VoIP - Basico

VoIP, IP Telephony - Nivel Inicial 1

IndiceIndice

• Cap.I: Introducción– Mercado

• Cap.IV: VoIP Calidad de Servicio

– Evolución– Convergencia

• Cap. II: Digitalización

Servicio– Parametros de la red– QOS

• Cap.V: Integración de VoIPde la voz

– Codecs– Calidad

A h d B d

Cap.V: Integración de VoIP en el acceso

– Voz sobre DSL– Voz sobre HFC

– Ancho de Banda

• Cap.III: VoIP Standards y Protocolos

H 323

• Cap. VI: Otras alternativas en el transporte

– VoATM– H.323– SIP– Comparativa

– VoFR

• Cap. VII: Hardware y Servicios


Capítulo ICapítulo I


Evolución de las RedesEvolución de las Redes

• El servicio de voz, ha sufrido cambios desde su inicio en la década de los 20.

• La conmutación de circuitos se adapta perfectamente a los requerimientos del servicio dedécada de los 20.

• Las redes destinadas a voz fueron evolucionando desde:

requerimientos del servicio de voz. Durante años hemos visto avances en estas redes, multiplicando su capacidad y– redes de circuitos

exclusivos punto a punto– pasando por nodos de

multiplicando su capacidad y velocidad.

• Hacia los años 70 con la pasa do po odos deconmutación manual

– luego la evolución de la conm tación a tomática de

aparición de los datos y la necesidad de transportar los mismos de un punto a otro, se

conmutación automática de circuitos.

recurrió a la red existente en ese momento, o sea la red de conmutación de circuitos.



• Si bien la conmutación de circuitos se adaptaba perfectamente a la voz,

• La conmutación de circuitos, permite:

reserva de conexión duranteperfectamente a la voz, rápidamente se vieron los inconvenientes que aparecían al transportar los datos

– reserva de conexión durante el tiempo necesario

– canales dedicados para cada transportar los datos.

• Dada que el transporte de los datos se hace mediante el

conexión– mínimos retardos

armado de paquetes, las redes óptimas para el transporte de los datos tomaron el nombre de

• Características que se adaptaban perfectamente a la

“Redes de conmutación de paquetes”

voz, pero para los datos estas presentaban los siguientes problemas:



– Ineficientes en el uso de canales.Gran desperdicio de

• Llegando a las redes de fines de los 80, donde los datos se transportaban sobre– Gran desperdicio de

recursos.• Lo cual motivo a la separación

transportaban sobre conmutación de paquetes y la voz sobre conmutación de circuitosde servicios, empleando redes

dedicadas a cada uno.

circuitos.• Si ahora añadimos, otros

servicios como ser Video, nos encontraremos con la coexistencia de redes independientes, multiplicando recursos, aumentando los costos y dificultando la posibilidad de brindar al cliente los diversos


servicios sobre una misma red.

ConvergenciaConvergencia

• El concepto de convergencia apunta a:

una única red

• En este punto podríamos decir que se logra un transporte eficiente de los servicios, pero– una única red

– gestión integrada de todos los servicios

eficiente de los servicios, pero no hay que olvidarse del acceso de los mismos al cliente, el cual también requería de redes

– soporte multiservicio– plataforma eficiente de

transporte

también requería de redes separadas.

• Si aplicamos el mismo principio transporte.

• Si tomamos en cuenta los objetivos propuestos, estamos

en el acceso, tendremos ahora las redes de banda ancha en el cliente.

hablando de una red de Banda Ancha capaz de soportar todos y cada uno de los servicios.


ConvergenciaConvergencia

• Desde el punto de vista tecnológico nos encontramos en la actualidad con el siguiente escenario:


La voz migra a otras redesLa voz migra a otras redes

• Con los avances en la técnica de procesamiento de señales y posterior aparición del DSP,se

• VoIP evoluciona rápidamente, logrando:

transporte eficienteposterior aparición del DSP,se logra la incorporación de la voz en las redes de paquetes.A i d í l V IP

– transporte eficiente– reducciones en los costos– integración en las redes

• Apareciendo así la VoIP y siendo el punto de partida de nuestro estudio.

– servicios de valor agregados– mínima utilización de ancho

d b d• VoIP pasa de una técnica de laboratorio y pruebas no demasiado satisfactoria, a ser

de banda

,uno de los negocios de mayor crecimiento.


Tráfico comparadoTráfico comparado


VoIP - Telefonía IPVoIP Telefonía IP

• Si bien se habla en general de VoIP, al mencionar la tecnología debemos hacer las salvedades del caso y distinguir dentro de la voz paquetizada, dos aplicaciones con mercados y características distintas.paquetizada, dos aplicaciones con mercados y características distintas.

– Voz sobre IP (VoIP): se emplea dicho término a toda implementación de voz paquetizada que se utiliza en una red privada (LAN) pudiendo esta tener o no contacto con la PSTN

– IP Telephony: se emplea dicho término a toda red de voz paquetizada, soportada sobre redes de área amplia (WAN), las c ales c mplen las eces de la PSTN en forma total /o parcialcuales cumplen las veces de la PSTN en forma total y/o parcial.



• VoIP, entonces se limita al uso corporativo, interoficinas y d á l l l l

• Telefonía IP, se caracteriza por brindar servicio d t l f í b IP t tdemás en el cual se emplea la

misma estructura LAN que posee la empresa.

de telefonía sobre IP, tanto en forma local como internacional.Reemplazando en muchos casos

Pudiendo esta, utilizar enlaces WAN, pero siempre bajo una estructura cerrada e interna,

a las mismas TELCO y operadores de Larga Distancia, ofreciendo tarifas reducidas y es uc u a ce ada e e a,

propia de cada corporación.o ec e do a as educ das yen algunos casos funcionalidades adicionales (Fax e Imágenes)(Fax e Imágenes).



• Por lo tanto el análisis, proyecciones y mercados deben analizarse por separadoanalizarse por separado

• Si bien la tecnología y principio utilizados sean los mismos,

b f i iambos conforman servicios distintos, orientados a aplicaciones y mercados distintos.


VoIP mercado y expectativasVoIP mercado y expectativas

• Mercado: mientras VoIP comienza como un juego y una aplicación de menor

• Mercado Europeo:– Actualmente, representa el

6% del tráfico internacionalaplicación de menor importancia, rápidamente se observa la potencialidad del mismo y el volumen del posible

6% del tráfico internacional– Estimaciones de

crecimiento al 15% para el mismo y el volumen del posible mercado.

• Mercado Americano:

2007

– Estima 50% del mercado migrando a VoIP hacia el 2007

– Mercado potencial de 60.000 MU$S


VoIP en las empresasVoIP en las empresas

• Gran cantidad de empresas están en plena migración a VoIP, o planean a corto o mediano plazo la migración.


Telefonía IPTelefonía IP

• El factor clave para el desarrollo de dicha tecnología estriba en la fuerte diferencia

• Razón por la cual la Telefonía IP encuentra un mercado amplio y ofrece valores muyestriba en la fuerte diferencia

tarifaria en las comunicaciones internacionales.Mi t l i d l i t

amplio y ofrece valores muy por debajo de los ofrecidos por la PSTN.A l t d ITSP• Mientras el precio del minuto

de una llamada local es de $0,13 el mismo asciende a $

• Aparece el concepto de ITSP (IP Telephony Service Provider), multiplicandose en

$0,88 en promedio para una llamada internacional.

• El uso de la estructura de

USA y el resto del mundo.ITXC, Primus, Startec Global, Teleglobe, Delta Three, iBasis,

Internet y redes IP dedicadas, permite brindar servicios a valores muy inferiores

g , , ,FNet, Vocaltec, IPCB.net


valores muy inferiores.

Distribución de Tráfico en USADistribución de Tráfico en USA



• Los servicios ofrecidos son:– comunicación PC - PC

PC POTS

• Los cuales veremos más en detalle en el capítulo 7.

• Las tarifas (principal atractivo):– PC - POTS– FAX– Videoconferencia

• Las tarifas (principal atractivo):– USA– EuropaVideoconferencia

– Calling Card• Los cuales emplean según la

– América

aplicación y el segmento de mercado:– equipos POTS tradicionalesq p– Soft phones– Hardware dedicado.



• En cuanto a la calidad del servicio, podemos dividirlo en:

Bajo precio / baja calidad

• Obviamente las categorías tienen su segmento:

residencial hobbie– Bajo precio / baja calidad– Equivalente PSTN– Servicios de valor agregado

– residencial, hobbie– Corporativo, SOHO,

residencial– Corporativo, Pymes, SOHO


Voz sobre paquetesVoz sobre paquetes

• Cronología de la Voz paquetizada– 1995, Vocaltec presenta el

primer teléfono IP– IP Forum es incorporado el

IMTCprimer teléfono IP– 1996, la tecnología comienza a

difundirse, pero como un

IMTC– 1999-2000, las Telco,

comienzan a hacer anuncios hobbie y prueba de laboratorio

– 1998, Vocaltec, Cisco, Microsoft y otros fundan IP

de sus estrategias de VoIP (MCI, Sprint, Cable & Wireless, BT, etc)c oso y o os u da

Forum– Se crea el IMTC (International

M ltimedia Teleconferencing

– El aspecto regulatorio de VoIP, se encuentra dividido entre promotores yMultimedia Teleconferencing

Consortium)entre promotores y detractores.


Estandarización de la VoIPEstandarización de la VoIP

• Los principales organismos intervinientes en la estandarización de VoIP, son:

• La ITU presenta en el año 1996, la especificación H.323. Se dice especificación dado que H.323estandarización de VoIP, son:

– ITUespecificación dado que H.323 no es mas que un conjunto de normas agrupadas.L ó d t l– IETF

IMTC

• La razón de esto es que la H.323, no solamente cubre lo relacionado con la voz, sino

– IMTC

– ETSI

también con lo relativo a “Multimedia”, debiendo especificar entonces el tratamiento de video, datos su multiplexado y control.


Protocolos ITUProtocolos ITU

• Por lo tanto tenemos que H.323 como especificación diseñada para entornos LAN.

• La adaptación a las características propias de los distintos medios de• La adaptación a las características propias de los distintos medios de transporte, ha generado la aparición de una familia de normas destinadas al “Multimedia”

Norma Año Transporte Audio Video Control MultiplexadoH.320 1990 ISDN G.711 H.261 H.242 H.2213 0 990 S G 6H.324 1995 POTS G.723 H.263 H.245 H.223

H.310/321 1996 ATM MPEG-1 H.262 H.245 H.222H 323 1996/8 LAN G 711 H 261/3 H 245 H 225H.323 1996/8 LAN G.711 H.261/3 H.245 H.225



• H.323 se convierte en el standard de facto

• Todos los productos

• El H.323 tuvo dos versiones y se esta trabajando sobre la tercera• Todos los productos

comerciales adoptan dichas especificaciones y comienza a h b i t i t bilid d

tercera– H.323 v.1 (1996) basada en

una red con QOS no ti dhaber cierta interoperabilidad

entre los equipos.• H.323 es el resultado y

garantizada.– H.323 v.2 (1998) define

VoIP independientemente evolución de las normas anteriores, orientadas a una red LAN, partiendo de una premisa

de multimedia, mejoras sustanciales con respecto a la versión 1., p p

fundamental. – H.323 v.3 (1999) permite definición de CODEC.



– H.323 v.4 (en estudio 2000), incorpora servicio de fax (T.38)fax (T.38)

– H.323 v.5 (borrador 2003), incorpora cambios en la

ñ li ió TTL d áseñalización, TTL y demás.


Protocolos del IETFProtocolos del IETF

• El IETF, es conocido del ámbito de las redes de datos mediante las RFC.

– SDP (Session Description Protocol)RTP (Real Time Protocol)mediante las RFC.

• En lo relacionado con VoIP, presenta los protocolos:

– RTP (Real Time Protocol)– RTCP (Real Time Control

Protocol)– SIP (Session Initiation

protocol)– MGCP (Media Gateway

– MEGACO (Media Gateway Controller)

• De los cuales utilizaremosGC ( ed a Ga ewayControl Protocol)

– SAP (Session Anno ncement protocol)

• De los cuales utilizaremos mayormente en los capítulos siguientes los protocolos RTP, RTCP SIP MGCPAnnouncement protocol)

– RTSP (Real Time Streaming Protocol)

RTCP, SIP y MGCP.


Protocolos del IETFProtocolos del IETF

• El hecho que distintos organismos generen diferentes protocolos que trabajan en

• Como ser el caso de – H.323 vs. SIP

protocolos que trabajan en principio sobre la misma función, ha generado controversias discusiones y

• Lo cual analizaremos en el capítulo 3.

controversias, discusiones y pugnas por imponer el protocolo reinante.


IMTCIMTC

• IMTC, International Multimedia teleconferencing Consortium

• IMTC, es conocido como uno de los entes encargados de los estudio y pruebas en el campoConsortium

• Si bien no posee su propio cuerpo de normas, el mismo se d di f ilit

estudio y pruebas en el campo de la interoperabilidad.

• En particular, la i t bilid d iddedica a promover, facilitar,

desarrollar y analizar la interoperabilidad de los

interoperabilidad, conocida como “Superops” entre entidades T.120 y H.323.

sistemas de teleconferencia Multimedia, sobre estándares abiertos.


Protocolos del ETSI - TyphonProtocolos del ETSI Typhon

• TYPHON, Telephony & Internet Protocol Harmonization over Networks.

• Internamente se dividen en 8 grupos de trabajo.

Harmonization over Networks.• Inicia sus actividades en mayo

de 1997, con el objetivo, de:

– Lograr la interoperabilidad y convergencia en los y co ve ge c a e ossistemas punto a punto de Telefonía y Multimedia sobre las NGN´ssobre las NGN s.


Capítulo IICapítulo II


Codificación de la VozCodificación de la Voz

• El primer paso en VoIP es convertir la señal analógica en una señal digital.

• El gran salto en técnicas de compresión se logra con la aparición de DSP (Digitaluna señal digital.

• Desde hace muchos años se conoce el principio de PCM, el

l i h i l ñ

aparición de DSP (Digital Signal Procesor), dado que si bien las bases matemáticas estaban dadas desde hacia añoscual comienza hacia los años

40.• Hacia los años 50 se comienza a

estaban dadas desde hacia años, el bajo nivel de procesamiento de la época, no permitía obtener

lt d ti ltrabajar sobre lo que se toma como el precursor del Vocoder, el cual progresa recién en la era

resultados en tiempo real.• Con lo cual los algoritmos de

mayor compresión aparecen p gdigital, dado que la tecnología analógica no era suficiente.

hacia fines de los 80.



• La ITU normalizó las distintas técnicas de compresión, algunas de las cuales utilizaremos en

• De lo visto anteriormente, la ITU, generó una serie de especificaciones para el serviciode las cuales utilizaremos en

VoIP.especificaciones para el servicio de “Multimedia” según el medio de transporte, especificando además que tipoAñ N Té i V l id d (Kb/ ) especificando además que tipo de compresión utilizar en cada caso.

Año Norma Técnica Velocidad (Kb/s)1972 G.711 PCM 641984 G.721 ADPCM 321988 G 722 ADPCM 48 56 Y 641988 G.722 ADPCM 48, 56 Y 641992 G.728 LD-CELP 161995 G.729 CS-CELP 81995 G 723 1 MPC-MLQ 5 3 Y 6 41995 G.723.1 MPC MLQ 5,3 Y 6,4



• La razón por la cual existen tantas variantes en la compresión, se debe a años de

Medio Especificación Compresión Voz VelocidadesATM H.310/321 G.711, 728 16 y 64 Kb/s

IP H 323 G 711 723 1 729 5 3 ; 8 y 64 Kb/s compresión, se debe a años de investigación y una meta en común:

l id d

IP H.323 G.711, 723.1, 729 5,3 ; 8 y 64 Kb/sEthernet H.322 G.711, 728 16 y 64 Kb/sPOTS H.324 G.723.1, 729 5,3 y 8 Kb/sISDN H 320 G 711 728 16 y 64 Kb/s

• Por lo tanto en VoIP, utilizaremos:

– menor velocidad– mayor calidad– mayor eficiencia en el

ISDN H.320 G.711, 728 16 y 64 Kb/s

utilizaremos:– G.711– G.723.1

ayo e c e c a e ealgoritmo

– menor retardo en la compresión

– G.729compresión



• La codificación de la voz se subdivide, según:

• Estos tres grandes grupos se caracterizan por:

– codificación por forma de onda.

– Vocoder (Voice CODER), basado en el principio de generación de la voz.ge e ac ó de a vo .

– Híbridos, se combinan los dos anteriores, logrando lo mejor de cada no (altamejor de cada uno. (alta calidad / bajo bitrate)


Codificación por forma de ondaCodificación por forma de onda

• A este tipo de codificadores corresponden:

– G.711 - PCM– G.721 - ADPCM– G.726 - ADPCM


G.711 - Pulse Code ModulationG.711 Pulse Code Modulation

• Pertenece a los codificadores por forma de onda

• Es la codificación por excelencia

• Por el Teorema de Nyquist, se debe cumplir que:Fs ] 2 * Fi• Es la codificación por excelencia

en los sistemas TDM,el mismo esta compuesto por:

Fs ] 2 Fi• Por lo tanto la Fs (frecuencia de

sampling) o muestreo se toma – muestreo– cuantificación

• uniforme

de 8 Khz.• Lo cual arroja un numero de

8000 muestras de la señal de • uniforme• logarítmica

– codificación

8000 ues as de a se a deentrada por cada segundo.

• La señal de entrada es m estreada a Fs

• Para el canal telefónico de 4 Khz de ancho de banda.

muestreada a Fs.



• Por lo tanto a la salida del muestreador tendremos:

• Uniforme: se dividen las posibles combinaciones binarias en forma simétrica entre losen forma simétrica entre los distintos niveles de la muestra.

• Luego dichas muestras deben ser cuantificadas, para lo cual tendremos en principio dostendremos en principio dos opciones:– cuantificación uniforme– cuantificación logarítmica



• Logarítmica: se aplica una asignación no lineal entre codificación disponible y

• La cual presentan leves diferencias en la correspondencia de niveles.codificación disponible y

niveles de las muestras, buscando con esto un mejor comportamiento ante señales de

correspondencia de niveles.• Siendo la Ley A empleada en

Europa y la Ley μ en USA.comportamiento ante señales de entrada de bajo nivel.

• Este proceso alineal sigue una

• En los casos de llamadas internacionales nos vemos en la obligación de realizar la

transferencia del tipo logarítmica, la cual la ITU pasa a llamar:

conversión entre Ley μ - Ley A, el cual ha sido fijado por la ITU como responsabilidad del país

– Ley A– Ley μ

p pde Ley μ.


G.721 - ADPCMG.721 ADPCM

• ADPCM (Adaptative Diferential Pulse Code Modulation), variante del PCM,

• Por lo tanto se logra una menor dispersión en la diferencia de las muestras que con lasModulation), variante del PCM,

que busca optimizar la velocidad.L ñ l PCM t

las muestras que con las muestras mismas.

• Dada la baja dispersión, se d tili i l d• La señal PCM presenta una

gran correlación entre las muestras. La cual dependiendo

puede utilizar un nivel de codificación inferior, reduciendo así, la cantidad de

de la variación de la señal de entrada puede llegar a ser bastante importante.

bits a emplear.



• ADPCM, utiliza para la codificación de la diferencia de las muestras solamente 4 bits.

• La parte adaptativa de método permite, trabajar en dos modos, según la señal de entrada:las muestras solamente 4 bits.

• El predictor, cumple la función de estimar la salida en base a:

según la señal de entrada:– rápido voz– lento datos

– 6 variaciones anteriores– 2 diferencias de muestras

• Dado que los valores• Dado que los valores mencionados están en función de la velocidad de variación de la señal de entrada se b scala señal de entrada, se busca poder adaptar los mismos a dicha señal.




Por qué comprimir?Por qué comprimir?

Algunos se preguntarán porque es necesaria la compresiónAlgunos se preguntarán porque es necesaria la compresión de la voz, si en las redes analógicas no se realiza dicha técnica e inclusive 64 Kb/s no parece demasiado?



• He aquí un breve ejemplo numérico que servirá para aclarar las cosas.

Las muestras se toman a 8 Khz, lo cual corresponde a 125 μs cada una.aclarar las cosas.

• Debemos convertir la señal de entrada analógica en bits sobre l d l l l

cada una.Cada muestra se codifica con 8 bits, lo cual nos queda:

la red para lo cual emplearemos G.711.

• El proceso simplificado será en

8000 m/s * 8 bits/m = 64 Kb/sLuego debemos insertar cada muestra en un paquete para su

siguiente:– muestrear

c antificar

ues a e u paque e pa a sutransmisión en la red, (por lo tanto el encabezado será de 58 bytes)– cuantificar

– codificar– paquetizar

bytes)1 byte muestra + 58 encabezadoDebo enviar 1 paquete por cada


p q– transmitir a la red muestra


Con lo cual tenemos:1 seg. = 8000 muestras1 t 1 t

• El error esta en el proceso de paquetizado, en el cual por cada muestra, debido a los1 muestra = 1 paquete

1 paquete = 59 bytes1 byte = 8 bits

muestra, debido a los protocolos a emplear (Eth/IP/UDP/RTP), cada paquete posee un encabezado1 byte 8 bits

1 seg. = 8000 * 59 * 81seg = 3.776.000 bits

paquete posee un encabezado de 58 bytes.

• Los cuales resultan absurdos

G.711 => 3,77 Mb/sPor lo tanto con este sistema no

d i i l l

comparados con nuestra carga.• La solución entonces es

aumentar la carga de manera de podremos enviar ni un solo canal en una trama E1.

gequilibrar la relación carga/encabezado.


Por qué comprimir ?Por qué comprimir ?

• Periodo de paquetizado: se denomina al tiempo transcurrido en la obtención de

• Las soluciones al problema encontrado pasan por:

reducir la velocidad detranscurrido en la obtención de “n” tramas, para el posterior paquetizado.Di h l

– reducir la velocidad de codificación

– emplear varias muestras por • Dicho numero aparece en las

recomendaciones de la ITU, pero según el caso puede ser

cada paquete a enviar– reducir el overhead del

paquete, de manera de modificado a criterio del usuario.

paque e, de a e a deoptimizar el transporte.

• Veremos más adelante que cada opción posee entajasopción posee ventajas y desventajas, las cuales deben ser cuidadosamente estudiadas


Otras técnicas de CodificaciónOtras técnicas de Codificación

• A difererencia de las técnicas de codificación por forma de onda, las cuales han probado su utilidad, con la difusión del G.711 y demás.G.711 y demás.

• El mercado demandaba una compresión aun mayor, poder transmitir voz con velocidades aptas a interfaces seriales de b j l id dbaja velocidad.

• Era claro que la técnica de codificación por forma de onda no proveía la solución, dado que la calidad de voz se degrada fuertemente con la reducción de velocidad.

• Dicho requerimiento requirió un estudio, más profundo de las señales y capacidades de procesamiento en MIPS cadalas señales y capacidades de procesamiento en MIPS, cada ves más importantes.


Análisis de la vozAnálisis de la voz

• Según lo visto anteriormente, resulta fundamental poder comprimir la voz, para lograr bit rates menores, del análisis temporal de la voz humana, surgen algunos elementos que pueden ayudar en lahumana, surgen algunos elementos que pueden ayudar en la compresión.

• La naturaleza repetitiva (periódica) de la voz.



• Las pausas realizadas en la misma conversación.



• Por lo que se comienza un estudio exhaustivo de la voz y sus propiedades, buscando

• Con lo cual nos encontramos con las componentes esenciales y composición de la voz,sus propiedades, buscando

factores que ayuden a la compresión de la misma.

y composición de la voz, tomando esta como una conversación normal en un dialogo telefónicodialogo telefónico.

Composición de la voz

22% repeticiones

componentesi l

24%54% escenciales

pausas


Codificación VOCODERCodificación VOCODER

• El principio de codificación, es el de enviar solamente los parámetros que permitan la

• Se ataca el problema mediante el estudio de la generación de la voz.parámetros que permitan la

síntesis de la señal en el otro extremo y que esta (al oído humano) resulte similar a la

voz.• Se busca un modelo matemático

cuyo comportamiento se j l i t d l h blhumano) resulte similar a la

señal de origen.• El hecho de que resulte similar

asemeje al sistema del habla.

al oído se debe a que en el proceso de análisis y posterior síntesis,las formas de onda pueden ser muy distintas.


Vocoder LPCVocoder LPC

• El flujo de aire enviado de los pulmones genera las modificaciones en el volumen.

• Lo que se busca es poder extraer coeficientes que permitan generar los sonidos ymodificaciones en el volumen.

• Las cuerdas vocales vibran, generando los sonidos, siendo

bl d l t d l

permitan generar los sonidos y a la vez requieran menos troughput para su envío.El d l t átiresponsables del tono del

mismo.• Variaciones en el sonido son

• El modelo matemático empleado es:

logradas por cambios en la forma del tracto vocal

• Dicho análisis de los• Dicho análisis de los componentes humanos involucrados en el habla, se modelizan matemáticamente


modelizan matemáticamente.


• Este sistema permite el llamado LPC (Linear Prediction Coding)

• Las muestras se determinan

• Todas las variables de estado están contenidas en “A”.

• Los valores representativos de• Las muestras se determinan como una función lineal de una secuencia de excitación, para lo

l l t bié

• Los valores representativos de “A”, se reducen a 13 y estos a su vez son enviados en tramas a

ó d 50 tcual se emplean también muestras anteriores.

• Los coeficientes A, son

razón de 50 tramas por segundo.

• La información brindada por A, enviados a destino

• “A” contienen información del filtro LPC (sus 10 polos) la

permite al filtro LPC, generar una señal similar a la de origen.

filtro LPC (sus 10 polos), la ganancia, variación y duración.



• La técnica VOCODER, permite bajos bitrates, los cuales oscilan entre 3 a 8 Kb/sentre 3 a 8 Kb/s

• Lo que presenta una notable mejoría en comparación con las té i d “ difi ió dtécnicas de “codificación de forma de onda”

• El inconveniente quizás con esta técnica es que el sonido logrado por síntesis en el extremo opuesto, pierde el p , p“tinte de la voz”, dificultando el reconocimiento de la misma.


Codificación HíbridaCodificación Híbrida

• A este tipo de codificadores corresponden:

– G.723.1, MPC-MLQ– G.728, LD-CELP– G.729, CS-CELP


Codificación HíbridaCodificación Híbrida

• Se basa en utilizar los dos métodos anteriores, buscando la alta calidad de la codificación

– VSELP (Vector Sum Excited Linear Prediction)RPE LTP (Regular Pulsealta calidad de la codificación

por forma de onda y los bajos bitrates de la codificación Vocoder

– RPE-LTP (Regular Pulse Excitation - Long Term Prediction)

Vocoder.• Se los subdivide en:

– RELP (Residual Excited

• Luego tenemos a su vez leves variantes dentro de cada tipo, pero a fines de no complicar en

Linear Prediction Coding)– MPC (Multiple Pulse

Coding)

exceso el análisis, nos centraremos en los procesos involucrados en VoIP, los Coding)

– CELP (Code Excited Linear Prediction)

,cuales son: CELP y MPC


Híbrida CELPHíbrida CELP

• Al ser una técnica híbrida, se usa la predicción lineal (LPC) y además se analizan las muestras

• El Filtro predictivo, es como en LPC, de orden 10, y responde a la señales formadoras de la vozademás se analizan las muestras

convirtiendolas en vectores con un peso asignado.CELP d t t i t

la señales formadoras de la voz de bajo retardo.

• Las componentes de alto t d d l d• CELP de u tratamiento

diferenciado a las componentes según su retardo, dividiendolas

retardo, son modeladas mediante un diccionario adaptativo.

en:– bajo retardo– alto retardo

• La incorporación del análisis de alto retardo busca mantener el timbre (pitch) de la señal alto retardo (p )original, de manera de subir el índice MOS.



• De ambas señales se obtiene la señal de “error de predicción”.

• Dicha señal es codificada

• CELP envía al otro extremo solamente los índices de las tablas, las ganancias de cada• Dicha señal es codificada

mediante el uso de otro diccionario, el cual contiene

t d id bl

tablas, las ganancias de cada señal formadora y los coeficientes del filtro LPC.El d difi d b i tmuestras de ruido blanco

aleatorio.• El hecho de trabajar con

• El decodificador obviamente posee dichas tablas y ajusta los niveles de ganancia,

diccionarios, o sea en definitiva tablas cuyos valores están indexados, me permite reducir

permitiendo junto con el predictor lineal, sintetizar la señal original., p

la información a enviar.



• El hecho que en el transmisor se compare la señal sintetizada y la señal original, obteniendo el

– No menos de 15 millones de operaciones por segundo (MIPS)la señal original, obteniendo el

error entre ambas y luego realimentando dicho error en el sintetizador de manera de

(MIPS)– 6 KB de memoria RAM– con retardos de unos 15 ms,

sintetizador de manera de minimizar el error, no s asegura una mejora notable en la

lid d

en el procesamiento.

calidad.• Pero cabe destacar que el CELP

requiere gran cantidad de procesamiento, lo que exige al DSP:




Calidad de la vozCalidad de la voz

• El hecho que los codificadores híbridos y Vocoder, generen señales por síntesis las cuales

– MOS (mean opinion score)– DAM (diagnostic

acceptability measure)señales por síntesis las cuales puede diferir en la forma de onda, pero generan un percepción similar por parte de

acceptability measure)

• El método de evaluación más percepción similar por parte de la persona que recibe el dialogo, nos fuerza a cambiar los

ét d t di i l d

utilizado es el MOS, el cual se basa en escuchas realizadas por expertos audiofilos, los cuales métodos tradicionales de

medición de calidad.• Pasamos entonces a basarnos en

e pe os aud o os, os cua esson sometidos a escuchas, evaluando las mismas con un puntaje entre 1 y 5 siendo malo

métodos subjetivos de percepción, como ser:

puntaje entre 1 y 5 siendo malo y muy buenos respectivamente.


Calidad de la vozCalidad de la voz

• Si comparamos entre sí las tres técnicas de compresión, nos encontraremos con:

• Luego si comparamos entre sí, los distintos métodos de compresión obtendremos:encontraremos con: compresión obtendremos:

Norma Velocidad MOSG 711 64 4 1G.711 64 4,1G.726 32 3,85G.728 16 3,61G 729 8 3 92G.729 8 3,92G.729A 8 3,7G.723.1 (MPC-MLQ) 6,3 3,9G 723 1 (ACELP) 5 3 3 65G.723.1 (ACELP) 5,3 3,65


Procesamiento de la señalProcesamiento de la señal

• Como es de suponer, todo este preprocesamiento y post procesamiento de la señal,

• Si bien los códigos y procesadores difieren en capacidades y velocidades, losprocesamiento de la señal,

incorpora retardos a la misma.• Retardo que dependen

di t t d l t ñ d l

capacidades y velocidades, los retardos típicos están ya tabulados y sobre estos trabajaremosdirectamente del tamaño del

código a implementar en el DSP, la potencia del mismo,

trabajaremos.

utilización de memoria y demás parametros que son evaluados a la hora de elegir una u otra codificación.


Comparativa de codificacionesComparativa de codificaciones

• A modo de ejemplo veremos como las distintas codificaciones alteran la calidad del patrón de prueba.

• Permitiendo realizar una comparativa similar a la realizada por MOS

Muestra Norma Tamaño Codificación

• Permitiendo realizar una comparativa similar a la realizada por MOS.

Patrón 2,39 MB PCM, 48 Khz, 16 bits, monoG.711, ley A 198 KB PCM, 8 Khz, 8 bitsG 711 l 198 KB PCM 8 Kh 8 bitG.711, ley mu 198 KB PCM, 8 Khz, 8 bitsG.721 102 KB ADPCM, 8 Khz, 4 bitsG 729 102 KB CS-CELPG.729 102 KB CS-CELP


Capítulo IIICapítulo III


H.323 - ITUH.323 ITU

• El paraguas H.323, de la ITU, agrupa una serie de normas, mediante las cuales podemosmediante las cuales podemos transmitir:– Voz– Video– Datos

• Mediante un red LAN o llegado el caso la Internet.


H.323 - ITUH.323 ITU

• H.323 esta formados por los siguientes elementos:

Terminales

• Red H.323

– Terminales– Gateways (GW)– Gatekeepers (GK)– Multipoint Control Unit

(MCU)P H 323– Proxy H.323

• De los cuales, según la red, complejidad de la misma e interconexión, dispondremos de varios de estos elemento o solamente de los terminales.


Terminales - H.323Terminales H.323

• El terminal H.323 cumple la funciones de:

Control del sistema

• Cabe destacar que el terminal puede ser:

una PC con el software– Control del sistema– Transmisión de la

información

– una PC con el software correspondiente

– Un dispositivo de hardware – Codificación/decodificación

de audio y video– Interfaz de Red

dedicado– O una mezcla de ambos.

– Interfaz de Red– Interfaz de Datos– Manejo de la señalización

• En principio en el terminal se implementarán las siguientes funciones:



• Audio Codecs: unidad capaz de soportar la codificación / decodificación de los tipos dedecodificación de los tipos de compresión según:– ITU serie G.– ISO– GSM

• La codificación / decodificación• La codificación / decodificación de video dependerá de la aplicación y para nuestro caso no es objeto de est diono es objeto de estudio



• Unidad de control de Sistema:encargada de implementar las funciones vitales de:

• Finalmente la interfaz de red, es la encargada del:

armado y desarmado defunciones vitales de:

– Control de llamada

– armado y desarmado de paquetes

– adaptación a red(H.225)

– RAS (H.225)C t l t t d

– manejo de canales lógicos– tráfico UDP/TCP

M lti l ió d i i– Control y transporte de medios H.245

– Multiplexación de servicios


Gateway - H.323Gateway H.323

• La función como indica su nombre es la de proveer interconectividad entre dosinterconectividad entre dos redes tan disímiles como la red IP y la red de circuitos conmutadosconmutados.

• El Gateway entonces será necesario, en las redes que posean interconexión con la PSTN, RDSI y demás redes.

• En las cuales el Gateway ycumplirá las siguientes funciones:


Gateway - H.323Gateway H.323


Gatekeeper - H.323Gatekeeper H.323

• Sus principales funciones son las de:

control de pre llamada

• Por lo tanto podemos decir que su presencia o no en la red dependerá principalmente de la– control de pre-llamada

– control de admisión– conversión de direcciones

dependerá principalmente de la envergadura de la misma.

• Su implemetación también d d á d l di i

– administración de zonas H.323.

Si bi l i ti

dependerá de las dimensiones y cantidad de nodos, pudiendo ser esta:

• Si bien el mismo tiene un importante papel en el H.323, el protocolo permite la conexión

– Hardware especifico– Software dentro del

Terminalde dos terminales en forma extremo a extremo, prescindiendo del Gatekeeper.

Terminal– Software dentro del

Gateway.


Gatekeeper - H.323Gatekeeper H.323


Multipoint Controller Unit - H.323Multipoint Controller Unit H.323

• Su función principal es la de soportar conferencias multipunto, tanto sean estas de

• El mismo esta compuesto por dos funciones principales:

MP (Multipoint Processor)multipunto, tanto sean estas de voz, video o datos.

• En general el MCU se i l t ft

– MP (Multipoint Processor)– MC (Multipoint Controller)

• El MP, se encarga del manejo implementa en software integrandolo según el caso en:– Terminal

tanto de voz, datos y video hacia los distintos destinos.

• El MC es el encargado de– Gateway– Gatekeeper

• El MC, es el encargado de gestionar los recursos y capacidades de cada punto de ser iciosservicios.


Multipoint Controller Unit - H.323Multipoint Controller Unit H.323


Proxy H.323Proxy H.323

• Al igual que el proxy standard, el Proxy H.323, brinda las siguientes funciones:

• Dicho elemento se encuentra generalmente en redes privadas con enlaces WAN y gransiguientes funciones:

– Seguridad, concentrando el tráfico H.323

con enlaces WAN y gran cantidad de terminales.

– Manejo del IP precedence de manera de lograr QOS.

– Manejo de nodos H.323 con a ejo de odos .3 3 codireccionamiento privado.


Señalización RASSeñalización RAS

• Registration, Admission & Status (RAS), tal como su nombre lo indica, estas son lasnombre lo indica, estas son las funciones principales y que forman parte del denominado control de pre-llamadacontrol de pre-llamada.

• El RAS se utiliza en el dialogo con el Gatekeeper, dentro de una zona o entre zonas.

• Como podemos observar el RAS utliza el modo no seguro g(UDP) para la conexión.


RAS - H.225.0RAS H.225.0

• Las funciones del RAS, son:– Registro

Ad i ió

• La mensajería H.225.0 utiliza la sintaxis ASN.1.

• Los comandos se agrupan por– Admisión– Cambios en el Ancho de

Banda

• Los comandos se agrupan por funciones y según la acción.

• A continuación entraremos en

– Estado– Procedimiento de liberación

detalle en cada una de las funcionalidades del RAS.

• Dado que RAS utiliza UDP, se debe tener en cuenta los TimeOut y llegado el caso con la señal RIP, resetear los mismos.


RAS - Localización del GKRAS Localización del GK

• Los terminales deben registrarse en el Gatekeeper para lo cual resulta

• Es muy común por temas administrativos, evitar las definiciones estáticas depara lo cual resulta

indispensable la conexión con el mismo, la cual puede ser:

E táti di t l

definiciones estáticas de direcciones IP, por lo cual dicha función es bastante empleada.Ad á d b i d fl ibilid d– Estática, mediante la

dirección IP del Gatekeeper.

• Además de brindar flexibilidad, recordemos que el Gatekeeper no es un elemento obligatorio

– Dinámica, mediante la función de localización del Gatekeeper.

dentro del H.323.• El autodiscovery se realiza

mediante UDP a la dirección p224.0.1.41 utilizando para el mismo el puerto 1718.


RAS - Localización del GKRAS Localización del GK

• Mensajes de localización:– GRQ (Gatekeeper request),

es utilizado por el terminal

• En el GCF, en algunas ocasiones se puede pasar al terminal la dirección IP dees utilizado por el terminal

para localizar el Gatekeeper, mediante

ltidif ió

terminal la dirección IP de gatekeepers alternativos.

multidifusión.– GCF(Gatekeeper confirm),

respuesta del GK, se devuelve dirección del canal RAS

– GRJ (Gatekeeper reject) elGRJ (Gatekeeper reject), el GK no acepta el registro.


RAS - RegistroRAS Registro

• Dado que el Gatekeeper cumple la función de manejo de áreas, es imprescindible para el GK

también su alias, el cual será del tipo:

es imprescindible para el GK conocer los nodos que de el dependen.L d b i d

[email protected]

• La manera de brindar información al Gatekeeper, es mediante el proceso

• El registro se realiza en forma directa al canal RAS, dado que se supone que el terminal ya loindispensable de registro de los

terminales.• El registro permite al

se supone que el terminal ya lo localizó previamente.

• La operación se subdivide en:g pGatekeeper conocer no solo la dirección IP del elemento, sino

– registración– desregistrarse


RAS - RegistroRAS Registro

• Mensajes de registro:– Registration request (RRQ)

R i t ti C fi ti– Registration Confirmation (RCF)

– Registration Rejection (RRJ)

• Mensajes de baja de registro:U i t R t (URQ)– Unregister Request (URQ)

– Unregister Confirm (UCF)– Unregister Reject (URJ) g j ( )


RAS - Localización de TerminalRAS Localización de Terminal

• El mensaje es enviado al Gatekeeper con el único dato que se tiene del terminal, en

• Mensajes:– Locate Request (LRQ)

L t C fi (LCF)que se tiene del terminal, en este caso puede ser:– Alias. [email protected]

– Locate Confirm (LCF)– Locate Reject (LRJ)

– Número E.164• El gatekeeper realizará una

búsqueda en su tabla interna

• LRQ, permite obtener la resolución de más de una di ió E 164búsqueda e su ab a e a

tratando de resolver el alias.• La función especifica para

dicha tarea es “Locate” por lo

dirección E.164.• LCF, la respuesta dependerá del

tipo de conexión que se este dicha tarea es “Locate”, por lo tanto tendremos:

usando.


RAS - Localización de TerminalRAS Localización de Terminal

– LCF, IP del Gatekeeper, es porque se utiliza una conexión del tipo GKRCSconexión del tipo GKRCS

– LCF, IP del terminal, es porque se utiliza un

ió di t tconexión directa entre terminales.


RAS - Admisión de TerminalRAS Admisión de Terminal

• Los terminales deben ser admitidos por el Gatekeeper, el cual puede:

• Mensajes:– Admission Request (ARQ)

Ad i i C fi (ACF)cual puede:– aceptar la admisión– rechazar la admisión

– Admission Confirm (ACF)– Admission Reject (ARJ)

• El ARQ es el paso previo a• Una de las funciones de la

admisión es la de regular el ancho de banda necesario para

El ARQ es el paso previo a iniciar un llamado.

• Si el gatekeeper admite la ió di da c o de ba da ecesa o pa a

la conexión. conexión es porque dispone de capacidad como para manejarla y le entrega al Terminal el IP del Gateway o Gatekeeper de terminación.


RAS - Estado de la conexiónRAS Estado de la conexión

• El gatekeeper debe obtener información sobre el estado de la conexión, dado que una vez

• Mensajes:– Information Request (IRQ)

I f ti R tla conexión, dado que una vez iniciado el diálogo, el H225.0 no interviene.Di h t d d bt

– Information Request Response (IRR)

• Dicho estado se puede obtener mediante dos técnicas– Pooling

• Mientras el IRQ parte del Gatekeeper hacia el terminal, a intervalos regulares

– Reportes del terminalintervalos regulares.

• IRR lo hace en sentido inverso, entregando al Gatekeeper información del estado del enlace.


RAS - Control de Ancho de BandaRAS Control de Ancho de Banda

• Si bien durante el proceso de admisión, el gatekeeper verifica la disponibilidad de ancho de

• Mensajes:– Bandwith Request (BRQ)

B d ith C fi tila disponibilidad de ancho de banda y en base a esta admite o no la conexión, en algunos casos es necesario realizar

– Bandwith Confirmation (BCF)

– Bandwith Reject (BRJ)casos es necesario realizar modificaciones en el ancho de banda una vez establecida la

ió• Los rechazos pueden deberse a

t di iblconexión. que no se encuentre disponible el ancho de banda solicitado.

• Uno de los motivos típicos de requerimiento de cambio de ancho de banda es el cambio de codecs.


H.225.0H.225.0


H.225 - Señalización de control de llamadaH.225 Señalización de control de llamada

• El H.225 utiliza para el control de llamada los mensajes basados en la norma ITU

• En el modo directo solamente el tráfico H.225.0 llega al Gatekeeper.basados en la norma ITU

Q.931.• La conexión se realiza mediante

TCP l l t

Gatekeeper.

TCP y se emplea el puerto 1720.

• El canal de señalización se puede manejar de dos maneras:– Directo entre “end points”

Enr tado al Gatekeeper– Enrutado al Gatekeeper



• Mientras que el en modo enrutado, también conocido como “GKRCS”, la mensajería

• Mientras Q.931, brinda las funciones más utilizadas, Q.932 permite el manejo de servicioscomo GKRCS , la mensajería

H.225 es manejada por el Gatekeeper.

permite el manejo de servicios adicionales.

• Tanto Q.931 y Q.932 utilizan j d l ti ASN 1 lmensajes del tipo ASN.1, lo

cual dificulta su interpretación por parte del usuario, uno de los puntos a favor de SIP, según veremos más adelante.



• Mensajes:

SETUP l i i

– ALERTING, mensaje hacia atrás, donde se avisa que el sonido de llamada se ha– SETUP, el mismo avisa

hacia delante el intento de establecer un llamado, es

sonido de llamada se ha iniciado.

– CONNECT, mensaje hacia t á d d l tgenerado por el extremo

llamante hacia el end point o GK según el caso.

atrás, donde el extremo llamado avisa al extremo llamante que se acepta la

– CALL PROCEEDING, es un mensaje hacia atrás, el cual da aviso al extremo

llamada.– RELEASE, es un mensaje

generado por cualquiera de cual da aviso al extremo llamante que se ha iniciado el proceso de llamada.

g p qlos extremos, en particular el que finalice la llamada, y



avisa al extremo opuesto la finalización de la misma.FACILITY es un mensaje– FACILITY, es un mensaje hacia delante que indica si la llamada se cursa o no a t é d l G t ktravés del Gatekeeper.


H.225 - Q.931H.225 Q.931


H.245 - Control ProtocolH.245 Control Protocol

• Su función es la de establecer y controlar los canales lógicos para los servicios de:

y de requerimientos:– Simétricos

A i ét ipara los servicios de:– Voz– Datos

– Asimétricos• El H.245 interviene en la

negociación de codecs– Video

• El H.245 se encarga también del intercambio de capacidades

• La mensajería del H.245 es ASN.1L ió H 245 ddel intercambio de capacidades,

tanto sean conexiones:– unidireccionales

• La conexión H.245 puede ser:– Directa– Vía Gatekeeper

– bidireccionalesp



• Mensajes:

C bilit E h– Capability Exchange: se negocian los codecs, la norma soporta los Codecs tipo ITU, ISO y GSM.

– Round trip Delay: procedimiento mediante el p oced e o ed a e ecual se establece el retardo de la conexión.



– Logical Channel Signalling: apertura y cierra de canales lógicos.lógicos.

– Master/Slave Termination: procedimiento en el cual se fij tfija un extremo como maestro y el otro como esclavo.


RTP/CRTP/RTCP - TransporteRTP/CRTP/RTCP Transporte

• RTP es el protocolo de transporte en tiempo real, sus principales funciones son:

• RTP se transporta sobre UDP y su estructura se muestra a continuación:principales funciones son:

– Identificar la carga útil– temporización del tráfico

continuación:

– secuenciamiento– sincronización

RTP l t l id l• RTP es el protocolo ideal para el transporte sobre redes IP de tráfico como voz y video, dado su alta sensibilidad al retardo y las variaciones del retardo.


RTP - Real-Time Transport ProtocolRTP Real Time Transport Protocol

• Campos del RTP:– V: versión del protocolo.

P ddi i di i l

– PT payload type: identificador de tipo de carga (7 bits)– Padding: indica si la carga

contiene bits de relleno o no.

carga (7 bits)– Secuence Number: contador

que me permite identificar l d d l t– X extension: duplica la

extensión del header– CC CSRC Count: 4 bits que

el orden de los paquetes RTP.

– TimeStamp: utiliza un reloj – CC CSRC Count: 4 bits que indican la cantidad de identificadores CSRC que contiene el header

como base de tiempo y el valor indica el desfasaje entre el reloj y el primer contiene el header

– M marker: equivale al MF de IP

j y pbyte del RTP.



• SSRC: la fuente de sincronismo es identificada y el nombre es enviado en 32 bits.

• Si recordamos, que a su vez el RTP se monta en UDP y este a su vez en IP, tendremos:enviado en 32 bits.

• CSRC: se emplean en la multiplexación, cada uno con 32 bit d t h t

su vez en IP, tendremos:

32 bits y se puede tener hasta 16 ítems.

• Luego el campo de datos contendrá el video o la voz comprimida a ser transportadacomprimida a ser transportada en tiempo real.



• Si analizamos la eficiencia de dicha configuración tendremos:

Header:

• Lo cual nos da una eficiencia muy baja, del orden del 33%

• Resulta ilógico emplear 40– Header:• 20 Bytes, IP• 8 Bytes, UDP

• Resulta ilógico emplear 40 bytes de encabezado para transportar solamente 20 bytes d i f ió útil

• 12 Bytes, RTP• 40 Bytes, total Header

de información útil.

• La solución aparece con la – Datos:

• 20 Bytes, salida de la paquetización.

a so uc ó apa ece co acompresión de encabezado, de manera de aumentar la eficiencia disminuir losp q eficiencia, disminuir los retardos y demás.


CRTPCRTP

• CRTP, compressed Real Time protocol.

• Logra optimizar el tamaño del• Logra optimizar el tamaño del header, llevandolo a 2-4 bytes.

• Lo cual representa un cambio fundamental para la utilización de interfaces lentas y una sustancial reducción de velocidad de la misma, pasando de:– 24 Kb/s (IP+UDP+RTP)24 Kb/s (IP+UDP+RTP)– 9,6 Kb/s (CRTP)


RTCP - Real-Time Transport Control ProtocolRTCP Real Time Transport Control Protocol

• RTCP envía a todos los participantes en forma periódica, paquetes de control,

• RTCP es el encargado de proveer información sobre la calidad del transporte deperiódica, paquetes de control,

mediante los cuales se monitorea, identifica y controla la entrega de datos

calidad del transporte de información.

• Las fuentes RTP se identifican di t l ll d bla entrega de datos.

• Dichos paquetes se multiplexan en UDP con el resto del tráfico,

mediante el llamado nombre canónico (CNAME)

• Dado que RTCP aporta datos mediante el uso de distintos puertos, por convención:– RTP actúa en puerto par

estadísticos sobre las conexiones RTP, esta información debe reducirse a lo p p

– RTCP en impar más alto estrictamente necesario, de manera de no producir congestión


congestión.

RTCP - Real-Time Transport Control ProtocolRTCP Real Time Transport Control Protocol

• Paquetes RTCP:– SR sender report:

transmisión y recepción de

– BYE: indica fin de participaciónAPP: aplicacionestransmisión y recepción de

estadísticas desde los participantes.

– APP: aplicaciones experimentales.

– RR receive report: recepción de estadísticas desde participantes que no son fuentes activas

– SDES source description: se envía el CNAMEenvía el CNAME


H.323 - Llamado mediante gatekeeperH.323 Llamado mediante gatekeeper


H.323 - Llamado a través del gatekeeperH.323 Llamado a través del gatekeeper


SIP - Session Initiation ProtocolSIP Session Initiation Protocol

• SIP o protocolo de inicio de sesión, propone el

establecimiento

• SIP es parte del conjunto de normas del IETF, orientadas a VoIP.– establecimiento

– mantenimiento– finalización

VoIP.– SIP (RFC 2543)– RSVP (RFC 2205)

de sesiones multimedia, tanto sean estas de voz, video o datos.SIP l t d l IETF l

– RTP/RTCP (RFC 1889)– RTSP (RFC 2326)

SAP (RFC• SIP es la propuesta del IETF, la cual rivaliza con la norma H.323

– SAP (RFC– SDP (RFC 2327)

• SIP es un protocolo que surge • SIP esta orientado a llamadas

punto a punto y multipunto.

p q gde internet, empleando mensajes de texto, direcciones URL y demás


URL y demás.

SIP - Session Initiation ProtocolSIP Session Initiation Protocol

• Las redes SIP constan de 2 elementos básicos:

UA user agent

• Y los servidores de red, están conformados por:

Proxy server– UA user agent– NS network Server

• Dividiendo a la red en dos, un

– Proxy server– Redirect server– Registrars servers

elemento en el terminal del cliente y otro en la red.

• A su vez estos se pueden

– Location servers

• A su vez estos se pueden subdividir en:– UAC User Agent Client

• Empezaremos con la descripción de cada uno, su función en la red y posible

– UAS User Agent Server localización.


UA - User AgentsUA User Agents

• Los UA, o Agentes de Usuario, son aplicaciones presentes en los puntos extremos, loslos puntos extremos, los mismos pueden ser implementados en software, hardware o una mezcla dehardware o una mezcla de ambos.


UA - User AgentsUA User Agents

• UAS: unidad encargada de recibir las peticiones, en el usuario llamadousuario llamado.

• UAC: es el organismo encargado de iniciar la transacción SIP, del usuario ,llamante.


Proxy ServerProxy Server

• El Proxy Server se caracteriza por poseer ambas funciones, la de cliente y servidor a la vez,

• LA IETF recomienda en la RFC 2543, la utilización de la siguiente sintaxis en el nombrede cliente y servidor a la vez,

dado que en muchos casos recibe trafico y luego debe iniciarlo hacia otro destino

siguiente sintaxis en el nombre de los proxy servers:– sip.andescap.cl

iniciarlo hacia otro destino.• El Proxy server es una de la s

partes esenciales en la • El Proxy Server puede

mantener transacciones tanto arquitectura SIP de cierto volumen.

• Su implementación varia desde

a e e a sacc o es a osobre UDP como TCP, permitiendo la sesión con los User Agentsp

Software a Hardware dedicado.User Agents.


Redirect ServerRedirect Server

• El servidor de redireccionamiento cumple la función de mantener

• El Servicio de redirect apunta a las Funcionalidades a Futuro, en la cual se integran las redes yfunción de mantener

actualizado la base de datos con la localización de cada usuario.E t it l i

en la cual se integran las redes y se utiliza SIP como protocolo general entre ellas.A dif i d l P• Esto permite que el usuario se

mueva a lo largo de la red e inclusive pasar a distintas redes

• A diferencia del Proxy server, el servidor de redirección, no acepta llamadas, ni procesa

y en el momento deseado poder redireccionar la llamada a la ultima dirección informada.

peticiones SIP, se limita a entregar al cliente la dirección a donde redireccionar la petición SIP.


Registrars Servers / Location ServerRegistrars Servers / Location Server

• Los Registrars Servers, cumplen las siguientes funciones:funciones:– permiten a los usuarios

registrar su presencia– el servidor maneja los

pedidos de registro– ofrece servicios de o ece se v c os de

localización• En general forman parte de los

pro ser er o redirect ser erproxy server o redirect server


Direccionamiento SIPDireccionamiento SIP

• Direccionamiento en entornos SIP:

en los end points se utiliza

– El campo usuario puede estar conformado por el nombre o número de– en los end points se utiliza

el URL SIP, con el formato:nombre o número de teléfono.

– El campo host, puede t l b d lcontener el nombre del

dominio o su dirección IP.usuario @ host

[email protected]@andescap.clfede@17 35 123 245

• Para el caso de los servidores, como ya vimos se recomienda nombrarlos:[email protected] nombrarlos:

sip.andescap.cl


Hallazgo del Proxy ServerHallazgo del Proxy Server

• El terminal SIP, debe establecer contacto con el proxy server,para lo cual, según la

– El terminal desconoce la dirección del Proxy Server.

server,para lo cual, según la recomendación, este se inicia como UDP.N t t d

• En el primer caso, la sesión se inicia directamente, sin otro

• Nos encontramos ante dos posibles escenarios:

particular.• En el segundo caso es necesario

descubrir la dirección IP, para – El terminal posee la

dirección IP del Proxy Server cargada en forma

descub a d ecc ó , pa alo cual se procede de la siguiente manera:

en ío UDP al p erto 5060Server, cargada en forma estática.

– envío UDP al puerto 5060– se consulta con el DNS,

para obtener el IP del Host.


Transacción SIPTransacción SIP

– En caso de no obtener resultados mediante el UDP, se pasa a TCP.UDP, se pasa a TCP.

• Una vez obtenido la dirección del Proxy Server, se puede iniciar la transacción SIP.

• La transacción puede realizarse • En transacciones UDP, se

tili l di ió d l h da a sacc ó puede ea a setanto mediante UDP como TCP, si bien lo standard es utilizar UDP como primer

utiliza la dirección del header de la petición

• En TCP se mantiene la utilizar UDP como primer medida. conexión mientras dure la

transacción.


Transacciones SIPTransacciones SIP

• Mensajes SIP:– Request (peticiones)

R ( t )– Response (respuestas)

• Denominando peticiones a losDenominando peticiones a los mensajes iniciados por los clientes y respuestas a los que envía el servidorenvía el servidor.

• La estructura del mensaje es idéntica al HTTP, utilizando • El header de los mensajes se los

agrupa en 4 tipos según sucampos con texto, lo cual facilita su interpretación.

agrupa en 4 tipos, según su aplicación, los cuales aparecen en la siguiente tabla:


SIP MensajesSIP Mensajes

• De los cuales podemos rescatar los campos más utilizados, como ser:– To, From, Via, Call-ID, Content Type & Length, Expires, Route,

etcetc.– Algunos de los cuales explicaremos a continuación.


SIP MensajesSIP Mensajes

• Campos del encabezado:

T t d l ti ió

– Call-ID: identificador de usuarioCseq: se incrementa el– To: receptor de la petición

– From: quien envía la petición

– Cseq: se incrementa el numero de manera de diferenciar los mensajes del

i C ll ID– Expires: fecha y hora en

que el mensaje expira.C t t L th t ñ

mismo Call-ID

– Content Length: tamaño en bytes del mensaje.

– Via: indica ruta tomada por el mensaje


SIP - Request MessageSIP Request Message

• Mediante este tipo de mensaje los User Agents y el Proxy server pueden localizar, invitar

• INVITE: el usuario o servicio es invitado a participar de una sesión.server pueden localizar, invitar

y administrar una llamada.• Existen seis métodos para el

t l l

sesión.• ACK: es la típica respuesta al

invite.request los cuales son: • OPTIONS: se consultan las

posibilidades disponibles por agentes y servidores.

• INVITE • BYE• BYE: se emplea como preaviso

de liberación de la llamada.CANCEL: se emplea para

• INVITE

• ACK

• OPTIONS

• BYE

• CANCEL

• REGISTER • CANCEL: se emplea para cancelar peticiones en curso.

• OPTIONS • REGISTER


SIP - Request MessageSIP Request Message

• REGISTER: se el método empleado por los user agents para registrar información útil,para registrar información útil, correspondiente a la localización en los servidores SIPSIP.


SIP - Response MessageSIP Response Message

• Las respuestas se agrupan en dos tipos:

provisionales las cuales– provisionales, las cuales indican a la parte emisora que la petición esta en

1XX Informational

2XX Successcurso.

– Finales, las cuales indican la finalización de la petición

3XX Redirection

4XX Client errory el estado resultante.

A fines didácticos podemos

5XX Server Error

6XX Global Error• A fines didácticos, podemos

agrupar las mismas en:


SIP - Response MessageSIP Response Message

• Siendo la tabla completa:• Siendo la tabla completa:INFORMATIONAL“100” Trying“180” Ringing

“403” Forbidden“404” Not Found“405” Method Not Allowed

SERVER ERROR“500” Internal Server Error“501” Not Implemented

“181” Call Is Being Forwarded“182” Queued

SUCCESS“200” OK

05 e od o owed“406” Not Acceptable“407” Proxy Authentication Required“408” Request Timeout“409” Conflict“410” Gone

501 Not Implemented“502” Bad Gateway“503” Service Unavailable“504” Gateway Timeout“505” SIP Version Not Supported

REDIRECTION“300” Multiple Choices“301” Moved Permanently“302” Moved Temporarily“303” See Other

“411” Length Required“413” Request Message Body Too Large“414” Request-URI Too Large“415” Unsupported Media Type“420” Bad Extension

GLOBAL FAILURE“600” Busy Everywhere“603” Decline“604” Does Not Exist Anywhere“606” Not Acceptable

“303” See Other“305” Use Proxy“380” Alternative Service

CLIENT ERROR“400” Bad Request

“480” Temporarily Not Available“481” Transaction Does Not Exist“482” Loop Detected“483” Too Many Hops“484” Address Incomplete

400 Bad Request“401” Unauthorized“402” Payment Required

“485” Ambiguous“486” Busy Here


SIP - Llamado mediante Proxy ServerSIP Llamado mediante Proxy Server


SIP - Llamado mediante Redirect ServerSIP Llamado mediante Redirect Server


H.323 vs SIPH.323 vs SIP

• La comparación entre ambos se • Según la performance• La comparación entre ambos se puede hacer desde varios aspectos, como ser:

• Según la performance, podemos decir que:– H.323, requiere mayor

– Performance– Compatibilidad

Requerimientos del equipo

cantidad de mensajes entre entidades

– SIP reduce– Requerimientos del equipo– Análisis, Traceo y Debbugin– Funcionalidades

SIP reduce substancialmente el trafico de control entre entidadesA í t bié l

– Mercado• Tratando en todos ellos de

bt á t i l t

– Así como también la drástica reducción en pasos para el establecimiento de

obtener parámetros equivalentes que permitan una real valoración y comparación entre ambos.

una conexión entre SIP y H.323.



• Según la compatibilidad, si bien no hay compatibilidad entre ambos, se habla de

• Según requerimientos al equipo:

H 323 exige un código deentre ambos, se habla de interoperabilidad, lo cual requiere la implementación de ambos

– H.323, exige un código de mayor tamaño, mayor potencia en el CPU, mayor

id d d iambos.– La mayoría de los

productos H.323 incorporan

capacidad de memoria.– SIP, reduce sensiblemente

el código, optimizando el SIP

– Algunos productos SIP no soportan H.323

CPU y minimizando la capacidad de memoria.

p– esto se justifica con la

siguiente comparación.



• Desde el punto de vista del análisis, traceo y Debbugin, podemos decir que:

• Según las funcionalidadessoportadas:

Ambos soportan granpodemos decir que:– H.323 utiliza el ASN.1,

haciendo menos entendible l h l j í

– Ambos soportan gran cantidad de funcionalidades, siendo

i bl t bal humano la mensajería y complicando el instrumental necesario.

equiparables en este rubro.• Todos estas razones y algunas

más que escapan a nuestro – SIP, emplea campos de

texto, permitiendo no solo una mejor comprensión,

análisis, permiten justificar una tendencia en los mercados, en la cual se observa:j p ,

sino también herramientas más sencillas.



De lo visto podemos afirmar que a futuro SIP tiende aDe lo visto podemos afirmar que a futuro, SIP tiende a imponerse a H.323, y por el momento hay gran interoperabilidad en las plataformas existentes.


p p


• La brecha entre SIP y H.323, se reduce con las distintas versiones del H.323.versiones del H.323.

• Una de las mayores diferencias, lo que respecta a la complejidad d H 323 i t t l ide H.323 se intenta solucionar con el modo Fast Call, el cual empieza a ser comparable con SIP.


MGCP - Media Gateway Control ProtocolMGCP Media Gateway Control Protocol

• El MGCP es la propuesta del IETF, el cual surge de la implemetación conjunta de

• Por lo tanto su implementación es necesaria solo si se desea conectividad entre VoIP y redesimplemetación conjunta de

otros dos protocolos:SGCP + IPDC = MGCP

conectividad entre VoIP y redes externas.

• Desde el punto de vista f i l d b l

• Es el protocolo por excelencia para el manejo y control de

funcional, debemos separar al Gateway en dos bloques funcionales:pa a e a ejo y co o de

llamadas entre el Gateway y las redes externas (PSTN, ISDN, GSM etc)

– MGC, media gateway controller

– MG media gatewayGSM, etc) MG, media gateway


MGCP - Media Gateway Control ProtocolMGCP Media Gateway Control Protocol

• MGC será la unidad encargada de la conversión de señalización necesaria entre las dos redes, así

– conversión TDM / IP y viceversa.

• El MGC recibe comúnmente ennecesaria entre las dos redes, así como también de manejar los MG a su cargo, dado que un MGC puede controlar más de

• El MGC recibe comúnmente en el mercado el nombre de “SoftSwitch”

MGC puede controlar más de un MG.

• En el MG se dispondrá de todo

• Mientras que al MG, dependiendo el uso y volumen de conexiones se lo puede

el hardware necesario para realizar la:– compresión/descompresión

encontrar como:– Access gateway

Residential gate ap p– adaptación

– Residential gateway


MGCP - comandosMGCP comandos

• Los comandos están compuestos por un encabezado de comando y una descripción

• Comandos MGCP:

C t C ti de comando y una descripción de sesión (opcional)

• Dado que los mensajes se í di t UDP t

– CreateConnection.– ModifyConnection.– DeleteConnection. envían mediante UDP, estos

pueden perderse, para lo cual resulta indispensable el campo

DeleteConnection.– NotificationRequest.– Notify.

– identificador de transacción, el cual es un numero dentro del rango 1 a 999.999.999

– AuditEndpoint.– AuditConnection.

RestartInProgress Call g– RestartInProgress. Call Agent (MGC)


MGCP en conexión POTS sobre IPMGCP en conexión POTS sobre IP


Gateway - SoftswitchGateway Softswitch


MGCP - SIP, internetworkingMGCP SIP, internetworking


Evolución a MEGACO / H.248Evolución a MEGACO / H.248

• La estructura distribuida en MG, MGC y SG, fue planteada originalmente por ETSI

• Mientras la ITU, presenta en el mercado el H.248.

• Pero esta vez el trabajo enoriginalmente por ETSI (Typhon).

• Estructura sobre la cual tanto IETF ITU li t b j

• Pero esta vez el trabajo en conjunto de ambos, da como resultado lo que en el mercado

lIETF e ITU, realizaron trabajos sobre esta base.

• IETF, propuso el MGCP en su

se lo conoce como:

MEGACO / H 248RFC 2705, el cual evoluciona luego en lo que hoy conocemos como MEGACO - RFC3015.

MEGACO / H.248


Fax sobre IPFax sobre IP

• El inconveniente en la transmisión de fax sobre IP, se presenta con:

• El servicio de FAX via la PSTN fue definido por la ITU, en las normas:presenta con:

– compresión– cancelación de eco

normas:– T.30– T.4

– retardos y demás • Haciendo imposible el envío de

fax como si se tratara de una

• T.30 define el hadshake, mensajes, velocidades y demás.

fax como si se tratara de una conversación.



• T.4 se ocupa de todo lo referente al contenido de la hoja a enviar, formato, resolución,

• La solución de Fax sobre IP se brinda mediante dos modalidades:a enviar, formato, resolución,

escaneo, etc.modalidades:– Transmisión transparente– Decodificación y reenvío.



• Transmisión transparente– El Media Gateway detecta

el tono de envío del fax

• Decodificación y Reenvío:– El Media Gateway detecta

el tono de envío del faxel tono de envío del fax.– Se avisa al MGC de la

intención de envío

el tono de envío del fax.– Nuevamente se cuenta con

dos modalidades:– Este envía un cambio en la

conexión a ambos MG´s• se pasa a G 711

• Tiempo real (T.38)• Extracción y reenvío

• se pasa a G.711• se anula la cancelación

de eco– Permitiendo enviar la señal

lo más similar posible a la original.


g


• Extracción y reenvío:– Se emula en forma local

(MG) el fax remoto

• Tiempo Real (T.38)– modalidad elegida por

H 323(MG) el fax remoto, implementando T.30 y T.4

– Una vez obtenida la

H.323– La señal analógica recibida

es demodulada en el MGinformación, se envía el fax via E-mail, en forma de attach hacia el Media

– Se arman paquetes según la información a enviar

• indicadores: controlGateway remoto

– Luego el MG emulará el terminal T 30 - T 4

• indicadores: control• datos: información

– Dichos paquetes se envían terminal T.30 - T.4 enviando finalmente el fax a destino.

según:• UDP --> UDPTL• TCP > directa


• TCP --> directa



DTMF sobre IPDTMF sobre IP

• La utilización de tonos DTMF dentro de la conversación es cada vez mayor como

• Al igual que la señal de fax, los tonos DTMF se vuelven indetectables ante los procesoscada vez mayor, como

ejemplos:– IVR

indetectables ante los procesos de compresión/descompresión.

– accesos codificados– consulta en bancos

l ió d j

Original Comprimido• Lo cual requiere un tratamiento

especial de los mismos– recolección de mensajes– etc.

especial de los mismos.• Para lo cual se presentan dos

alternativas:– RTP/G.711– RTP/RFC 2833


Compresión del DTMFCompresión del DTMF



• RTP/G.711– El Media Gateway, cambia

el codec a G 711 de manera

• RTP/RFC 2833– El Media Gateway detecta y

decodifica en forma localel codec a G.711, de manera de evitar la deformación de dichos pulsos.

decodifica en forma local los tonos.

– Los mismos son insertados – La información se envía

mediante RTP– Luego en el otro extremo

en el RTP, pero no como tono digitalizados, sino como información uego e e o o e e o

serán convertidos en forma transparente.

decodificada.– Se envía básicamente, el

código detectado duracióncódigo detectado, duración del mismo y nivel de recepción.



– La información recibida en el extremo, es decodificada y enviada al generador de tonos

– El mismo se encargará de generarlos e intercalarlo con el trafico de g gvoz, de manera de lograr una emulación transparente hacia el usuario.


DTMF sobre RTP (según RFC 2833)DTMF sobre RTP (según RFC 2833)


Capítulo IVCapítulo IV


QOS - Quality of ServiceQOS Quality of Service

• Las herramienta y métodos de QOS, son todos aquellos que nos permiten administrar, los

• El QOS se divide a su vez en dos ámbitos, los cuales disponen de distintasnos permiten administrar, los

parámetros de la red involucrados en la Calidad de servicio como ser:

disponen de distintas herramientas y funciones, según se este en:

d d b dservicio, como ser:– Pérdida de paquetes– Retardos

– red de borde– Backbone

• Esta división se debe a la – Ancho de banda– Jitter

s a d v s ó se debe a adiferencia en las tareas, donde:– Borde: filtrado/descarte,

ancho de banda– y demás. ancho de banda, clasificación del tráfico


QOS - Quality of ServiceQOS Quality of Service

– Backbone: manejo de congestiones, control de tráfico, transporte de alta

y se pueden ver diferencias en las implementaciones de cada proveedor.tráfico, transporte de alta

velocidad.• Además de diferenciarse,

t bié b l

proveedor.• El trato preferencial que se le

otorga al tráfico, permite f l li t ltambién en base a las

tecnologías y sus propias capacidades de QOS, que

ofrecer al cliente lo que se conoce como SLA.

variaran con la tecnología de borde o Backbone.

• Cabe destacar que algunas de q glas herramientas son propietaria


SLA - Service Level AggrementSLA Service Level Aggrement

• SLA (Service Level Aggrement), dado que entre proveedor y cliente se estipulan

– Jitter– Retardo

A h d B dproveedor y cliente se estipulan pautas de calidad de servicio por las cuales:

l li t bli

– Ancho de Banda– Tasas de error

• Responsabilidades– el cliente se obliga a pagar– el proveedor se obliga a

cumplir.

Responsabilidades– Tiempo medio de

reparación

• Los ítems típicos de todo SLA, son:

Disponibilidad

• Punitorios– Multas en caso de

incumplimientos en el SLA.– Disponibilidad– Parámetros de la red

p


QOSQOS

• Por lo tanto el QOS es un factor crítico en una organización, no solo por las obligaciones

• El QOS, estará entonces en función de la tecnología elegida, las funcionalidadessolo por las obligaciones

contractuales con los clientes, mediante el SLA, sino también para garantizar el

elegida, las funcionalidades propias de cada proveedor de equipamiento y las políticas implementadaspara garantizar el

funcionamiento óptimo de la red en su totalidad.

implementadas


DIFFServ - COSDIFFServ COS

• Forma parte de las herramientas disponibles en IP V.4, la cual mediante un campo de 3 bits,

• IP Precedence, permite otorgar peso relativo al campo, de forma de privilegiar elmediante un campo de 3 bits,

permite diferenciar el contenido de los paquetes.El t iti d COS

forma de privilegiar el tratamiento de los paquetes, según su contenido.

• El aspecto positivo de COS, es que pertenece a las soluciones de QOS, dentro de banda, sin

Combinación Prioridad otorgada0 RUTINA1 PRIORIDAD2 INMEDIATOgenerar overhead. 2 INMEDIATO3 FLASH4 IGNORAR FLASH5 CRITICA6 INTERNETWORKING7 CONTROL DE RED


COS - Class of ServiceCOS Class of Service


Protocolo RSVPProtocolo RSVP

• RSVP, es el protocolo de configuración de reserva de recursos.

• RSVP, atraviesa Hop por Hop, realizando la reserva correspondiente.recursos.

• RSVP, se caracteriza por ser un protocolo de señalización, que

d t t

correspondiente.• RSVP, presenta sin embargo

algunos problemas como:opera de extremo a extremo, y lo hace fuera de banda.

• Los recursos reservados en cada – Escalabilidad– Control de Admisión

Hop, son el Ancho de Banda y la prioridad que se le dará al tráfico.

– Control de Admisión– Tiempo de demora en

reserva


Protocolo RSVPProtocolo RSVP


Gestión de Colas (Queu)Gestión de Colas (Queu)

• Otra de las técnicas de QOS, pero en este caso a realizarse dentro del mismo router, en

espera de ser transmitido.• La forma en la cual, son

tratados los paquetes en formadentro del mismo router, en forma local es la gestión eficaz de las colas de espera.D d t d t

tratados los paquetes, en forma priorizada de acuerdo a un determinado criterio se d i “G tió d C l ”• Dado que un router puede tener

un numero considerable de interfaces, en las cuales cada

denomina “Gestión de Colas”.• Las técnicas de encolado, se

dividen en:una cursa tráfico y este debe ser enrutado, en nuestro ejemplo supongamos una salida en

– FIFO– PQ

común, resulta clave el tiempo en que el paquete permanece en

– Custom– WFQ


Gestión de Colas (Queu)Gestión de Colas (Queu)

• Estas técnicas son parte de las mas comúnmente implementadas y en algunos

retardos y consumo de procesador y numero de colas a utilizar.implementadas y en algunos

casos varían su nombre entre fabricantes.L té i FIFO

utilizar.• Por esa razón la nombramos.

• La técnica FIFO, como su nombre lo indica, First In First Out, no corresponde a una técnica de QOS, pero su importancia radica en que es la operatoria básica y hace las veces de referencia de las demás en lo que respecta a


Priority Queuing - PQPriority Queuing PQ

• Es el resultado de establecer como política de priorización, el manejo y asignación deel manejo y asignación de prioridades, asignando a cada una una cola independiente.E l i l t i tí i• En las implementaciones típicas de PQ, se utilizan 4 colas, las cuales se vacían en forma priorizada.


Custom Queuing - CQCustom Queuing CQ

• El cliente establece las colas y le asigna la prioridad a las mismas.mismas.

• Para otorgar flexibilidad, se emplean 16 colas, configurables

l ipor el usuario.• Este no solo asigna prioridad,

sino que puede definir l capacidad de cada cola en base al tráfico a soportar y el tiempo de Queuing deseado.Q g


Weighted Fair Queuing - WFQWeighted Fair Queuing WFQ

• WFQ es una ampliación de funcionalidades del CQ, en la cual se mantiene el concepto de

• Permite un tratamiento especifico a cada flujo, logrando muy buenoscual se mantiene el concepto de

múltiples colas.• Las mismas son configuradas

l li t di d

logrando muy buenos resultados.

• El manejo en colas exclusivas por el cliente, pudiendose asignar a flujos en particular.

• Presenta la ventaja de ser más

por flujos, reduce la fluctuación del retardo.

rápido que sus antecesores y el agregado de BW variable en caso de tráficos sin uso.


IP versión 6IP versión 6

• Los cambios introducidos, en el paquete IP v 6 requiere algo de

los routers una comunicación multimedia y brindar a esta unpaquete IP v.6, requiere algo de

análisis.• El espacio de direccionamiento

multimedia y brindar a esta un tratamiento diferenciado.

• Por lo cual se equipara e se incremento a 128 bits

• Se elimina el campo TOS, lo cual parece un problema, pero

inclusive mejora las prestaciones otorgadas por Diffserv de IP v.4.cua pa ece u p ob e a, pe o

se reemplaza con una nueva funcionalidad.El hecho de poder etiq etar

se v de v. .

• El hecho de poder etiquetar flujos, permite individualizar en


RetardosRetardos

• Retardos en la red– retardo del codec

t d d ti d

• Retardos del codec– Dado que las aplicaciones

de VoIP buscan reducir la– retardos de paquetizado– retardos de serialización– retardos de buffereado

de VoIP, buscan reducir la carga que generan sobre la red de datos, se busca la f á fi i t dretardos de buffereado

– retardos de switcheo en la red

forma más eficiente de enviar de un punto a otro la información.

– retardos del de-jitter buffer


Retardos del CODECRetardos del CODEC

• El procesamiento por parte del CODEC, el cual a su vez esta conformado por un DSP,

• Dada la importancia de reducir el retardo, el criterio a emplear es el de utilizar la codificaciónconformado por un DSP,

incorpora retardos en la señal debidos a proceso mismo de compresión

es el de utilizar la codificación más eficiente.

compresión.• Dichos retardos, dependerán de

los características del DSP empleando y fundamentalmente de la codificación a utilizar.



• Observamos que el retardo del Codec varia fuertemente según el tipo de compresión empleada.



• El proceso se completa con la descompresión en el extremo lejano.

• Pero el retardo dependerá en gran medida de la cantidad de muestras incorporadas a cadalejano.

• En términos generales el proceso de descompresión es b t t á id l d

muestras incorporadas a cada paquete.

bastante mas rápido que el de compresión, con tiempos del orden del 10% del de compresión.



• Por lo tanto podremos tener:compresión + (descompresión * n° muestras)

G 711– G.711:• 0,75 ms + ( 0,07 ms * ) =

– G.729:G.729:• 10 ms + ( 1 ms * 3) = 13 ms

– G.723.1:• 30 ms + ( 3 ms * 1) = 33 ms

– G.726:1 ms + ( 0 1 ms * )• 1 ms + ( 0,1 ms * ) =


Retardos de paquetizadoRetardos de paquetizado

• Dado que el paquetizado es la operación mediante la cual se insertan las muestras de audio

• es obvio que dicho proceso dependerá del tamaño y cantidad de muestras insertadasinsertan las muestras de audio

procesadas adecuadamente en el paquete a ser transmitido.

cantidad de muestras insertadas en el mismo.

• Esta operación requiere la l ió d l tacumulación de las muestras en

un buffer, para su posterior envío, de ahí que normalmente se la conozca como retardo de acumulación.


Retardos de paquetizadoRetardos de paquetizado

• La relación de compromiso entre el paquetizado y la velocidad de los datos, nosvelocidad de los datos, nos impide bajar los valores más allá de los 20 ms.E ti l Ci l• En particular para Cisco los valores oscilan en:


Retardo de serializaciónRetardo de serialización

• Luego de pasar por las fases anteriores, la trama se encuentra lista para ser transmitida por la

• Por lo tanto el retardo incorporado estará en función de:lista para ser transmitida por la

interfaz en cuestión.• Como es obvio dicha trama no

d á t itid

de:– velocidad de la interfaz– tamaño de la trama

podrá ser transmitida a mayor velocidad que la propia de la interfaz.

• El calculo de dicho retardo responde a la siguiente ecuación:ecuac ó :

n° bytes * 8 * (1/vel.)


Retardos de serializaciónRetardos de serialización

• La cual nos arroja las siguientes cifras:

celda ATM:

• Rápidamente observamos que el retardo de serialización se vuelve crítico para las interfaces– celda ATM:

53 * 8 * (1/2048) = 0,207ms– interfaz de 64 Kb/s:

vuelve crítico para las interfaces de baja velocidad.

• Si bien esta puede mejorar al d i l t ñ d l t

53 * 8 * (1/64) = 6,62 msreducir el tamaño de la trama.


Retardos de serializaciónRetardos de serialización

• No hay que olvidar que debo mantener lo más alta posible la relación entre payload y overhead, que en definitiva me indica la eficiencia en el transporte.eficiencia en el transporte.


Retardo de “cola de espera”Retardo de cola de espera

• En ingles se lo conoce como “Buffering/Queuing Delay”

• Es el retardo que se genera por

• Cabe destacar que la voz se prioriza al resto de los datos, con lo cual la trama deberá• Es el retardo que se genera por

la espera que puede darse antes de la transmisión de la trama, d bid tá

con lo cual la trama deberá esperar ante dos situaciones.– Otro trama en transmisión.

debido a que se está trasmitiendo otra trama.

– Tramas de voz previas.


Retardo de “cola de espera”Retardo de cola de espera

• Dado que el primer caso genera una espera totalmente aleatoria, se toma estadísticamente la

• El segundo caso nos indica que a mayor trafico de voz, se eleva el queuing delay.se toma estadísticamente la

media, que corresponde a 0,5 del tiempo de serialización de trama

el queuing delay.

trama.


Retardos en la RedRetardos en la Red


Efectos del retardo sobre la vozEfectos del retardo sobre la voz

• Efectos del retardo sobre la voz:

– muestra original– 10 ms de retardo

– 90 ms de retardo– 150 ms de retardo

– 30 ms de retardo– 60 ms de retardo

– 400 ms de retardo


Retardo sobre la vozRetardo sobre la voz

• En los casos anteriores se observa el efecto que tiene sobre la voz el retardo.retardo.

• Pero en todos ellos el retardo se mantiene constante en el tiempo.• En las redes de datos y dado que el retardo esta compuesto por distintas

componentes, las cuales no siempre mantienen su nivel de retardo, en la práctica, nos encontramos con retardos variables en el tiempo, el cual ejemplificamos a continuación.

• Los efectos no solo son apreciables audiblemente, sino que se puede obser ar la deformación pro ocada sobre la señal original Cabeobservar la deformación provocada sobre la señal original. Cabe destacar que la distorsión es la parámetro con la cual se cuantifica la diferencia entre la señal original y la señal posterior al proceso.





• Cabe destacar que el las comunicaciones que utilizamos habitualmente, se aplican

• Técnicas que también se aplicaran en el transporte de voz sobre los redes de datos,habitualmente, se aplican

técnicas de supresión y cancelación de eco, de manera de minimizar los efectos antes

voz sobre los redes de datos, dado la alta componente de retardo final.

de minimizar los efectos antes observados.


Pérdida de paquetes vs. CalidadPérdida de paquetes vs. Calidad

• Así como el retardo afecta la calidad del audio, la pérdida de paquetes, también colabora en Codificación Pérdida % Audiopaquetes, también colabora en la degradación de la calidad del mismo.El f t á

1020711

• El efecto es más o menos nocivo según obviamente la tasa de pérdida de paquetes y

205010

G.71según la codificación empleada.

• A modo de demostración, observaremos su efecto sobre

1020

723.1

G.711 y G.723.1, en forma audible.

50G.7


Capítulo VCapítulo V


VoDSLVoDSL

• Desde el punto de vista de las operadoras, las cuales desplegaron DSL como

• En cuanto al mercado objetivo del VoDSL, el mismo esta compuesto por:desplegaron DSL como

tecnología de Banda Ancha, VoDSL permite:

li i i

compuesto por:– Grandes empresas– Pymes

– ampliar servicios– mayor valor agregado al

DSL

– Residencial gama alta• A continuación veremos la

distribución de los clientes– manejo de hasta 16 canales

de vozUtili ación del transporte

distribución de los clientes ADSL en Chile.

– Utilización del transporte ATM


VoDSLVoDSL

• Las soluciones de VoDSL propuestas por Lucent Technologies y AlcatelTechnologies y Alcatel proponen en ambos casos:

VoDSL mediante soporte ATM i t ióATM y con interconexión entre VG y Central mediante GR-303/V.5VoDSL mediante soporte IP e integración con VG/Softswitch, con ,señalización SS7.


VoDSL - RedesVoDSL Redes

• Solución tipo



• Solución tipo


VoDSLVoDSL

• Por el momento la solución disponible y presentada por ambas es VoDSL/ATM, la cual

• El sistema esta formado por:– IAD (integrated access

device) en el clienteambas es VoDSL/ATM, la cual desarrollaremos a continuación.

device) en el cliente– DSLAM en la central– VG (voice gateway)– E1/V.5 como señalización


VoDSL - IADVoDSL IAD

• IAD permite:– Tratamiento diferenciado:

AAL2

– Voz:• Hasta 16 puertos, con

RJ11• AAL2 para voz• AAL5 para datos

– Compresión

RJ11• detección Fax/módem• Fax, full T.30Compresión

• G.711 (ley A o μ )• G.726 (32 Kb/s)

• Módem, V.34 y V.90• Servicios caller ID, call

f di C ll– Qos según aplicación:• CBR o rtVBR, para voz

CBR o UBR para datos

forwarding y Call waiting

– Datos:• CBR o UBR, para datos

• 10/100 base T, RJ45• Bridging, PPPoA y

PPPoE


PPPoE

VoDSL - IADVoDSL IAD

– DHCP servidor/cliente– RIP 1 y 2

PAP/CHAP

• Insertar IAD´s con el 2400 Cisco.

– PAP/CHAP– SNMP 1.0, MIB1 y 2– IP FirewallIP Firewall


VoDSL - LVGVoDSL LVG

• El Voice Gateway, cumple las funciones de:

Interfaz entre DSL y la PSTN

• Alcatel dispone del LVG 7310, integrable con su línea de DSLAM’s 7300– Interfaz entre DSL y la PSTN

– Compresión/Descompresión de la voz

DSLAM s 7300

– Manejo y terminación de los PVC´s

– Interfaz de señalización con– Interfaz de señalización con PSTN, tipo V.5 o SS7 según el caso.


VoDSL - LVGVoDSL LVG

• LVG 7310, Release 4.3/4.4– IAD´s soportados

S d T h RAD

– ATM• 1 PVC por IAD

QOS CBR tVBR• Speed Touch, RAD, Netopia y otros.

– Interfaces de datos

• QOS: CBR y rtVBR• hasta 10368 conexiones

– Capacidad de llamadas• STM-1 óptica (SM/MM)• E3 eléctrica

Capacidad de llamadas• 240 por placa simult.• 1920 por subbastidor

– Interfaces a PSTN• V5.2,grupo de 1 a 8 E1• Hasta 8 grupos V5 2

– Overbooking• residencial: 8, 9 o 10

comercial: 4• Hasta 8 grupos V5.2– Codificación de voz

• G.711 / G.726

• comercial: 4– Interfaces de voz a PSTN

• 8 E1 por placa


• VAD / confort noisep p

VoDSL - LVG topologíaVoDSL LVG topología

• La topología a adoptar queda a criterio del operador.


Calidad de VoDSLCalidad de VoDSL

• El transporte de Voz sobre DSL hace uso de AAL2, sobre un PVC dedicado, pudiendo ser del

• En lo referente al retardo, el mismo esta formado por:

retardo de paquetizadoPVC dedicado, pudiendo ser del tipo CBR, garantizando un alto rendimiento.L lid d d l V DSL

– retardo de paquetizado• 5,5 ms - G.711• 11 ms - G.726

• La calidad de la VoDSL, depende prácticamente de los mismos parámetros que afectan

– retardos de serialización• 0 a T cell

a VoIP, con algunas leves diferencias.– Retardo

– retardos del DSL (interleave)

• 20 ms - G.992.1– Eco– Compresión

• 3 ms - G.992.2



– Retardos del dejitter buffer• 0 a T cell

P ió

• Eco: en VoDSL se implementa la cancelación de eco según G.168, la que permite integrar– Propagación

• 5 μs/Km (F.O.)• Lo cual nos permite hablar de

G.168, la que permite integrar la funcionalidad en el DSP y lograr valores muy buenos de EL cercanos a los -60 dBLo cual nos permite hablar de

retardos del orden de:– VoDSL - PSTN

EL, cercanos a los -60 dB• La compresión se puede elegir

entre G.711 y G.726, tomando • 36,5 ms a 54,5 ms

(G.711)• 53 ms a 71 ms (G.726)

en cuenta que las mismas agregan una penalidad en R de 0 y -7 respectivamente, por ( )cada proceso de compresión.



• Lo cual nos permite analizar dichos resultados mediante la G.107, empleando el modelo E,

• Por lo tanto si analizamos R en función del retardo, obtendremos:G.107, empleando el modelo E,

de Calidad planteado por la ITU, el cual utiliza un factor denominado R como indicador

obtendremos:

denominado R, como indicador de calidad.

• Podemos decir que R, equivale al MOS, pero su escala difiere, dado que R varia de 0 a 100.





• De lo expuesto anteriormente, podemos afirmar que:

VoDSL iguala y en

• Permitiendo de esta manera:– brindar un servicio de valor

agregado a nuestra red– VoDSL iguala y en determinadas condiciones, puede exceder la calidad

t d PSTN

agregado a nuestra red DSL.

– Atender las necesidades del prestada por PSTN.

– VoDSL permite el soporte transparente de todas las

sector SOHO– Mínima inversión en

hardware aplicaciones de la PSTN

– Se integra a la red de conmutación según la

a dwa e– Diseño flexible en el

transporte del tráfico, tili ando o no la red ATMconmutación, según la

implementación mediante V.5 o SS7.

utilizando o no la red ATM preexistente.



• La propuesta tipo de Alcatel, propone una red conformada por:



• Podemos decir que ambas opciones y , permiten el transporte de la voz.

• Esa es la razón por la cual la mayoría de los proveedores dispone actualmente de latransporte de la voz.

• La opción hace uso de todo lo antes visto en VoIP, i l t d l

dispone actualmente de la opción 1 y gradualmente migrarían a la opción 2.E l di hsimplemente agregando la

adaptación a ATM/DSL correspondiente a capas 2 y 1

• En algunos casos, dicha migración requiere cambios en el IAD y el LVG, así como

del modelo OSI.• La opción es propiamente

VoATM, transportada sobre

replanteos en la red de transporte.

, pDSL, dado la naturaleza ATM del mundo DSL, esta es la opción por default


opción por default.

VoHFCVoHFC

• VoHFC o VoCable, es por lo tanto la tecnología empleada por los operadores de CATV,

• Las redes HFC surgen de la necesidad, de brindar bidireccionalidad a la viejaspor los operadores de CATV,

para brindar el servicio equivalente a POTS, utilizando la estructura HFC instalada

bidireccionalidad a la viejas redes coaxil de las empresas de cable.Di h l bti lla estructura HFC instalada.

• Si bien el objetivo de este curso no es la VoHFC en particular,

• Dicho logro se obtiene con la utilización de Fibra Optica entre el headen y el nodo de

dicha tecnología se presenta a modo de comentario y en forma comparativa con respecto a

distribución, tecnología a la cual se bautizó HFC, por “Redes Híbridas Fibra-Coaxil”.

VoDSL, analizando ventajas y desventajas de cada una.


VoHFCVoHFC

• Pasando de una red unidireccional (descendente) a una red bidireccional, en la cual

• Si bien la DOCSIS 1.0 o ITU J.112, disponían de suficiente ancho de banda, el mismo nouna red bidireccional, en la cual

se posibilita el envío de datos y en nuestro análisis servicio de telefonía

ancho de banda, el mismo no poseía mecanismos de QOS acordes con el servicio de voz.L ti f t ltelefonía.

• El servicio de VoIP sobre las redes de cable aparece recién en

• La normativa referente al servicio de cable módem, esta sujeta a bastante controversias,

1999, con la aprobación de la norma DOCSIS 1.1

encontrandose, en medio de ellas a :

– CableLabs (DOCSIS)( )– ITU– IEEE

EuroDOCSIS


– EuroDOCSIS

VoHFCVoHFC

• La nueva tecnología dota de un canal de descendente, pero no hay que olvidarse de que el

– retardos importantes– falta de privacidad

L l li lhay que olvidarse de que el mismo es compartido por los usuarios conectados a él.P d t d l f t

• Los cuales complican el panorama a la voz, por las exigencias propias de este

• Por ende en todo lo referente a HFC, estaremos hablando siempre de recursos

servicio hacia la red.

compartidos, lo cual trae aparejado ciertos inconvenientes como:– baja seguridad– ancho de banda compartido

tió


– congestión

VoHFCVoHFC

• Red HFC desde el punto de vista de los datos


VoHFC - Distribución de espectroVoHFC Distribución de espectro

• La norma define el uso de FDM, en la cual se estipulan las frecuencias y usos a losfrecuencias y usos a los distintos canales.

• El tráfico ascendente generado l i i d lpor el usuario, es enviado en la

banda de 5 a 42 Mhz• Mientras que los datos

descendentes llegan al usuario en la banda de 450 a 750 Mhz


VoHFCVoHFC

• La VoIP transportada sobre Cable, enfrenta algunos problemas vistos anteriormente,

• En forma comparativa el paquete de voz requiere una serie de procesos más que en elproblemas vistos anteriormente,

mediante:– privacidad

serie de procesos más que en el caso de VoDSL, procesos que agregan su retardo correspondiente• IPsec (NCS)

• CBC (DOCSIS)– Ruidos e interferencias en

correspondiente.• El hecho de compartir el

acceso, hace que el mismo sea – Ruidos e interferencias en

banda ascendente• Modulación QPSK

controlado y secuencial, lo cual incorpora retardos importantes.

• El cual se incrementa con la – Retardos

• Tema aun pendiente de resolución el cual es

incorporación de abonados al nodo, como se observa en la figura


resolución, el cual es clave en VoIP

figura.

VoHFCVoHFC

• Por todo lo expuesto anteriormente podemos alegar que VoDSL permite unaque VoDSL permite una implementación y explotación menos traumática, con mejor calidad y prestacionescalidad y prestaciones.


Capítulo VICapítulo VI


VoFR - VoATMVoFR VoATM

• En nuestro estudio de VoIP, analizaremos brevemente dos tecnología capaces de brindar

• Centrando el análisis en las características claves de cada tecnología, como ser:tecnología capaces de brindar

servicio de transporte de voz, en forma equivalente al IP.B i d d ti

tecnología, como ser:– la eficiencia en el transporte– servicios soportados

• Brindando una comparativa entre VoIP, VoFR y VoATM, analizando ventajas y

– retardos propios

desventajas de cada implementación y sus posibles aplicaciones.


VoFRVoFR

• Su aparición se debe a la versatilidad que presenta FR para soportar otros protocolos.para soportar otros protocolos.

• Como integración de servicios en el segmento empresas,

iti d i tpermitiendo integrar voz y dados en un único enlace a precios, brindando una solución única a un bajo costo.

• El caso de aplicación típica, en la que se implementan voz + q pdatos sobre FR es:


VoFRVoFR

• El elemento clave en FR para la integración de voz y datos, se lo denomina VFRAD o

– Optimización del ancho de banda compartido por las aplicaciones.denomina VFRAD o

simplemente FRAD.• El VFRAD se caracteriza por:

aplicaciones.– Alta eficiencia en bajos

bitrates.– solución de voz + datos– permite manejo de

codificación de voz G.711, cod cac ó de vo G.7 ,G.726 y G.729

– Integración de voz y datos sobre mismo DLCIsobre mismo DLCI


VoFRVoFR

• La FRF 11.1, aprobada en diciembre del 97, incorpora funcionalidades claves como:

• Así como también permite mantener acotado al jitter.

• Desde el punto de vista delfuncionalidades claves como:– Fragmentación en UNI o

NNI

• Desde el punto de vista del overhead, de ambos, tendremos sobre codecs de 8 Kb/s:

– Fragmentación extremo a extremo

– VAD al 60%• FR 4 Kb/s• VoIP 6 Kb/s

• El proceso de fragmentado, incorporado permite optimizar el retardo red cir las demoras

• VoIP 6 Kb/s– Sin VAD

• FR 10 Kb/sel retardo y reducir las demoras en las colas de salida. • VoIP 15 Kb/s


VoFRVoFR

• Lo cual representa una ventaja en overhead del 50 %, la cual si bien no tan significativa en

• Esta ventaja comparativa, hace que en la mayor parte de las aplicaciones, donde se disponebien no tan significativa en

interfaces de alta velocidad, resulta clave en enlaces de baja velocidad

aplicaciones, donde se dispone de una red y acceso FR, se emplee voz sobre FR y no VoIP sobre FRvelocidad.

• A modo de ejemplo, sobre un enlace de 64 Kb/s tendremos:

sobre FR.

– FR 6 canales– VoIP 4 canales


• El VFRAD puede realizar cambios en el codec, o sobre el HCV (propietario Newbridge)

• Los indicadores BECN y FECN, se emplearan en los extremos para tratar de ajustarseHCV (propietario Newbridge)

de manera de adaptarse a congestiones en la red.

extremos para tratar de ajustarse a la congestión.


VoATMVoATM

• Si bien IP se perfila como el futuro ganador de la contienda, dada la universalidad del

• ATM permite el transporte de voz en sus dos posibles adaptaciones:dada la universalidad del

mismo.• No hay que descartar los

á bit l l V ATM

adaptaciones:– AAL-1– AAL-2

ámbitos en los cuales VoATM se emplea y de manera exitosa.

• Estos son:

• Permitiendo cada una de ellas, brindar ventajas, propias de cada técnica de adaptación.

– Redes 3G, inalámbricas– Redes de acceso DSL

cada éc ca de adap ac ó .• Las cuales describiremos a

continuación y algo hemos hablado en el capít lo 5– Mercado de carriers hablado en el capítulo 5.


VoATM, AAL-1VoATM, AAL 1

• AAL-1: también conocida bajo el nombre de CES, fue la primer opción en transporte de

• Si bien el AAL-1 brinda grandes prestaciones, también posee algunas desventajas,primer opción en transporte de

voz disponible para ATM.• Brindando características como:

posee algunas desventajas, como ser:– canales fijos: el numero de

l d fi l– retardo de paquetizado de 6 a 0,125 ms

– Permite la recuperación de

canales se define en el inicio y no puede ser modificado.e e a ecupe ac ó de

clock, siendo la única tecnología del mercado para VoP

– Payload fijo: si bien se adapta perfectamente a tráficos G.711 y G.726 del VoP.

– Bajo retardo en inserción directa del TDM a celdas.

ytipo PCM



• Pero no permite la integración de bloques provenientes de codecs G.723, G.728 y G.729.

• Esta es la razón por la cual en el capitulo 5, en VoDSL hemos hablado de AAL-2 y no AAL-1.codecs G.723, G.728 y G.729.

• Lo cual limita su aplicación en VoATM a tráfico de voz de b j ió tí i l

hablado de AAL 2 y no AAL 1.• Un aspecto a favor, del AAL-1

y que lo hace ideal dentro de su d id d li ibaja compresión, típico en el

transporte entre carriers• Pero no demasiado apto para las

reducido campo de aplicaciones es la alta eficiencia (88%), la cual es imposible de igualar por

aplicaciones actuales tendientes a minimizar el ancho de banda ocupado por la voz, mediante

cualquiera de las demás tecnologías de VoP.

p p ,técnicas de compresión, supresión de silencios y demás.





• Se presenta como alternativa a las limitaciones impuestas por AAL-1.

de 3 bytes, lo cual brinda flexibilidad adicional en el manejo de la información.AAL 1.

• Permitiendo:– Uso de múltiples canales

manejo de la información.• CPS, (Common Part Sublayer)

el header brinda posibilidades

– Mezcla de codificaciones dentro de cada canal

– Incorporación de datos

como:– cada canal puede tener

distinto n° de bits.– Incorporación de datos dentro del mismo canal

• Dichas funcionalidades se

– Soporte de voz comprimida y no comprimidaAsociación de canales delogran a expensas de la

incorporación de un sub-header– Asociación de canales de

voz a un mismo circuito virtual.



– Interrupción en la transmisión de un canal, permitiendo “silence

– flexibilidad de codificación.

P t bié lpermitiendo silence supression”

• En términos generales las t j d AAL 2

• Pero también posee algunas limitaciones, las cuales son:– eficiencia baja al 64%

ventajas de AAL-2 son:– retardos controlables– soporte de silence

– no permite el recuperado de sincronismo.

sopo e de s e cesupression

– mezcla voz y datos– permite funcionalidades de

señalización




Capítulo VIICapítulo VII


Hardware VoPHardware VoP

• Si bien en el mercado están disponible una gran cantidad de proveedores de hardware

• Así como también por las diversas opciones de terminales IP, cubriendo algunasproveedores de hardware

dedicado y implementaciones mixtas de Hard y Soft, nos limitaremos a describir las

IP, cubriendo algunas aplicaciones especificas.

• El objetivo es dotar de una i ió d dlimitaremos a describir las

características fundamentales de los elementos generales de una

d

visión de mercado y sus productos. Asimilando las funcionalidades de la teoría

red.• En particular haremos una

visión en mayor profundidad al

antes vista con el producto disponible en el mercado.

• En todos los casos, la portfolio de Cisco System, tanto para H.323 como para SIP.

,información completa se encuentra en los links del final del capítulo


del capítulo.

Productos Cisco - Entorno SIPProductos Cisco Entorno SIP

• En la implementación comercial de Cisco - SIP, nos encontramos con distintas

• Red mixta IP/PSTN

encontramos con distintas redes, a las cuales se les ha incorporado y dotado de servicio adicionales y queservicio adicionales, y que varían según los usos y prestaciones.



• Red de IP/PSTN, mensajería y entorno seguro.

• Red IP/POTS + PSTN, mensajería y protección.



• Como podemos observar las implementación aumentan su complejidad y funciones

• En todos los casos están compuestas por los siguientes elementos básicos del entornocomplejidad y funciones

prestadas, pero las mismas están compuestas por los elementos básicos vistos en los

elementos básicos del entorno SIP.– Terminales IP

elementos básicos vistos en los capítulos anteriores.

• Si bien la topología cambia y

– Proxy Server– Sistema de mensajería– Redirect Serverlas redes se vuelven más

complejas en cuanto a las redes, esquemas de direccionamiento,

– Redirect Server– Gateway

protocolos, tráfico y demás.



• Terminales SIP:– Línea Cisco 79XX

7940• 7940• 7960

– Serie ATA 18XSerie ATA 18X• 186• 188

Adaptación de terminalesanalógicos standard.





• Serie 79XX, SIP IP Phone, características principales:

Conexión directa con

– Desvío de llamado– Retención de llamada

Ll d f i– Conexión directa con 10/100 BT, RJ-45

– Asignación de IP mediante

– Llamado en conferencia– No interrumpir– Multidirectorio

DHCP cliente o manual.– Codecs G.711 y G.729a– Manejo del DTMF in &

Multidirectorio– Call Waiting– Discado directo según:

– Manejo del DTMF in & outband

– Indicación de mensaje en

• E.164• URL

Bloq eo de caller IDespera – Bloqueo de caller ID.



• Serie ATA 186/188:– 2 puertos FXS (RJ-11)

DTMF d t ió

– Codecs disponibles:• G.723.1

G 729– DTMF detección y generación

– Soporte de Fax, G3

• G.729• G.711 Ley A y μ

– VAD– Cancelador de eco 8ms/20dB– Manejo de DTMF in y

tb d

VAD– CNG– Protocolos:

outband– Configuración mediante

WebBowser

• SIP• H.323 v.2

MGCP– Implementa ToS y CoS.

• MGCP



• SIP Proxy Server, el mismo permite:

integrar funciones de

• SIP Gateway:– requiere IOS 12.1 o

superior– integrar funciones de • Redirect• registrar

superior.– Soporte de interfaces:

• FXS/FXO/E&M– Call forwarding– Traducción de direcciones

• E1 CAS/ E1 PRI– Soporte de SIP UDP y TCP

– Soporte de RADIUS– SIP/UDP– IPsec para mensajes de

– Soporte de codecs serie G– Protocolos: IPsec, SIP, – Interfaz con PSTN y RDSIIPsec para mensajes de

señalizaciónInterfaz con PSTN y RDSI.


Productos Cisco - Entorno H.323Productos Cisco Entorno H.323

• Cisco presenta para la implementación de entornos H.323, los siguientesH.323, los siguientes componentes:– MCM Multimedia

C fConference manager– IP/VC 3520 - Gateway– IP/VC 3510/1 - MCU/VC 35 0/ CU


Productos Cisco - Entorno H.323Productos Cisco Entorno H.323

• MCM cumple las funciones de:– Gatekeeper

P S

• IP/VC 3520/21/26 Gateway– variando la capacidad según

el modelo desde RDSI– Proxy Server– se integra en 2500, 2600,

3600, 7200 y MC3810

el modelo, desde RDSI, hasta E1, permitiendo el manejo de múltiples

i– Permite ambas funciones

GK y Proxy a un precio razonable

conexiones.• IP/VC 3510/11 MCU

razonable.


Otros Terminales IPOtros Terminales IP

• Polycom, IP500 • Nortel, I2004

• Shoreline, serie Shore Phone • Avaya, 4620


Soft - PhonesSoft Phones

• Nortel, i2050 • Avaya, IP Softphone


ServiciosServicios

• En el presente capítulo analizaremos algunos de los servicios que brinda la

• Los servicios pueden a su vez dividirse según:

Red corporativa LANservicios que brinda la tecnología VoIP.

• Tomando como factor común d t d l i i l

– Red corporativa, LAN– Redes WAN– Redes mixtas

de todos los servicios, la reducción de costos, en lo que corresponde a migrar el tráfico

LAN/WAN/PSTN/RDSI, etc.

• De lo visto anteriormenteTDM a la nueva estructura IP. • De lo visto anteriormente estaremos refiriendonos a:– VoIP– IP Telephony


Calling CardCalling Card


Operador H.323 internacionalOperador H.323 internacional


Arquitectura CompletaArquitectura Completa



ReferenciasReferencias

Parte del trabajo de investigación de estemanual se realizó con material proveniente

de:

– Texas Instruments: www.ti.com– Vocaltec: www.vocaltec.com

• Organismos:– ITU:www.itu.int– IMTC: www.imtc.org

IETF i tf

• Bibliografía– Broadband Access Technologies,

Azzam/Ransom - McGraw Hill– IETF: www.ietf.org– Typhon: www.etsi.org

• Empresas:– Cisco Sytem: www cisco com

– Implementing ADSL, David Ginsburg - Adison Wesley

– Fundamentos VoIP, Peters -Davison Cisco Press– Cisco Sytem: www.cisco.com

– Avaya: www.avaya.com– Nortel: www.nortel.com– RadCom: www.rad.com

Davison, Cisco Press– Computer Networks, Tanenbaum -

Prentice Hall

– IPTelephony: www.iptelephony.org– Octasic: www.octasic.com


Documents

VoIP - Basico