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Introducción a las Comunicaciones
         de Voz sobre IP

             Clase 3
Esquema de VOIP
             Comunication            Aplication
                                                          ...
Esquema de VOIP
             Comunication            Aplication
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Esquema de VOIP
              Comunication              Aplication
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Esquema de VOIP
             Comunication            Aplication
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VOIP
Comunicación Server

Su función primordial dentro de la red es controlar las llamadas que se
realicen dentro de la mi...
VOIP
Media Gateway

Posibilita la interconexión de redes heterogéneas.

Cliente

Cualquier elemento de la red que es capaz...
Protocolos más usados en VOIP
                   IP (Internet Protocol )
           TCP (Transmission Control Protocol )
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Protocolos según modelo OSI
Protocolo IP
Protocolo IP
       Este es el formato de DATAGRAMA IP


         Versión IHL            TOS                    Longitud T...
Protocolo IP
FRAGMENTACIÓN Y REENSAMBLAJE

  Un datagrama IP puede ser demasiado grande para ser enviado por la
red (MTU)
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Protocolo TCP
Protocolo TCP
Formato del Protocolo “segmentos” TCP



             Puerto Fuente                          Puerto Destino
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Protocolo TCP
  El flujo se divide en pequeños segmentos para la transmisión.

 Cada segmento se envía como un datagrama I...
Protocolo UDP
Protocolo UDP
                  Puerto Fuente                   Puerto Destino

                     Longitud             ...
Protocolo UDP

IMPORTANTE:
LAS COMUNICACIONES VOCALES SE REALIZAN POR
MEDIO DE ESTE PROTOCOLO YA QUE AL NO TENER
CONFIRMAC...
Protocolo H.323
Protocolo H.323
H.323 fue diseñado con un objetivo principal: Proveer a los
usuarios con tele-conferencias que tienen capa...
Protocolo H.323
Componentes de una Red H.323
Componentes H.323
TERMINAL
Es un extremo de la red que proporciona
comunicaciones bidireccionales en tiempo real con
otro ...
Componentes H.323
GATEWAY
 Es un extremo que proporciona comunicaciones
 bidireccionales en tiempo real entre terminales
 ...
Componentes H.323
GATEKEEPER

 Es una entidad que proporciona la traducción de
 direcciones y el control de acceso a la re...
Componentes H.323
MCU

  La Unidad de Control Multipunto está diseñada
 para soportar la conferencia entre tres o más
 pun...
Pila de protocolos H.323
H.323 utiliza los siguientes protocolos

Direccionamiento
   RAS
   DNS
Señalización
   H.225
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Protocolos

RTP - RTCP
RTP

Proporciona las funciones de transporte de datos en
tiempo real entre extremos de una red IP, sea audio,
video.
Hay q...
RTP

V   P   X     CC       M      PT                  Número de Secuencia


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RTCP
Cliente                    RTP          Cliente
de VoIP                                 de VoIP




             1500...
RTCP

Su función básica es enviar paquetes de control periódicos a
todos los participantes de la sesión multimedia y de es...
Protocolos
MGCP - MEGACO
MGCP - MEGACO

Han sido desarrollados teniendo en cuenta
la integración de VoIP y la red PSTN
teniendo en cuenta su señali...
MGCP - MEGACO
Se aplica en redes donde la lógica de señalización se encuentra en los
MGCs (Media Gateway Controller) y la ...
MGCP - MEGACO


                        GW
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           El MG le informa al MGC la ocurrencia de un eve...
Protocolo SIP
SIP

El protocolo de inicio de sesiones (SIP,
SessionInitiationProtocol) es un protocolo
de señalización de capa de aplica...
SIP
• Esta basado en un modelo similar al HTTP.

• Es un protocolo donde la información esta estructurada como texto.

• T...
RED SIP
Una red SIP esta conformada por cuatro tipos de
Entidades SIP. Cada entidad posee funciones
especificas y particip...
Componentes de una red SIP

Agente de Usuario

    AU Cliente (UAC), Inicia la sesión
    AU Servidor (UAS), Recibe la ses...
SIP
SIP
TAREAS QUE REALIZA


• Resolución de Direcciones
• Funciones de Sesión
   – Establecimiento
   – Negociación de medios...
SIP
MENSAJES MAS COMUNES:                RESPUESTAS COMUNES:
• INVITE: Inicio de Sesión
• ACK: Reconocimiento
• BYE: Termi...
SIP
REGISTRO:




       REGISTER          REGISTER




                        401 UNAUTHORIZED
      200 OK
SIP
ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN:




     INVITE
                             INVITE
     100 TRYING
                       ...
SIP
TERMINACIÓN:




    BYE
                BYE



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    200 OK
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  1. 1. Introducción a las Comunicaciones de Voz sobre IP Clase 3
  2. 2. Esquema de VOIP Comunication Aplication iMac 1 2 3 1 2 3 4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 8 9 * 8 # * 8 # Server Servers Switch Switch Router 40 Router Router Router Gateway Switch 1 2 3 1 2 3 iMac 4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 8 9 * 8 # * 8 # Clientes de la red IP Núcleo de la red IP (Transporte)
  3. 3. Esquema de VOIP Comunication Aplication iMac 1 2 3 1 2 3 4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 8 9 * 8 # * 8 # Server Servers Switch Switch Router 40 Router Router Router Protocolo de transporte Gateway Switch 1 2 3 1 2 3 iMac 4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 8 9 * 8 # * 8 # Clientes de la red IP Núcleo de la red IP (Transporte)
  4. 4. Esquema de VOIP Comunication Aplication iMac 1 2 3 1 2 3 4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 8 9 * 8 # * 8 # Server Servers Switch Switch Protocolo de Router señalización 40 Router Router Router Gateway Switch 1 2 3 1 2 3 iMac 4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 8 9 * 8 # * 8 # Clientes de la red IP Núcleo de la red IP (Transporte)
  5. 5. Esquema de VOIP Comunication Aplication iMac 1 2 3 1 2 3 4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 8 9 * 8 # * 8 # Server Servers Switch Switch Router Protocolo de 40 Router control Router Router Gateway Switch 1 2 3 1 2 3 iMac 4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 8 9 * 8 # * 8 # Clientes de la red IP Núcleo de la red IP (Transporte)
  6. 6. VOIP Comunicación Server Su función primordial dentro de la red es controlar las llamadas que se realicen dentro de la misma, como veremos según el organismo de standardización de que se trate es llamado también Call Agent (IETF) o media Gateway Controller (ETSI). Aplication server Un servidor que contiene una aplicación capaz de suministrar un servicio adicional a nuestros abonados IP, por ejemplo Portabilidad Numérica
  7. 7. VOIP Media Gateway Posibilita la interconexión de redes heterogéneas. Cliente Cualquier elemento de la red que es capaz de requerir un servicio del CS, MGC o CA, para el caso de nuestra red genérica puede ser un teléfono IP una PC con conexión a la red que desea realizar una llamada a través del NetMeeting, como así también una PalmTop de un empleado de nuestra compañía que se conecta momentáneamente a través de su Tarjeta para Wireles Lan.
  8. 8. Protocolos más usados en VOIP IP (Internet Protocol ) TCP (Transmission Control Protocol ) UDP (User Datagram Protocol ) H.323 es una recomendación del ITU-T (International Telecommunication Union), RTP / RTCP (Real-time Transport Protocol ) MGCP / MEGACO (Media Gateway Control Protocol ) SIP (Session Initiation Protocol )
  9. 9. Protocolos según modelo OSI
  10. 10. Protocolo IP
  11. 11. Protocolo IP Este es el formato de DATAGRAMA IP Versión IHL TOS Longitud Total Identificador Flags Fragment offset TTL Protocolo Chequeo del Encabezado UDP - TCP Dirección Fuente Dirección Destino Opciones más Relleno Carga útil TOS (8 bits) Tipo de Servicio. Establece precedencias pero la mayoría de los router ignoran este campo. Para NGN es importante porque permite distinguir entre distintos tráficos (voz/datos)
  12. 12. Protocolo IP FRAGMENTACIÓN Y REENSAMBLAJE Un datagrama IP puede ser demasiado grande para ser enviado por la red (MTU) Los datagramas se dividen en datagramas IP “lo suficientemente pequeños” Los fragmentos son enviados como cualquier otro datagrama. Requiere que el extremo de recepción tenga una cola de reensamblaje. Debería descartar los fragmentos luego de un tiempo.
  13. 13. Protocolo TCP
  14. 14. Protocolo TCP Formato del Protocolo “segmentos” TCP Puerto Fuente Puerto Destino Número de secuencia Número de Confiramción Comienzo Reservado Flags Ventana datos Longitud Puntero de urgencia Opciones más relleno Carga útil
  15. 15. Protocolo TCP El flujo se divide en pequeños segmentos para la transmisión. Cada segmento se envía como un datagrama IP. TCP numera cada segmento, de manera que la recepción pueda ser verificada y la información reconstruida en el orden apropiado. La estación TCP receptora devuelve un reconocimiento (acknowkedge) positivo. Los datos transmitidos incluyen un checksum para la detección de errores Los puertos del protocolo son utilizados para distinguir entre diversas aplicaciones. De esta manera los datos TCP se entregan al proceso adecuado y se especifica en el momento del establecimiento de la conexión. La conexión se establece mediante el uso de un saludo de 3 vías (handshake).
  16. 16. Protocolo UDP
  17. 17. Protocolo UDP Puerto Fuente Puerto Destino Longitud Verificación Carga útil Puerto Fuente (16 bits) Identifica el puerto UDP desde el que se origina el mensaje. Los puertos hasta 1023 están reservados y son los puertos asignados a servidores para determinados servicios. Puerto Destino (16 bits) Identifica el puerto al que va destinado el datagrama. Longitud (16 bits) El tamaño en bytes del datagrama, incluyendo el encabezado Verificación.(32 bits) Es la suma módulo 216 de la carga útil, el encabezado UDP, y parte o pseudo encabezado IP formado por Dirección IP Fuente(32 bits), dirección IP destino(32 bits), Ceros (8 bits), Protocolo (8 bits) y longitud de UDP (16 bits). UDP no otorga garantías para la entrega de sus mensajes
  18. 18. Protocolo UDP IMPORTANTE: LAS COMUNICACIONES VOCALES SE REALIZAN POR MEDIO DE ESTE PROTOCOLO YA QUE AL NO TENER CONFIRMACION (NO DA AVISO AL EMISOR CUANDO LLEGA UN MENSAJE), ESTE PROTOCOLO ES MUY APTO PARA LA VOZ. EN UNA COMUNICACIÓN NO NECESITAMOS PEDIR UN DATO QUE FALTA SI SE PEDIO, PORQUE SE PRODUCE EN TIEMPO REAL.
  19. 19. Protocolo H.323
  20. 20. Protocolo H.323 H.323 fue diseñado con un objetivo principal: Proveer a los usuarios con tele-conferencias que tienen capacidades de voz, video y datos sobre redes de conmutación de paquetes. Las continuas investigaciones y desarrollos de H.323 siguen con la misma finalidad y, como resultado, H.323 se convierte en el estándar óptimo para cubrir esta clase de aspectos. Además, H.323 y la convergencia de voz, video y datos permiten a los proveedores de servicios prestar esta clase de facilidades para los usuarios de tal forma que se reducen costos mientras mejora el desempeño para el usuario.
  21. 21. Protocolo H.323 Componentes de una Red H.323
  22. 22. Componentes H.323 TERMINAL Es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real con otro terminal H.323, gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de señales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento y /o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificación, un terminal H.323 puede proporcionar sólo voz, voz y datos, voz y vídeo, o voz, datos y vídeo.
  23. 23. Componentes H.323 GATEWAY Es un extremo que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real entre terminales H.323 en la red IP y otros terminales o gateways en una red conmutada. En general, el propósito del gateway es reflejar transparentemente las características de un extremo en la red IP a otro en una red conmutada y viceversa.
  24. 24. Componentes H.323 GATEKEEPER Es una entidad que proporciona la traducción de direcciones y el control de acceso a la red de los terminales H.323, gateways y MCUs. El gatekeeper puede también ofrecer otros servicios a los terminales, gateways y MCUs, tales como gestión del ancho de banda y localización de los gateways.
  25. 25. Componentes H.323 MCU La Unidad de Control Multipunto está diseñada para soportar la conferencia entre tres o más puntos, bajo el estándar H.323, llevando la negociación entre terminales para determinar las capacidades comunes para el proceso de audio y vídeo y controlar la multidifusión.
  26. 26. Pila de protocolos H.323 H.323 utiliza los siguientes protocolos Direccionamiento RAS DNS Señalización H.225 Q.931 H.245 Compresión de Voz G711, G729, etc. Transmisión UDP RTP Control de Transmisión RTCP
  27. 27. Protocolos RTP - RTCP
  28. 28. RTP Proporciona las funciones de transporte de datos en tiempo real entre extremos de una red IP, sea audio, video. Hay que tener en cuenta que RTP por si solo no proporciona un mecanismo para asegurar la entrega a tiempo de los paquetes o proporcionar calidad de servicio, son en realidad funciones que relega a las capas inferiores.
  29. 29. RTP V P X CC M PT Número de Secuencia Timestamp (SSRC) Identificador de la fuente de sincronización (CSRC) Identificadores de las fuentes de contribución Carga útil PAYLOAD TYPES Valor Códec 0 PCM ley μ 4 G.723 8 PCM ley A 18 G.729 32 MPEG 34 H263
  30. 30. RTCP Cliente RTP Cliente de VoIP de VoIP 1500 1500 1000 1000 RTP IP UDP RTP IP UDP
  31. 31. RTCP Su función básica es enviar paquetes de control periódicos a todos los participantes de la sesión multimedia y de esta forma tener una idea de la calidad con la que se están distribuyendo los datos. La información de RTCP utiliza puertos diferentes que la información intercambiada por RTP.
  32. 32. Protocolos MGCP - MEGACO
  33. 33. MGCP - MEGACO Han sido desarrollados teniendo en cuenta la integración de VoIP y la red PSTN teniendo en cuenta su señalización SS7. MGCP es un desarrollo de la IETF en cambio MEGACO (H.248) es una iniciativa conjunta de la IETF y la ITU-T.
  34. 34. MGCP - MEGACO Se aplica en redes donde la lógica de señalización se encuentra en los MGCs (Media Gateway Controller) y la lógica para transmitir datos multimedia en los MGs (media Gateways). Usando MGCP/MEGACO- H.248, los MGCs pueden controlar los recursos residentes en los MGs para establecer flujos de datos multimedia entre extremos de la red (Endpoints). MGCP implementa la interface de control por medio grupo de transacciones. Las transacciones están compuestas de COMANDOS y RESPUESTAS.
  35. 35. MGCP - MEGACO GW STP SS7 SS7 SS7 STP SS7 SS7 GW GW IP TDM MGCP-MEGACO TDM PSTN PSTN MGC
  36. 36. MGCP - Comandos MGCP - MEGACO Notify MGC MG El MG le informa al MGC la ocurrencia de un evento en particular. AuditEndpoint MGC MG Determina el estado de un Endpoint. AuditConnection MGC MG Audita los parámetros de una conexión existente. RestartInProgress MGC MG Señal que un Endpoint o un grupo están saliendo o entrando en servicio. MG EndpointConfiguration MGC El MGC le solicita al MG la configuración de alguno de los parámetros de un Endpoint.
  37. 37. Protocolo SIP
  38. 38. SIP El protocolo de inicio de sesiones (SIP, SessionInitiationProtocol) es un protocolo de señalización de capa de aplicación que define la iniciación, modificación y la terminación de sesiones interactivas de comunicación multimedia entre usuarios.
  39. 39. SIP • Esta basado en un modelo similar al HTTP. • Es un protocolo donde la información esta estructurada como texto. • Trabaja con estructuras denominadas Mensajes • Los mensajes pueden ser de dos tipos REQUESTS RESPONSES • Incorpora al igual que MGCP/MEGACO SDP para establecer las características de la sesión multimedia.
  40. 40. RED SIP Una red SIP esta conformada por cuatro tipos de Entidades SIP. Cada entidad posee funciones especificas y participan en la comunicación como Clientes (enviando REQUESTs), como Servidores (respondiendo REQUESTs) o ambas funciones. Las entidades de las cuales nos referimos son lógicas es decir que un dispositivo físico puede realizar una o mas funcionalidades lógicas.
  41. 41. Componentes de una red SIP Agente de Usuario AU Cliente (UAC), Inicia la sesión AU Servidor (UAS), Recibe la sesión Servidores SIP (Señalización) Proxy Redirect Registra Localización (BD) * SDP(Session Description Protocol): Protocolo de descripción de sesión, describe parámetros de inicialización de streaming media.
  42. 42. SIP
  43. 43. SIP TAREAS QUE REALIZA • Resolución de Direcciones • Funciones de Sesión – Establecimiento – Negociación de medios • Modificación • Terminación • Cancelación – Señalización en llamada – Control de llamada • Configuración de QoS
  44. 44. SIP MENSAJES MAS COMUNES: RESPUESTAS COMUNES: • INVITE: Inicio de Sesión • ACK: Reconocimiento • BYE: Terminación de sesión • CANCEL: Cancelacion de Invite • REGISTER: Registro • NOTIFY: Notificación de eventos • PRACK: Reconocimiento provisional
  45. 45. SIP REGISTRO: REGISTER REGISTER 401 UNAUTHORIZED 200 OK
  46. 46. SIP ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN: INVITE INVITE 100 TRYING 180 RINGING 180 RINGING 200 OK 200 OK ACK ACK
  47. 47. SIP TERMINACIÓN: BYE BYE 200 OK 200 OK
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