolo de Internet provee un servicio de paquetes (datagramas) no fiable. IP
no provee ningn mecanismo para determinar si un paquete alcanza o no su destino y
nicamente proporciona seguridad de sus cabeceras y no de los datos transmitidos. Si se
necesita fiabilidad, sta es proporcionada por los protocolos de la capa de transporte, como
TCP.
Las cabeceras IP contienen las direcciones de las mquinas de origen y destino
(direcciones IP, nmero que identifica de manera lgica y jerrquicamente a una interfaz de
un dispositivo dentro de una red que utilice el protocolo de Internet), direcciones que sern
usadas por los switches y los routers para decidir el tramo de red por el que reenviarn los
paquetes.
El IP es el elemento comn en la Internet de hoy. El actual y ms popular protocolo
de red es IPv4. IPv6 es el sucesor propuesto de IPv4 ya que poco a poco Internet est
agotando las direcciones disponibles por lo que IPv6 utiliza direcciones de fuente y destino
de 128 bits, es decir, muchas ms direcciones que las que provee IPv4 con 32 bits.
23
Figura N 2. Transmisin TCP/IP
Fuente: Introduccin al protocolo TCP/IP y a sus aplicaciones en Internet. Elaborado por: Universidad de Sevilla
2.6 UDP
El protocolo UDP es un protocolo de la capa de transporte no confiable, no tiene un
mtodo de control de errores. Es un sencillo protocolo que intercambia paquetes sin
confirmacin ni entrega garantizada. Los protocolos de aplicacin utilizados para el
transporte de datos en VoIP (RTP, RTCP) utilizan el protocolo UDP en la capa de
transporte7.
7 Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones
24
2.7 RTP
El protocolo de Transporte en Tiempo Real es el protocolo estndar para transmitir
trfico sensible al retraso por las redes basadas en paquetes. RTP recorre la parte superior
del UDP e IP8.
Se puede utilizar RTP para servicios interactivos como la telefona por Internet.
RTP consta de una parte de datos y una parte de control, esta ltima llamada Protocolo de
control RTP (RCTP).
2.8 RTCP
Protocolo de Control de Transporte en Tiempo Real proporciona soporte para
conferencias en tiempo real de grupos de cualquier tamao dentro de Internet. Este soporte
incluye la identificacin de la fuente y el soporte para gateways, como puentes de audio y
video, etc...9
8 Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones 9 Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones
25
2.9 CRTP
La comprensin de la cabecera del paquete es usado para reducir el ancho de banda
consumido por una llamada de voz, es recomendable para conexiones lentas, sin embargo si
se tiene conexiones de banda ancha no es recomendable su uso, ya que al realizar la
comprensin se utiliza mayor procesamiento del CPU del router lo cual puede causar que la
red se vuelva lenta10.
2.10 Calidad de Servicio (QoS)
El auge de la telefona IP es algo evidente y la principal razn es el
reaprovechamiento de los recursos y la disminucin en el coste de llamadas a travs de
Internet o por la red de datos.
Sin embargo, si de algo adolece todava la VoIP es de la calidad de los sistemas
telefnicos tradicionales. Los problemas de esta calidad son muchas veces inherentes a la
utilizacin de la red (Internet y su velocidad y ancho de banda) y podrn irse solventando
10
Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones
26
en el futuro. Mientras tanto, cuanto mejor conozcamos los problemas que se producen y sus
posibles soluciones mayor calidad disfrutaremos11.
Los principales problemas en cuanto a la calidad del servicio (QoS) de una red de
VoIP, son la Latencia, el Jitter la prdida de paquetes y el Eco.
Los problemas de la calidad del servicio en VoIP vienen derivados de dos factores
principalmente:
Internet es un sistema basado en conmutacin de paquetes y por tanto la
informacin no viaja siempre por el mismo camino. Esto produce efectos como la
prdida de paquetes o el jitter.
Las comunicaciones VoIP son en tiempo real lo que produce que efectos como el
eco, la prdida de paquetes y el retardo o latencia sean muy molestos y perjudiciales
y deban ser evitados.
11
Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones
27
2.10.1 Jitter
El jitter es un efecto de las redes de datos no orientadas a conexin y basadas en
conmutacin de paquetes. Como la informacin se divide en paquetes cada uno de los
paquetes puede seguir una ruta distinta para llegar al destino12.
El jitter se define tcnicamente como la variacin en el tiempo en la llegada de los
paquetes, causada por congestin de red, perdida de sincronizacin o por las diferentes
rutas seguidas por los paquetes para llegar al destino. Las comunicaciones en tiempo real
(como VoIP) son especialmente sensibles a este efecto. En general, es un problema
frecuente en enlaces lentos o congestionados.
El valor recomendado para el jitter es menor o igual a 100 ms para tener una
comunicacin sin molestias. Si el jitter es mayor debe ser minimizado utilizando algunas
tcnicas.
12
Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones
28
2.10.2 Latencia
A la latencia tambin se la llama retardo. No es un problema especfico de las redes
no orientadas a conexin y por tanto de la VoIP. Es un problema general de las redes de
telecomunicaciones. La latencia se define tcnicamente en VoIP como el tiempo que tarda
un paquete en llegar desde la fuente al destino.
El retardo es controlado actualmente utilizando equipos que puedan priorizar la
transferencia de paquetes que son transmitidos en tiempo real, se puede controlar tambin
con aumento de ancho de banda pero en conclusin siempre existir, ya que est implcito
en el tiempo de procesamiento de los equipos de comunicacin13.
2.10.3 Prdida de Paquetes
Las comunicaciones en tiempo real estn basadas en el protocolo UDP. Este
protocolo no est orientado a conexin y si se produce una prdida de paquetes no se
reenvan. Adems la perdida de paquetes tambin se produce por descartes de paquetes que
no llegan a tiempo al receptor14.
13
Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones 14
Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones
29
Sin embargo la voz es bastante predictiva y si se pierden paquetes aislados se puede
recomponer la voz de una manera bastante ptima. El problema es mayor cuando se
producen prdidas de paquetes en rfagas.
La tolerancia a la prdida de paquetes vara de acuerdo al cdec que se utilice. Sin
embargo se recomienda minimizar la prdida de paquetes tratando de transmitir la menor
cantidad posible de informacin, es decir slo la que es indispensable.
Actualmente es muy utilizada la tcnica de Voice Activity Detection, que consiste
en no transmitir los silencios, con lo cual se aminora el ancho de banda a utilizar y por
consecuencia se reduce la cantidad de prdidas de paquetes.
2.10.4 Eco
El eco se produce por un fenmeno tcnico que es la conversin de 2 a 4 hilos de
los sistemas telefnicos o por un retorno de la seal que se escucha por los altavoces y
regresa por el micrfono.
30
El eco se define como una reflexin retardada de la seal acstica original. El eco es
especialmente molesto cuanto mayor es el retardo y cuanto mayor es su intensidad, con lo
cual se convierte en un problema en VoIP puesto que los retardos suelen ser mayores que
en la red de telefona tradicional15.
Para ayudar a reducir y/o eliminar este factor, se utilizan los supresores de eco y los
canceladores de eco. El primero convierte la comunicacin en half duplex
momentneamente para evitar que la informacin transmitida sea retornada por su propio
canal, mientras que el segundo utiliza una tcnica de prediccin utilizando parte de la
informacin transmitida la cual compara con el canal de llegada, si se escucha lo mismo
que se transmiti simplemente la seal se filtra, necesariamente sta tcnica necesita de un
mayor procesamiento.
El problema con la tecnologa de conmutacin de circuitos es que requiere una
significativa cantidad de ancho de banda o bandwidth para cada llamada y el circuito no es
empleado eficientemente ya que emplea un canal durante toda la duracin de la llamada
pero la mayora de las conversaciones telefnicas estn hechas de silencio
15
Diseo de una red de voz sobre IP para una empresa que desarrolla proyectos de ingeniera de
comunicaciones
31
2.11 Sealizacin analgica por corriente de bucle
Quizs la sealizacin ms conocida (y a su vez ms antigua), es la conocida como
sealizacin por corriente de bucle (loop start signaling). Es la sealizacin utilizada por
los telfonos conocidos como analgicos.
Esencialmente, la sealizacin bsica que debe existir entre un telfono y una
central telefnica, consiste en poder enviar y/o recibir la siguiente informacin:
Solicitud de iniciar una conversacin
Seleccionar con quien se desea hablar
Indicacin del progreso de la llamada (timbrando, ocupado, etc.)
Indicacin de recepcin de una nueva llamada
32
2.12 Sealizacin digital
El protocolo ISDN (Integrated Services Digital Networks) o RDSI (Red Digital
de Servicios Integrados) consiste en un protocolo de mensajes (llamado en la terminologa
ISDN canal D) que se implementan sobre un canal digital. Este canal digital puede
contener la sealizacin de uno o varios canales telefnicos de voz.
La arquitectura de ISDN se basa en el modelo OSI, de capas. La capa 1 o capa fsica
establece como son los formatos de las tramas ISDN. Estas tramas tienen 48 bits de
largo, de los cuales 36 contienen datos y 12 se utilizan para control y sincronismo. La capa
2 o capa de enlace, realiza el control de errores y el control de flujo. Esta capa es llamada
LAPD (Link Access Protocol on the D Channel). La capa 3, o capa de red, es la que
permite el intercambio de informacin entre origen y destino, mediante la implementacin
de la mensajera descrita anteriormente
33
2.13 Protocolo de sealizacin VoIP
Las redes de datos, por el contrario, slo transmiten informacin cuando es
necesario, aprovechando al mximo el ancho de banda y en la cual el retardo, la alteracin
del orden de llegada o la prdida de paquetes no son un inconveniente, ya que en el sistema
final se tiene una serie de procedimientos de recuperacin de la informacin original; pero
para la voz y el video estos factores son altamente influyentes, por lo tanto se requieren
redes y protocolos que ofrezcan un alto grado de QoS (calidad de servicio).
Actualmente existen, principalmente, dos arquitecturas de VoIP para la transmisin de
voz por Internet que se utilizan de forma abundante:
Los que soportan el transporte de audio: ofrecen informacin de temporizacin para
asegurar la reproduccin de audio de forma consistente en el receptor con QoS.
Los que soportan la sealizacin de llamada y las funciones de control:
proporcionan la configuracin y la cancelacin de la llamada, direccionamiento y
enrutamiento, servicios de informacin adicionales y mtodos para trabajar con
otros tipos de sealizacin.
34
Los paquetes VoIP se componen de una o ms muestras de cdec de voz o tramas
encapsuladas en cabeceras IP/UDP/RTP.
2.14 Protocolo H.323
Estndar que especifica los componentes, protocolos y procedimientos que proveen
unos servicios de comunicacin multimedia para las comunicaciones de audio en tiempo
real, vdeo y datos en redes ya sean LANs, WANs o Internet a travs de IP16.
En el estndar H.323 se identifican claramente cuatro tipos de componentes, que
interconectados proveen comunicacin:
Terminales: El Terminal es el dispositivo a travs del cual se comunicar el usuario, es
decir, telfonos IP, telfonos software y terminales de videoconferencia, que debe soportar
codecs de audio
1. Gateways: Proporcionan la interrelacin con tecnologas que no son H.323
16
http://fermat.eup.udl.es/~cesar/xc1/Treballs/voip-pres.pdf
35
2. Gatekeepers: Actan como controladores del sistema y cumplen con el segundo
nivel de funciones esenciales en el sistema de VoIP como: autenticacin,
enrutamiento del servidor de directorios, contabilidad de llamadas y determinacin
de tarifas.
3. MCUs: La Unidades de Control Multipunto proveen soporte para las conferencias
entre tres o ms terminales H323.
Figura N 3. Protocolo H.323
Funte: Estandares de VoIP .SIP vs. H.323 Elaborado por: ENIAC Caracas - Venezuela
36
2.15 SIP
El protocolo de iniciacin de sesin (SIP, Session Initiation Protocol) es un
protocolo de control de aplicacin de capas para crear, modificar y cerrar sesiones con uno
o ms participantes. Estas sesiones incluyen conferencias multimedia, llamadas de telfono,
etc.
SIP se dise como una solucin a largo plazo para las conferencias multimedia y la
telefona en Internet. Por esto, es simple (usa mensajes de texto plano que se pueden leer),
eficiente (consume poco ancho de banda y establece la llamada en poco tiempo), escalable,
flexible (puede usar muchos codecs) y extensible (en un futuro).
La tecnologa SIP est integrada por tres elementos principalmente:
1. User Agent SIP: Es el software ubicado en el Terminal, de arquitectura
cliente/servidor que maneja las peticiones de sesin
2. Registro SIP: Servicio de informacin de ubicacin; recibe informacin del Agente
de Usuario y la almacena para proporcionarla a otros Agentes de Usuario.
37
3. Servidor SIP: est integrado por:
Servidor Proxy SIP: Servidor de tipo intermedio SIP, se encarga de reenviar
peticiones desde el Agente de Usuario hacia el siguiente Servidor SIP, y retienen
la informacin para efectos de contabilidad o facturacin.
Servidor de Re-direccionamiento SIP: El papel del Servidor intermedio de re-
direccionamiento es responder a la resolucin de nombres y la ubicacin del
usuario.
2.16 Funcionalidad
Cada protocolo maneja la configuracin de llamadas, el control de las llamadas y
medios, de diversas maneras. EL H.323 contiene la definicin de cada uno de ellos,
mientras que SIP define configuracin de llamadas y uso de protocolos para control de
llamadas, siendo manejado cada uno por separado.
38
Por otro lado, est la capacidad de intercambio. Despus de configurar la llamada en
H.323, los terminales anuncian la capacidad que ellos tienen para variables como
compresin y video, ya que dichas variables pueden cambiar durante la llamada, la
configuracin de la llamada puede ser cambiada a mitad de llamada (mid-call). Para el caso
de SIP estos parmetros slo pueden ser cambiados al inicial una nueva llamada.
H.323 es otro protocolo de sealizacin para sesiones interactivas en tiempo
real.H.323 es un conjunto completo, integrado verticalmente por protocolos para
conferencia multimedia: sealizacin, registro, control de admisin, transporte y codecs.
H.323 procede del mundo de telefona clsica.
SIP es un componente nico. Trabaja con RTP, pero no es obligatorio. Puede
combinarse con otros protocolos y servicios.
SIP procede de la aplicacin de muchos conceptos de HTTP.
H.323 es el protocolo ms maduro de los dos, sin embargo, la carencia de
flexibilidad, limita su utilizacin. SIP est actualmente menos definido, pero tiene ms
escalabilidad lo cual, hace ms fcil su integracin con Internet.
39
2.17 CorNet IP
La corneta-protocolo IP es un protocolo de enrutamiento desarrollado por Siemens,
que se basa en los protocolos existentes, tales como H.323, MGCP, Megaco o RTP e
incluye la sealizacin y la funcionalidad de control requeridas para la telefona IP.
CorNet-IP es adecuada para la interconexin de conmutacin de circuitos y de
paquetes de redes. Dado que el protocolo incluye la sealizacin, que apoya la telefona
descentralizada.
2.18 MGCP
Es un protocolo de control de dispositivos, donde un gateway esclavo es controlado
por un maestro, tambin llamado Call Agent.
MGCP, Media Gateway Control Protocol, es un protocolo interno de VoIP cuya
arquitectura se diferencia del resto de los protocolos VoIP por ser del tipo cliente - servidor.
40
Est compuesto por:
Media Gateway Controller (MGC).
Media Gateway (MG).
Signaling Gateway (SG).
Un gateway tradicional, cumple con la funcin de ofrecer conectividad y traduccin
entre dos redes diferentes e incompatibles como lo son las de Conmutacin de Paquetes y
las de Conmutacin de Circuitos. En esta funcin, el gateway realiza la conversin del flujo
de datos y adems realiza la conversin de la sealizacin, bidireccionalmente.
MGCP separa conceptualmente estas funciones en los tres elementos previamente
sealados. As, la conversin del contenido multimedia es realizada por el MG, el control
de la sealizacin del lado IP es realizada por el MGC, y el control de la sealizacin del
lado de la red de Conmutacin de Circuitos es realizada por el SG.
41
2.19 Protocolo H.248 (MEGACO)
Es el estndar que define el mecanismo necesario de llamada para permitir a un
controlador Media Gateway el control de puertas de enlace para soporte de llamadas.
H.248 es un complemento a los protocolos H.323 y SIP, se utilizar el H.248 para
controlar las Media Gateways y el H.323 o SIP para comunicarse con otro controlador
Media Gateway17.
2.20 Digitalizacin y codificacin de la voz18
El proceso de digitalizacin de la voz consta de las siguientes etapas:
1.- Muestreo
El proceso de muestreo consiste en tomar muestras de la seal vocal a intervalos
regulares. Estos intervalos deben ser tales que cumplan con el Teorema del muestreo, que
establece:
17
http://bieec.epn.edu.ec:8180/dspace/bitstream/123456789/948/5/T10711CAP1.pdf 18
http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/redcorp/material/2003/Redes%20de%20Voz%20Version%2003.pdf
42
La mnima frecuencia a la que puede ser muestreada una seal y luego reconstruida sin
perder informacin, es el doble de la frecuencia mxima de dicha seal19
Para establecer cual es sta frecuencia mnima en las seales de voz, se debe tener en
cuenta:
Si bien el odo humano puede llegar a escuchar sonidos de hasta 18 a 20 KHz, la
mayor parte de la energa de las seales de voz humana se encuentran por debajo de
los 4 KHz.
El sonido resultante de filtrar la voz humana a 3.4 KHz es perfectamente inteligible,
y adems se puede distinguir sin problemas al locutor.
El sistema de telefona se ha diseado para transmitir satisfactoriamente voz
humana, minimizando los recursos necesarios para sta tarea.
Por lo expuesto, podemos pensar en un ancho de banda para las seales de los sistemas
de telefona de 3.4 KHz. Segn el teorema del muestro, para poder reconstruir una seal de
hasta 3.4 KHz, debe ser muestreada a ms de 6.8 KHz.
19
Redes de Voz & Redes Corporativas-Ing. Jos Joskowicz
43
Dado que los filtros reales no pueden realizar cortes abruptos, se ha tomado en
telefona una frecuencia de muestreo de 8 KHz, es decir, tomar una muestra de voz cada
125 microsegundos.
2.- Cuantificacin
El proceso de cuantificacin convierte las muestras analgicas en muestras que
pueden tomar un conjunto discreto de valores. De esta manera, los valores de las muestras
se cuantifican en cantidades discretas.
Al pasar de infinitos valores (seal analgica) a un conjunto discreto de valores, se
introduce naturalmente una distorsin a la seal original. Esta distorsin se conoce
normalmente como Ruido de Cuantificacin. Es de hacer notar, que ms all de su
nombre, esta distorsin no es un ruido, ya que no proviene de factores externos, sino que
es parte del propio proceso de digitalizacin.
Cuntos ms valores discretos se utilicen, menor ser la distorsin introducida en el
proceso. Por otro lado, cuntos ms valores discretos se utilicen, mayor ser la cantidad de
informacin (bits) que se deben procesar (o transmitir) por cada muestra.
44
3.- Codificacin
Para poder procesar los valores discretos obtenidos en cada muestra, es necesario
codificarlos, es decir, asignarles valores numricos. Existen codificadores basados en la
reproduccin de la forma de onda y codificadores basados en modelar aspectos especficos
del fenmeno codificado, en este caso, la voz.
Los dispositivos de codificacin y decodificacin se denominan Codec
(Codificadores / Decodificadores).
2.21 Codecs de Voz
La comunicacin de voz es analgica, mientras que la red de datos es digital. El
proceso de convertir ondas analgicas a informacin digital se hace con un codificador-
decodificador (el CODEC). Hay muchas maneras de transformar una seal de voz
analgica, todas ellas gobernadas por varios estndares20.
20
http://www.adiptel.com/soluciones/codec.php
45
El proceso de la conversin es complejo. Es suficiente decir que la mayora de las
conversiones se basan en la modulacin codificada mediante pulsos (PCM) o variaciones.
Adems de la ejecucin de la conversin de analgico a digital, el CODEC
comprime la secuencia de datos, y proporciona la cancelacin del eco. La compresin de la
forma de onda representada puede permitir el ahorro del ancho de banda. Esto es
especialmente interesante en los enlaces de poca capacidad y permite tener un mayor
nmero de conexiones de VoIP simultneamente.
La cantidad de ancho de banda suele ser directamente proporcional a la calidad de los
datos transmitidos21
Otra manera de ahorrar ancho de banda es el uso de la supresin del silencio, que es
el proceso de no enviar los paquetes de la voz entre silencios en conversaciones humanas.
21
http://es.wikipedia.org/wiki/Voz_sobre_IP
46
Entre los codecs utilizados en VoIP encontramos:
G.711
G.722
G.723.1
G.726
G.729
RTAudio
2.22 Perifricos.
Los telfonos analgicos o telfonos comunes son aquellos que utilizan la
sealizacin por corriente de bucle, y pueden ser conectados a la red telefnica pblica
analgica directamente, sin necesidad de interfaces especiales. Es decir, cualquier telfono
de tonos, o de disco, que tenga las funciones comunes de deteccin de campanilla, discado
por tonos o pulsos, etc.
47
Los telfonos hbridos y digitales, son generalmente propietarios o cautivos
de cada fabricante. Estos telfonos presentan ventajas funcionales respecto a los analgicos.
En los telfonos hbridos (a veces conocidos como telfonos multifuncin
analgicos) la voz se transmite en forma analgica desde el telfono a la central. La
digitalizacin se realiza en la central. Los datos de sealizacin utilizan un enlace digital
independiente. Por ello este tipo de telfonos requiere de cuatro hilos para funcionar (un par
para el audio analgico y otro par para los datos de sealizacin).
Los telfonos digitales realizan la digitalizacin de la voz en el propio telfono. Los
datos de sealizacin son multiplexados con la voz y transmitidos hasta la central por un
nico par. Los protocolos de sealizacin utilizados en ste tipo de telfonos son
propietarios de cada fabricante, a excepcin de los telfonos ISDN, que utilizan un
protocolo estandarizado.
Los telfonos IP realizan la digitalizacin de la voz en el propio telfono y lo
convierten a alguno de los protocolos de red IP.
8
CAPTULO III
48
CAPTULO III
3. Descripcin General
Una central telefnica ha sido y sigue siendo el soporte principal para los servicios
de telefona de las empresas.
La central telefnica realiza la conmutacin de voz internamente, dentro de sus
propios circuitos, empleando tcnicas clsicas basadas en conmutaciones temporales y
espaciales.
La parte integral de una central telefnica es la multiplexacin por divisin de
tiempo (MDT) o (TDM), del ingls Time Division Multiplexing, es el tipo de
multiplexacin ms utilizado en la actualidad, especialmente en los sistemas de transmisin
digitales. En ella, el ancho de banda total del medio de transmisin es asignado a cada canal
durante una fraccin del tiempo total (intervalo de tiempo).
Si bien cada fabricante ha desarrollado su propia arquitectura para estos sistemas,
generalmente se ha mantenido una estructura clsica. Esta estructura se esquematiza a
continuacin:
49
Figura N 4. Esquema general Central Telefnica Tradicional
Fuente: Concepto de Telefona Corporativa Elaborado por: Universidad de la Repblica Montevideo, URUGUAY
Ya que la arquitectura interna de cada central telefnica y sus componentes
dependen de los criterios de diseo de los fabricantes, en nuestro caso TOSHIBA, realiza la
funcin de conmutacin centralizndolo en plaquetas claramente identificadas.
Los componentes que conforman a la central telefnica son:
50
Conversor AC/DC y Fuente de Poder
Dado que internamente la electrnica trabaja con corriente continua, siempre es
necesario disponer de un conversor AC/DC. La central telefnica se alimenta
exclusivamente de corriente continua (no alterna), y los conversores son por lo tanto
equipos externos. Esta configuracin permite que los equipos sean alimentados
directamente por bateras. Los rectificadores externos en estos casos alimentan tanto a la
central como a las bateras, proveyndoles de su corriente de carga.
Esta configuracin tiene la ventaja de que los equipos electrnicos son aislados de la
red elctrica alterna (fuente de ruidos indeseados).
Respaldo de Energa
Bateras que actan solo en caso de falla en la energa principal.
CPU
La CPU (Unidad de proceso central) tiene las tareas de control general del sistema.
A travs de los buses de datos y control, dialoga con los procesadores de la red de
conmutacin, con los procesadores de las interfaces de los equipos perifricos y con los
procesadores de Entrada/Salida.
51
Los datos temporales de la CPU son almacenados y ledos en la unidad de
Memoria. Los datos permanentes (los que deben permanecer an con el sistema sin
energa, por ejemplo los datos de configuracin) son almacenados en la unidad de
almacenamiento no voltil.
Memoria
En esta unidad son almacenados los datos temporales de las llamadas (por ejemplo,
quien est conectado con quien, los dgitos marcados hasta el momento, etc.).
Estos datos se pierden durante una inicializacin del equipo (reset).
Almacenamiento no voltil
Hay ciertos datos que deben permanecer a salvo luego de las inicializaciones, o an
con el equipo apagado. Por ejemplo, los datos de configuracin no deben perderse en
ningn caso. Para ello, el sistema telefnico dispone de unidades de almacenamiento no
voltil (EEPROM).
52
Interfaces de Equipo Perifrico
La CPU no controla directamente los diversos dispositivos que se conectan a la
central telefnica), sino que esta tarea se realiza a travs de circuitos de interfaces. De esta
manera, cada circuito de interfaz tiene su propio procesador, quien se encarga de las tareas
rutinarias especficas de su interfaz. Los circuitos de interfaz se comunican con la CPU para
informar de los cambios de estados de los dispositivos y para intercambiar informacin
referente a los mismos.
Concentrador
Componente que implementa etapas de concentracin, las que distribuyen el ancho
de banda de conmutacin entre los perifricos.
53
Conmutacin
La unidad denominada Conmutacin es la encargada de realizar las conexiones
de voz entre los diferentes perifricos.
En todo caso, la funcin de conmutacin es la esencia de los equipos de telefona,
y siempre est presente, de una forma u otra.
Procesadores de Entrada / Salida
Permite realizar su administracin y mantenimiento. Esto generalmente se realiza a
travs de la conexin de equipos adicionales, los que se comunican con la CPU por medio
de los procesadores de Entrada/Salida.
54
Generador de Timbrado
El Generador de Timbrado es el componente responsable de generar la corriente
de a partir de corriente continua, y distribuirlo a las interfaces de perifricos que
corresponda.
Circuitos Auxiliares
Los circuitos auxiliares son los que brindan los servicios necesarios para el
funcionamiento de determinadas facilidades.
Redundancia
Dispone de redundancia en parte de los elementos comunes.
55
3.1 Procesos de comunicacin Voz (Situacin Actual)
Maresa Ensambladora dentro de su infraestructura tecnolgica cuenta con una
central telefnica Toshiba Strata DK 280 para el proceso de comunicacin interna y externa
de voz.
Figura N 5. Central Toshiba
Fuente: Configuration Toshiba DK280 Elaborado por: AVAYA
Una central telefnica compuesta de 3 mdulos, el modulo principal y 2
secundarios.
Cuenta con 30 lneas para Troncales analgicas (15 lneas conectadas).
150 puertos entre digitales y analgicos.
Tarjeta de registro de llamadas y correo de voz.
56
Figura N 6. Red de Voz Interna
Fuente: Maresa Elaborado por: Juan Francisco Lpez
57
Maresa Ensambladora ocupa un amplio espacio fsico, en donde estn distribuidos
los diferentes departamentos que la integran y la red de voz est distribuida de forma que
todos los departamentos estn comunicados a travs de su distribuidor (Reflejo).
Todas las reas de trabajo son cableadas de modo que hay una interface homognea,
disponible en todos los puntos de conexin. El medio de transmisin consiste en cables de
par trenzado de cobre de 4 pares.
Cualquier equipo de voz puede ser integrado, siempre y cuando el protocolo de
comunicacin sea soportado por la central telefnica.
El sistema de cableado de voz concentra su administracin en la planta alta del
edificio administrativo, en el rea designada para tal efecto (sistemas), su configuracin es
en estrella y se enlaza con el resto de edificios a travs del cable multipar areo, los puntos
se concentran terminando en SRV segn norma de cableado de IBM y en block 110 para
fcil conexin con la central telefnica.
El diseo externo de voz, se limita a las facilidades brindadas por la Compaa
Nacional de telecomunicaciones CNT, cada unidad de negocio tiene sus propias lneas y la
58
comunicacin entre unidades de negocio se la realiza utilizando las lneas asignadas a cada
una de ellas, pasando por toda la red de voz del proveedor.
Figura N 7. Red de Voz Externa
Fuente: Maresa Elaborado por: Juan Francisco Lpez
59
3.2 Procesos de comunicacin Datos (Situacin Actual)
Maresa Ensambladora en su infraestructura interna de datos cuenta con:
Routers Cisco, switchs 3Com, access points dlinks y servidores HP.
En este caso, todos los departamento de igual manera cuentan con un centro de
distribucin (Switch) que reparte conectividad a todos los puntos instalados, estos se
concentran en el patch panel tipo UTP con terminacin en RJ45, donde se identifica cada
punto instalado.
De igual forma todo el cableado estructurado se concentra en el rea de sistemas,
dependiendo de las distancias los diferentes departamentos se enlazan al switch principal a
travs de fibra ptica. En lo que respecta a la fibra ptica el enlace tiene conectorizacin
tipo ST y terminan junto a cada rack en una caja para fibra ptica para luego ser conectado
al switch.
Todos los elementos activos que integran la infraestructura interna son
administrables lo que facilita cualquier tipo de configuracin.
60
Cada estacin de trabajo dispone de un cajetn doble etiquetado para voz y datos.
Todo el cableado de voz y datos cumplen con todos los estndares asegurando su
efectividad y conectividad.
Con relacin a la red WAN que posee Maresa es muy sencilla, el enlace se
encuentra centralizado fsicamente en Maresa Ensambladora. De aqu parten todos los
enlaces y a travs de un proveedor se enlaza a todas las unidades de negocio con un ancho
de banda adecuado segn el consumo.
Figura N 8. Red de Datos WAN
Fuente: Maresa
Elaborado por: Juan Francisco Lpez
61
Figura N 9. Red de Datos LAN
Fuente: Maresa Elaborado por: Juan Francisco Lpez
62
3.3 Deficiencias de la comunicacin Voz.
Tabla N 1. Deficiencias Pgina 1
Hecho Problemas y Causas
1.- Comunicacin con las unidades de
negocio
Es necesario marcar los nmeros de las
unidades de negocio a travs del proveedor
para comunicarse.
2.- Tiempo de espera Reiteradas veces se marca a la unidad de
negocio siguiendo el mismo paso a la espera
de conexin lo que trae como consecuencia
menor productividad.
3.- Costo de llamadas A pesar de las rebajas de tarifas de la
telefona tradicional, los costos por usar una
red dedicada exclusivamente a transmitir
voz son ms altos debido a que se utiliza
mayores recursos de hardware.
4.- Movilizacin El usuario est obligado a realizar las
llamadas de su estacin fija.
5.- Envo de Fax Recepcin de fax en un equipo especifico
de Fax
63
Pgina2
Hecho Problemas y Causas
7.- Crecimiento Los altos costos del hardware para aumentar
la capacidad del equipo impiden el
crecimiento.
8. - Red de Voz El crecimiento en la red de voz tambin
afecta al crecimiento de la central.
9.- Mantenimiento El hardware del equipo esta descontinuado.
10.- Administracin Distribucin correcta de permisos para
realizar llamadas
11.- Funcionalidades No se especifican las diferentes
funcionalidades.
Fuente: Maresa Elaborado por: Juan Francisco Lpez
64
3.4 Marco problemtico.
El medio de comunicacin ms utilizada por los usuarios de Maresa es la telefona
tradicional, volvindose un recurso indispensable en la empresa, la utilizacin de una
central telefnica obsoleta que limita al usuario en su labor diaria generando perdidas y
aumentando gastos.
Maresa cuenta con una red de datos interna y externa que se puede aprovechar,
desechando la infraestructura de voz, garantizando de esta manera un mejoramiento en el
servicio de telefona ya sea interna o externa.
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CAPTULO IV
65
CAPTULO IV
4.1 Anlisis y Estudio de Tecnologa SIEMENS
Siemens siendo una empresa lder en el desarrollo de tecnologas de informacin y
comunicacin ofrece un portafolio de productos amplio e innovador.
Siemens mundialmente se destaca por sus productos, servicios y soluciones que
estn enfocados a conseguir una visin de comunicaciones unificadas y colaboracin que
mejora las comunicaciones empresariales, visin que facilita sus procesos de negocio,
acelera la toma de decisiones y ayuda a todos a trabajar de un modo ms eficiente.
La arquitectura de convergencia HiPath gua hacia una migracin segura y flexible
dentro del innovador mundo de soluciones de convergencia IP.
Siemens con su producto HiPath 4000 introduce un nuevo concepto de calidad en
la comunicacin IP. Esta plataforma con convergencia de voz y datos no solo combina las
ventajas de la comunicacin basada en IP con las funcionalidades de un sistema de
comunicacin tradicional, sino tambin ofrece niveles de confiabilidad superiores a otras
soluciones bsicas.
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Solucin de comunicacin ideal para grandes empresas con estructuras distribuidas
y remotas ya que su arquitectura est diseada para soportarlos.
Las comunicaciones entre distintas unidades de negocio de la misma empresa se
pueden unir en una misma infraestructura de red ya que posee una arquitectura IP abierta y
compartida. La posibilidad de opciones como conectar telfonos IP, telfonos tradicionales
y softphones, brindan una plataforma de comunicaciones ideal para cada puesto de trabajo.
HiPath 4000 aumenta la flexibilidad de su extensa variedad de funciones para
garantizar mltiples beneficios para la empresa a travs de soluciones de comunicacin y
aplicacin inteligentes. Una amplia gama de opciones y el gran potencial de desarrollo
otorgan mayor valor agregado a inversiones actuales y futuras.
Adems de todas las prestaciones de los sistemas convencionales de comunicacin
de voz, la plataforma de convergencia de IP HiPath 4000 ofrece aplicaciones y soluciones
para la comunicacin entre diferentes puestos de trabajo con terminales adecuados para
cada uno de ellos.
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HiPath 4000 opera sobre el principio de arquitectura distribuida. Todas las
aplicaciones y soluciones se instalan una nica vez posibilitando la administracin desde un
sistema de gestin central, asegura una alta disponibilidad del sistema trabajando adems,
sobre estndares abiertos que permitirn en un futuro incorporar fcilmente nuevas
aplicaciones y soluciones.
Con las diferentes aplicaciones de HiPath, los empleados tienen acceso constante a
su puesto de trabajo independientemente de donde se encuentre. Tambin los clientes
encontrarn siempre alguien que responda las llamadas.
El portafolio completo est preparado para satisfacer las demandas de la empresa:
fcil de poner en funcionamiento, fiable en rendimiento y simple de utilizar, haciendo an
ms eficiente a la empresa. Resultando beneficiados los clientes, socios, proveedores y
empleados.
Siendo una plataforma de convergencia IP reduce los costos de comunicacin
tradicional. Adems, pueden integrarse nuevas aplicaciones y soluciones sin problema, as
se mantiene en contacto con la tecnologa IP y en el futuro seguir siendo un beneficio.
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HiPath 4000 ofrece una solucin ideal para la red de toda la empresa,
convirtindose en una solucin perfecta para la expansin continua. El corazn del sistema
de comunicacin es el servidor de comunicaciones, este servidor est basado en estndares
y por lo tanto soporta la integracin directa de las aplicaciones en el sistema. Este servidor
puede implementarse y expandirse en todas las configuraciones, desde la ms pequea a la
ms importante.
Adems permite incrementar la disponibilidad del sistema duplicando los mdulos
de control y energa, permitiendo soluciones dplex que se pueden implementar en
cualquier configuracin.
El software HiPath ComScendo ofrece varias prestaciones de comunicacin, a ms
de facilitar el manejo y transferencia de llamadas, brinda conectividad para aplicaciones y
otorga flexibilidad conforme a los requerimientos necesitados.
HiPath ComScendo tambin comprende un gran nmero de funciones para distintos
escenarios de contingencia. En casos extremos, un sistema independiente puede hacerse
cargo de las prestaciones del sistema. De esta manera, HiPath ComScendo garantiza una
comunicacin a prueba de fallas, que puede adaptarse para satisfacer las necesidades de
medianas y grandes empresas.
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4.1 Prestaciones Bsicas:
Recoleccin de datos de tarifacin para trfico saliente y entrante ya sea interno o a
travs de la red.
Identificacin y registro de llamadas entrantes y salientes
Operacin con o sin marcacin directa entrante.
Tecla de funcin para la marcacin directa.
Liberacin/bloqueo de llamada en espera.
Segunda llamada.
Desvo de llamadas flexible ya que permite utilizar diferentes destinos de desvo
tanto para llamadas internas o externas.
Grupos de captura.
Interfaz integrado para acceso remoto.
4.2 Prestaciones para el usuario:
Rellamada.
Llamada abreviada individual.
Devolucin de llamada.
Conferencia tripartita de hasta ocho participantes.
Comunicacin alternativa.
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Funcin No Molestar.
Llamada en espera y proteccin contra llamada en espera.
Intrusin y proteccin contra intrusin.
Retencin de llamadas.
Prestaciones de movilidad.
1. Identificacin con un nmero personal (PIN).
2. HiPath relocate: reubica a los usuarios TDM desde el terminal.
3. Mobile HFA reubica en un sitio de la red a los usuarios IP utilizando el
terminal.
Conexin de consolas de atencin como por ejemplo: AC-Win o AC4.
Funcin jefe/secretaria.
4.3 Prestaciones para Lneas y Red:
HiPath 4000 puede ser conectada a la red pblica as como a cualquier sistema de
comunicaciones va redes privadas. Protocolos estndar e interfaces abiertos son la clave
para la evolucin de redes de conmutacin de voz hacia infraestructuras convergentes.
HiPath 4000 hace posible establecer redes corporativas en una nica ubicacin, o a nivel
mundial y conexiones dedicadas.
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Se puede trabajar en red va ISDN o IP siempre con la gama completa de
prestaciones de CorNetNQ.
CorNet NQ es el protocolo de sealizacin de Siemens basado en estndares, para
soluciones de redes privadas. Est alineado con el protocolo internacional de red privada
QSIG para todas las prestaciones que sean comunes entre ambos protocolos.
CorNet NQ transmite las prestaciones y servicios centrales de HiPath 4000 a travs
de toda la infraestructura. Estas prestaciones potencian las comunicaciones entre diferentes
sitios logrando prcticas de trabajo flexibles que mejoran sustancialmente el servicio al
cliente.
CorNet es un protocolo de comunicacin RDSI, se divide en:
CorNet-N
CorNet-NQ
CorNet-IP HFA
CorNet-TS
CorNet-WP
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Las ventajas ms significativas de un sistema de redes homogneo incluyen a las
siguientes:
Administracin centralizada con HiPath 4000 Manager.
Mejora de las prestaciones tradicionales de voz como: grupos de captura, retencin
de llamadas, captura de llamada directa, desvo y devolucin de llamada ante el
estado de ocupado o no contesta.
Optimizacin de gastos en redes corporativas a travs del direccionamiento de
llamadas por la ruta menos costosa (LCR Least cost routing):
1. LCR asegura que se selecciona la ruta ms econmica al establecer una
llamada. Las comunicaciones se mantienen dentro de la red HiPath 4000
siempre y cuando sea econmicamente viable.
2. Enrutamiento hacia los diferentes operadores basado en tiempo
3. Administracin central de todos los datos LCR va HiPath 4000 Manager,
registro local y en red de todas las llamadas salientes, entrantes e internas
Compresin de voz integrada para lneas digitales dedicadas
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4.4 Tarifacin
Al tomar los datos para efectuar la tarificacin se graban detalles adicionales para
todas las fases de las llamadas, duracin e intervalos para llamadas salientes, entrantes o
internas y enrutamiento de llamadas para todos los usuarios incluyendo operadoras, grupos
de captura y grupos de llamada, permitiendo la correlacin de registros y el seguimiento de
las llamadas en red.
4.5 Resumen de prestaciones principales
Sistema nico
Todo el conjunto de prestaciones de HiPath 4000 est disponible para todos los
abonados distribuidos sobre IP.
Administracin central para toda la arquitectura distribuida IP.
Escalable, alta capacidad para HiPath 4000.
Hasta 15 access points conectados directamente al sistema (AP 3300 o AP 3700).
Hasta 83 IP Access Points adicionales (AP 3300 IP o AP 3700 IP).
Hasta 12.000 abonados digitales o IP por HiPath 4000.
Hasta 100.000 abonados digitales o IP para una red de HiPath 4000.
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Arquitectura escalable distribuida con conmutacin en:
HiPath 4000 ("matriz de conmutacin tradicional")
Red IP
IP Access Points
Opciones de flexibilidad para obtener una gran disponibilidad
Concepto de emergencia de Access point (alimentacin de los IP Access Points).
40 access points basados en IP por unidad de alimentacin
Hasta 83 AP 3700s con una unidad de alimentacin cada uno
HG 3530 control redundante
Alta calidad de voz
Soporte de Gestin
Opcin de Reduccin de Ancho de Banda
Reduccin de la infraestructura de red
Inversin
Administracin
Gasto en comunicaciones
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Menores costos de administracin
Sistema nico
Administracin y aplicaciones centralizadas
Mayor alcance de prestaciones y aplicaciones.
Incremento de las opciones ofrecidas por los access points basados en IP en cuanto a
nmero, tamao y escalabilidad
Aprovecha los beneficios de una infraestructura IP sin sacrificar riqueza de
prestaciones, y confiabilidad.
Sistema de Administracin HiPath 4000
HiPath 4000 Manager es la plataforma centralizada para administracin de sistemas
HiPath 4000 y Hicom 300 stand alone en redes homogneas y es un componente integral de
la arquitectura HiPath Management.
En conjunto, brindan un set de aplicaciones que se adaptan a las necesidades de cada
cliente:
HiPath 4000 Assistant
HiPath 4000 Manager Con:
1. Configuration Management (CM)
2. Performance Management Networking (PM-N)
3. Application Programming Interface (API)
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4. SNMP Proxy Agent
HiPath Accounting Management (HiPath AM)
HiPath User Management (HiPath UM)
Las funciones que ofrece son las siguientes:
Administracin de la plataforma
Backup y restore
Funciones de trace ACL
Soporte de diagnstico del switch
Correccin de errores y manejo de configuracin para sistemas stand alone. Se
puede tener acceso a estas funciones utilizando un cliente PC en entorno web.
HiPath 4000 Manager ofrece un set de funciones de manejo extendido para sistemas
HiPath 4000 y Hicom 300 basados en WEB.
Entre las prestaciones de HiPath 4000 Manager se destacan:
Rpidos cambios de configuracin de datos (clase de servicios, tecla de sesin de
fallas, etc.) en forma de tabla.
Wizard para la adecuada configuracin de los IP Access Points.
Emisin de estadsticas de las actividades administrativas.
Control de emisin de informes peridicos predefinidos en la aplicacin
Performance Management
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Exportacin de los resultados de los reportes PM estndar en Microsoft Excel y en
formato CSV para su posterior procesamiento
Creacin de informes amigables para el usuario y filtros de funciones flexibles en el
Performance Management
Realce y mejora en las aplicaciones de HiPath 4000 Management
HiPath 4000 brinda una arquitectura convergente preparada para adaptarse a cambios
futuros en las comunicaciones basadas en IP. A travs de numerosas aplicaciones, ofrece la
base fundamental para optimizar los procesos de una empresa. HiPath ofrece la posibilidad
de efectuar una evolucin po
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