Introduccion a la voip

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Capitulo 2 del libro Comunicaciones unificadas con Elastix

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Introduccion a la voip

  1. 1. INTRODUCCIÓN A LA VoIP Elastix® Certification © 2012, PALOSANTO SOLUTIONS todos los derechos reservados. Esta documentación y su propiedad intelectual pertenece a PaloSanto Solutions. Cualquier uso no autorizado, reproducción, preparación de otros trabajos en base a este documento, difusión o representación de software presentado en este documento, sin el permiso expreso y por escrito de PaloSanto Solutions está estrictamente prohibido. PaloSanto Solutions, Elastix y el logo de Elastix son propiedad de Megatelcon S.A. Otras marcas, servicios y nombres de negocios pertenecen a sus respectivas compañías.
  2. 2. ¿Qué es VoIP? La voz sobre IP o VoIP consiste en transmitir voz sobre protocolo IP. El concepto es muy amplio y existen muchas alternativas de protocolos. Es una verdadera sopa de protocolos. La voz se paquetiza para poder ser transmitida en una red IP. El protocolo IP no fue diseñado específicamente para transportar voz.
  3. 3. VoIP: Una sopa de protocolos
  4. 4. Protocolo IP Uno de los protocolos más conocidos. Su nombre viene de Internet Protocol. Este protocolo ofrece un servicio “sin garantías” también llamado del “mejor esfuerzo”. Los paquetes pueden llegar en desorden y son reordenados en destino.
  5. 5. Protocolo IP Inclusive paquetes se pueden perder en el viaje. Este desorden y pérdida de paquetes puede afectar la calidad de voz. Pese a todo se han encontrado maneras inteligentes de resolver estos problemas lo mejor posible.
  6. 6. Dirección IP (1) Es un número único que identifica a un host conectado a una red IP. Consta de 32 bits o 4 octetos. En la práctica se usa una notación donde cada octeto se traduce a decimal y se separa con un punto. Un ejemplo de dirección IP es 130.5.5.26 Una dirección IP está compuesta por dos partes, una identifica al host y la otra identifica a la red a la cual pertenece dicho host. Para encontrar estas partes se utiliza otro parámetro llamado máscara de red.
  7. 7. Dirección IP (2) La máscara de red es un número binario de 32 bits que también se representa en una notación similar a una dirección IP. Empieza con unos y continúa así hasta alcanzar un número de unos igual a la porción de la dirección IP que corresponde a la red.
  8. 8. Dirección IP (3) Por tanto en el ejemplo anterior obtenemos que la dirección IP 130.5.5.26 con máscara 255.255.255.0 pertenece a la red 130.5.5.0 La máscara anterior fue una máscara de 24 bits, ya que habían 24 ”unos”. Una vez conocida la red donde se encuentra el host que queremos ubicar ya es más fácil encaminar los paquetes IP a su destino. Los ruteadores almacenan tablas de rutas o reglas de cómo ubicar a otras redes.
  9. 9. Paquetes IP (1) Un paquete IP contiene toda la información necesaria para llegar a destino. Se podría dividir en dos partes: cabecera y carga útil. La cabecera es la que contiene la información referente al paquete. Esta cabecera disminuye ligeramente la cantidad de información que se puede transportar ya que ocupa espacio. La carga útil puede encapsular a su vez otros protocolos como por ejemplo UDP o TCP.
  10. 10. Paquetes IP (2) Cabecera de un paquete IP
  11. 11. Direccionamiento IP Para que los paquetes lleguen a destino es necesario de enrutadores o ruteadores. Los ruteadores son dispositivos con tablas de rutas. La tabla de rutas consta de redes destino y para cada una la dirección IP del ruteador que permite alcanzarlas. El ruteador que nos permite salida a otras redes se denomina gateway. El paquete IP que llega al ruteador se examina para ver a qué red pertenece, se elije la ruta adecuada y se lo envía para allá.
  12. 12. Protocolo TCP (1) Es un protocolo de transporte. Se monta sobre protocolo IP para controlar errores en la transmisión y que los paquetes sean recibidos por las aplicaciones en el mismo orden en que fueron enviados. Para llevar a cabo su misión TCP necesita acarrear información adicional que agrega peso al paquete. Por eso no es muy recomendado para aplicaciones de tiempo real como la voz.
  13. 13. Protocolo TCP (2) Sin embargo sí puede servir para la señalización de voz. TCP introduce el concepto de puerto. Un puerto es una abstracción que nos permite relacionar flujos de datos con servicios de red. Por ejemplo, el puerto 80 corresponde al servicio de Web o protocolo HTTP.
  14. 14. Protocolo UDP UDP (User Datagram Protocol) es otro protocolo de transporte. Divide la información en paquetes llamados datagramas. Se diferencia con TCP en que a este protocolo no le importa si los datos llegan con errores o inclusive si llegan o no. Por lo mismo introduce poco peso extra al paquete IP por lo que lo hace más idóneo para aplicaciones de tiempo real como la voz.
  15. 15. Señalización de VoIP Al igual que con la telefonía tradicional es necesario señalizar las llamadas VoIP. Existen algunas alternativas aquí de protocolos de señalización como SIP, H323, MGCP, IAX2, entre otros. Los más populares sobre Asterisk son SIP e IAX. Con respecto a SIP o H323, muchas personas se confunden y piensan que la voz se transmite por este protocolo pero es sólo la señalización.
  16. 16. Transporte de VoIP El transporte de la voz se lleva a cabo por el protocolo RTP. RTP significa Realtime Transport Protocol. El protocolo RTP es quien realmente transporta el audio codificado. RTP se transporta sobre UDP. En SIP el audio se transmite por RTP una vez que se haya negociado el puerto de red entre Elastix y el endpoint o teléfono.
  17. 17. Relación entre protocolos
  18. 18. Codificación de la voz Para transmitir la voz adecuadamente se la codifica. Luego de codificarla que se la monta sobre RTP. La codificación puede servir para disminuir la probabilidad de error o también para minimizar el ancho de banda utilizado. Para codificar se utiliza un codec, que es un algoritmo. Existen diferentes codecs. Cada uno con sus pros y contras.
  19. 19. G.711 Uno de los codecs más usados de todos los tiempos. Proviene de un estándar ITU-T que fue liberado en 1972. Viene en dos sabores llamados μ-Law (usado en Europa) y a-Law (usado en USA). Ventaja 1: Buena calidad de voz ya que usa 64kbit/s, es decir un muestreo de 8 bits a 8kHz. Ventaja 2: Ya viene habilitado en Elastix, no hay que pagar por él. Desventaja: Ocupa mucho ancho de banda. No es recomendable para conexiones con poco BW.
  20. 20. G.729 También un codec muy popular. Licenciado por Intel. Ventajas: Una muy grande y es que comprime muy bien la voz sin deterioro significativo de la calidad. Desventaja 1: Se licencia por canal de voz. Aproximadamente USD$10 por canal. Desventaja 2: Pese a que no deteriora significativamente la voz la calidad es menor que si se usa G.711.
  21. 21. GSM También bueno comprimiendo voz. Está relacionado con el estándar de telefonía celular GSM(Global System for Mobile communications), de allí su nombre. Comprime muy bien la voz con una calidad similar a celular. Viene habilitado por defecto en Elastix. Bueno como alternativa a G.729 aunque su calidad de audio es ligeramente inferior a G.729.
  22. 22. Sobrecarga de protocolos (1) Los diversos protocolos envian data adicional a la voz. Tenemos a Ethernet, IP, UDP, RTP. Eso hace que el ancho de banda real para transmitir voz sea mayor al del codec. Por ejemplo, para transmitir voz usando G.711 en teoría deberíamos usar 64Kbps (peso del codec) pero en realidad usamos 95.2Kbps de BW. En otros codecs más compresores la sobrecarga es incluso más significativa (porcentualmente hablando).
  23. 23. Sobrecarga de protocolos (2)
  24. 24. Sobrecarga de protocolos (3) Calculemos el ancho de banda para G.711 Bytes transmitidos cada 20ms 38 + 20 + 12 + 8 + 160 = 238 bytes Bits transmitidos cada 20ms 238 bytes * 8 bits/byte = 1904 bits Bits transmitidos cada segundo 1904 bits/frame * 50 frames/seg. = 95,200 bits/segundo = 95.2Kbps!
  25. 25. Comparativa CodecsTabla de ancho de banda real para algunos codecs (usandoEthernet): Codec BW codec BW real (ethernet) G.711 64 Kbps 95.2 Kbps G.726* 32 Kbps 63.2 Kbps iLBC* 15.2 Kbps 46.4 Kbps GSM 13 Kbps 43.7 Kbps G.729A 8 Kbps 39.2 Kbps * Para estos códec, otros anchos de banda también pueden ser usados.
  26. 26. Mas en:www.elastixbook.com

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