Tesis voip para hotel

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Tesis voip para hotel

  1. 1. UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE SISTEMAS E INFORMÁTICA TRABAJO DE INVESTIGACIÓN DE TESINA PROPUESTA DE DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA DE VOZ SOBRE IP PARA EL HOSTAL ILO PRESENTADO POR EL BACHILLER RUSO ALEXANDER MORALES GONZALES PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO DE SISTEMAS E INFORMÁTICA AREQUIPA – PERÚ 2010
  2. 2. i El presente trabajo está dedicado a las personas que me aman como mi padre, mi madre y mi hermano; ellos me apoyaron anímica, moral y económicamente durante todos estos años, y a todas las personas que directa o tácitamente pude influir a favor de su desarrollo personal.
  3. 3. ii Agradezco a la comprensión y la voluntad de mi familia que más allá de proveerme de recursos para la ejecución de esta tesina, me enseñaron a mantenerme constante en la prosecución del estudio comenzado hace ya tiempo.
  4. 4. iii PROPUESTA DE DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA DE VOZ SOBRE IP PARA EL HOSTAL ILO TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I: GENERALIDADES 1.1 Historia de la Empresa 2 1.2 Visión de la Empresa 2 1.3 Misión de la Empresa 3 1.4 Productos o Actividades de la Empresa 3 CAPÍTULO II: TRABAJO EXPUESTO EN EL MÓDULO DEL CURSO ESPECIAL DE TITULACIÓN 2.1 Definición del problema 4 2.2 Objetivos de la tesina 5 2.2.1 Objetivo General 5 2.2.2 Objetivos Específicos 5 2.3 Justificación de la tesina 6 2.4 Alcances de la tesina 6 2.5 Conceptos previos: VoIP y Telefonía IP 7 2.5.1 VoIP 7 2.5.2 Telefonía IP 8 2.6 Ventajas de la VoIP 9 2.7 Tendencia hacia la comunicación de paquetes de voz 10 2.8 Diferencias fundamentales entre las redes de voz y las redes de datos 10 2.9 Arquitectura de redes VoIP 11 2.9.1 Terminales 13 2.9.2 Gateway 16 2.9.3 Gatekeeper 18 2.10 Estándares de codificación de la voz y anchos de banda relacionados 20 2.11 Calidad de servicio (QoS Quality of Service) 22 2.12 Centrales telefónicas basadas en software Asterisk 24 2.12.1 Prerrogativas de tener una central telefónica basada en Asterisk 25
  5. 5. iv A) Control 25 B) Integración 25 C) Flexibilidad 25 D) Escalabilidad 25 E) Bajo Costo 25 2.13 Análisis del Caso Hostal Ilo 26 2.14 Arquitectura y planos del caso en estudio 26 2.14.1 El Edificio 26 2.14.2 Primer Piso 28 2.14.3 Segundo Piso 29 2.14.4 Tercer Piso 31 2.14.5 Cuarto Piso 33 2.15 Análisis de las redes actuales 35 2.15.1 Red de Video 35 A) Distribución del cableado de video en el edificio 36 B) Distribución del cableado de video de la terraza 37 C) Distribución del cableado de video en el cuarto piso 39 D) Distribución del cableado de video en el tercer piso 40 E) Distribución del cableado de video en el segundo piso 42 F) Distribución del cableado de video en el primer piso 43 2.15.2 Red de Voz 44 2.15.3 Red de Telefonía Fija 45 2.15.4 Red de Internet 49 A) Red Inalámbrica 51 B) Red Cableada 58 2.16 Equipos y sistemas necesarios para la red VoIP 60 2.16.1 IP-PBX 60 2.16.2 Servidor Asterisk con Trixbox 61 2.16.3 Computadora servidor 62 2.16.4 Tarjeta de telefonía 63 2.16.5 Switch 64 2.16.6 Teléfonos IP 65 2.16.7 Router ADSL 67 2.17 Materiales y herramientas para el cableado de la red 67 2.18 Costos de la inversión 68
  6. 6. v 2.18.1 Costos de análisis y diseño de la red 68 2.18.2 Costos de equipos de red 69 2.18.3 Costos de materiales de red 70 2.18.4 Costos de herramientas de red 70 2.18.5 Costos de instalación del cableado y equipos de red 71 2.18.6 Costos de instalación y configuración de los sistemas de red e IP 71 PBX 2.18.7 Costos del ADSL de banda ancha 72 2.18.8 Terceros costos 72 2.18.9 Costos totales del proyecto 73 2.19 Análisis Financiero 73 2.19.1 Índice de retorno de la inversión 74 2.19.2 Valor Actual Neto 77 2.19.3 Tasa Interna de Retorno 78 2.20 Impacto de la red VoIP en el Hostal Ilo 79 2.21 Esquema arquitectónico de la red VoIP propuesto para el Hostal Ilo 80 2.22 Ubicación propuesta de los equipos de red en el Hostal Ilo 82 2.22.1 Ubicación de los equipos de red en la sala de equipos 82 2.22.2 Ubicación de los teléfonos IP en las habitaciones del Hostal Ilo 83 2.23 Recorrido del cableado propuesto para el Hostal Ilo 87 2.23.1 Recorrido del cableado entre pisos del Hostal Ilo 88 2.23.2 Recorrido del cableado en las habitaciones 91 2.24 Comportamiento de servidor Asterisk 96 2.25 Interfaz web de administración 97 2.26 Flash Operator Panel 98 2.27 Estadística y reportes de llamadas 99 2.28 Música en espera 102 2.29 Cronograma de Actividades 103 2.30 Diagrama Gantt del Proyecto 105 Conclusiones 107 Glosario de Términos 109 Fuentes de Información 110
  7. 7. vi ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1: Detalles de la Institución 3 Cuadro 2: Comunicación actual en la Institución 5 Cuadro 3: Codec de voz con su ancho de banda requerido 20 Cuadro 4: Ambientes del primer piso con sus respectivas medidas 29 Cuadro 5: Medidas de las habitaciones del segundo piso 29 Cuadro 6: Medidas de las habitaciones del tercer piso 31 Cuadro 7: Medidas de las habitaciones del cuarto piso 33 Cuadro 8: Datos Generales de la empresa de TV cable 35 Cuadro 9: Datos de la línea de telefónica 46 Cuadro 10: Datos generales del proveedor de telefonía 46 Cuadro 11: Características del servicio a Internet 49 Cuadro 12: Calidad del servicio wi-fi por lejanía en el edificio 57 Cuadro 13: Características del router cisco 877W 67 Cuadro 14: Lista de materiales para el desarrollo de la red 67 Cuadro 15: Lista de herramientas para el desarrollo de la red 68 Cuadro 16: Precios del análisis y diseño de la red 69 Cuadro 17: Costos de equipos de red 69 Cuadro 18: Costos de materiales de red 70 Cuadro 19: Costos de herramientas de red 70 Cuadro 20: Costos de instalación de cableado y equipos 71 Cuadro 21: Costos de instalación y configuración de los sistemas de red e IP 71 PBX Cuadro 22: Costos del ADSL de banda ancha 72 Cuadro 23: Costos de la confección de la puerta y pared 72 Cuadro 24: Costos totales del proyecto 73 Cuadro 25: Precios de las habitaciones actuales 74 Cuadro 26: Nuevos precios propuestos de las habitaciones 74 Cuadro 27: Predicción del beneficio obtenido a 18 meses del proyecto 75 Cuadro 28: ROI de los beneficios obtenidos 76 Cuadro 29: VAN de los beneficios obtenidos a un año y medio 77 Cuadro 30: VAN de los beneficios obtenidos a un año 77 Cuadro 31: TIR de los beneficios obtenidos a un año y medio 78 Cuadro 32: TIR de los beneficios obtenidos a un año 79 Cuadro 33: Distancias de cableado 94
  8. 8. vii Cuadro 34: Distancias del cableado-primer piso a pasillos 94 Cuadro 35: Cronograma de actividades con sus semanas de duración 104 Cuadro 36: Diagrama Gantt 1er mes 105 Cuadro 37: Diagrama Gantt 2do mes 105 Cuadro 38: Diagrama Gantt vista completa 106
  9. 9. viii ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico 1: Diagrama de contexto de la solución tecnológica propuesta 6 Gráfico 2: Elementos existentes en una red de VoIP 12 Gráfico 3: Teléfonos IP 13 Gráfico 4: Interconexión de terminales a red IP 14 Gráfico 5. Aplicación de software VoIP 15 Gráfico 6: Retardos sufridos en una comunicación VoIP 23 Gráfico 7: Plano del frontis del edificio “Hostal Ilo” 27 Gráfico 8: Plano del primer piso 28 Gráfico 9: Plano del segundo piso 30 Gráfico 10: Plano del tercer piso 32 Gráfico 11: Plano del cuarto piso 34 Gráfico 12: Vista isométrica norte-oeste del edificio 36 Gráfico 13: Vista isométrica sur-este de la terraza 37 Gráfico 14: Vista isométrica norte-oeste de la terraza 37 Gráfico 15: Isométrica alambrada norte-oeste de la terraza 38 Gráfico 16: Vista isométrica este-4to piso 39 Gráfico 17: Vista isométrica oeste-4to piso 39 Gráfico 18: Vista isométrica oeste-3er piso 40 Gráfico 19: Vista isométrica este-3er piso 41 Gráfico 20: Vista isométrica sur-oeste-3er piso 41 Gráfico 21: Vista isométrica sur-oeste-2do piso 42 Gráfico 22: Vista isométrica sur-oeste-1er piso 43 Gráfico 23: Vista isométrica oeste-1er piso 44 Gráfico 24: Corte izquierda edificio y visualización de los intercomunicadores 45 Gráfico 25: Teléfono básico marca Niza, color marfil 47 Gráfico 26: Teléfono inalámbrico marca General Electric de 900Mhz 47 Gráfico 27: Plano del 1er piso sin medidas y con teléfonos 48 Gráfico 28: Equipo residencial marca Huawei 49 Gráfico 29: Plano del 1er piso con ubicación del Access point 51 Gráfico 30: Medición de la calidad de la señal en el 1er piso 52 Gráfico 31: Comprobación del estado de la conexión con el comando ping en 52 el primer piso Gráfico 32: Medición de la calidad de la señal en el 2do piso 53 Gráfico 33: Comprobación del estado de la conexión con el comando ping en 53
  10. 10. ix el 2do piso Gráfico 34: Medición de la calidad de la señal en el 3er piso 54 Gráfico 35: Comprobación del estado de la conexión con el comando ping en 54 el 3er piso Gráfico 36: Medición de la calidad de la señal en el 4to piso 55 Gráfico 37: Comprobación del estado de la conexión con el comando ping en 55 el 4to piso Gráfico 38: Medición de la calidad de la señal en la terraza 56 Gráfico 39: Comprobación del estado de la conexión con el comando ping en 56 la terraza Gráfico 40: Vista isométrica del edificio con calidad de señal Wi-Fi 57 Gráfico 41: Plano del 1er piso con ubicación del modem-router 59 Gráfico 42: Logotipo de Asterisk 61 Gráfico 43: Logotipo de trixbox 62 Gráfico 44: Computadora servidor 63 Gráfico 45 Tarjeta Sangoma 63 Gráfico 46: Switches Cisco Catalyst Express 520 64 Gráfico 47: Teléfonos IP Cisco modelo 7912 65 Gráfico 48: Router Cisco ADSL 877w 66 Gráfico 49: Fórmula del VAN 77 Gráfico 50: Fórmula del TIR 78 Gráfico 51: Diseño de arquitectura básica de la red LAN 80 Gráfico 52: Diseño de la arquitectura de la red 81 Gráfico 53: Diseño lógico del edificio con red VoIP y Wi-Fi 82 Gráfico 54: Sala de equipos – 1er piso 83 Gráfico 55: Vista isométrica sur-este, con ubicación de teléfonos IP 84 Gráfico 56: Teléfonos IP dentro de la habitación 85 Gráfico 57: Vista isométrica norte-oeste con ubicación de teléfonos IP 85 Gráfico 58: Visualización de habitaciones con sus teléfonos IP 86 Gráfico 59: Corte frontal-gradas del edificio 87 Gráfico 60: Corte derecha-gradas del edificio 88 Gráfico 61: Vista isométrica norte-oeste-gradas del edificio 89 Gráfico 62: Vista isométrica norte-oeste-inferior-gradas del edificio 90 Gráfico 63: Vista isométrica sur-este-canaletas 91 Gráfico 64: Canaletas y toma RJ45 en habitación matrimonial 92
  11. 11. x Gráfico 65: Canaletas y teléfonos IP en habitación simple 93 Gráfico 66: Distancias de las habitaciones 95 Gráfico 67: Diagrama de caso de uso del servidor Asterisk 96 Gráfico 68: Entorno GUI para Asterisk 97 Gráfico 69: Flash Operator Panel 98 Gráfico 70: Detalle de extensiones activas con FOP 99 Gráfico 71: Detalle de reportes de llamadas 100 Gráfico 72: Reporte comparativo de llamadas para tres fechas consecutivas 101 Gráfico 73: Carga diaria de llamadas mostrando picos y valles 101 Gráfico 74: Comparativo de llamadas por mes, muestra para dos meses 102 Gráfico 75: Música en espera con FreePBX 103
  12. 12. xi ÍNDICE DE ANEXOS ANEXO 1: Configuración básica del router Cisco 871w 111 ANEXO 2: Configuración básica del switch Cisco Catalyst Express 520 119 ANEXO 3: Instalación del software Tribox 128 ANEXO 4: Fotografías del edificio “Hostal ILO” 134 ANEXO 5: Fotografías de habitaciones, gradas, pasillos, sala de recepción 137 del “Hostal Ilo” ANEXO 6: Cotización de equipos de red 141
  13. 13. 1 INTRODUCCIÓN Un factor muy importante en lo que respecta a los huéspedes del Hostal Ilo, es la necesidad de comunicación hacia fuera del hostal para hacer constar de sus horas de llegada, horas de salida, alguna emergencia o eventualidad, comunicación con los amigos, llamadas a taxis, restaurantes, pollerías o quizá simplemente para cualquier trivialidad personal o de negocio, que el huésped tenga en mente. El alojado o huésped testifica a través de la comunicación telefónica las necesidades que éste tiene para comunicarse con su familia, amigos, colegas, etc. Si bien es cierto que hoy por hoy contamos la mayoría de personas con un teléfono celular, no es raro concurrir a locutorios telefónicos para realizar alguna llamada. Nuestro establecimiento comercial cuenta con una línea telefónica en la sala de recepción, que puede ser usado para la admisión y/o salida de llamadas para los huéspedes, como también para los fines que nuestros empleados o la institución tengan. Paralelamente hemos constatado empíricamente de la ineficiencia de la comunicación “habitación- recepción”, ya que éste se da por medio de intercomunicadores ubicados en los pasillos, y peor aún en el caso contrario, de la comunicación “recepción-habitación”, en donde para comunicarse es a través de un llamamiento a la puerta que se produce por el desplazamiento hasta ésta misma. Para subsanar los inconvenientes mencionados con soluciones tecnológicas, recae en la respuesta de ofrecer conectividad a una red de voz sobre IP. Como puntos principales para esta solución tecnológica se necesitan: definir los requerimientos para la red de voz sobre IP a tratar, seleccionar los equipos adecuados, diseñar el cableado estructurado y la red de voz sobre IP. Todo esto agrega valor a las habitaciones y aumenta la rentabilidad, como también la imagen institucional, y da ventaja competitiva, a la vez de satisfacer la necesidad de comunicación telefónica intrínseca del alojado. Son dos los capítulos en esta tesina, y están alineados de tal manera que la comprensión intelectual de la misma sea coherente.
  14. 14. 2 CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.1 Historia de la Empresa En la ciudad de Ilo, a los dos días del mes de enero del año 1996 siendo las diez y cuarenta de la mañana, se presentó el Dr. Dante Morales del Arroyo para hacer atestar toda la documentación pertinente, que de acuerdo al reglamento de hospedaje de ITINCI1, se debe seguir para la apertura de un establecimiento de dicha envergadura. El director zonal de Industria y Turismo, el Economista Walker Aguirre Suárez de acuerdo a las funciones que corresponde, procedió a legalizar pliegos de las certificaciones hechas anteriormente y el Libro, que este último pasa a denominarse “Registro de Huéspedes” que servirá para el establecimiento de Hospedaje denominado Hostal Ilo de dos estrellas ubicado en el jirón callao n° 640 de la ciudad de Ilo en el departamento de Moquegua. Quedando registrado dicho Libro y documentación secular con el número 002-96-ITINCI, se procedió a sellar el folio que da inicio a la apertura del establecimiento con las licencias del caso. Desde entonces se ha tenido el servicio de hospedaje de forma ininterrumpida, logrando así estar en el mercado por más de 14 años dando calidad de servicio. 1.2 Visión de la Empresa Lograr una categorización superior a través de la preferencia y satisfacción de nuestros clientes excediendo sus expectativas de buen trato y servicio. 1 Ministerio de Industria, Turismo, Integración y Negociaciones Comerciales Internacionales, actualmente llamado MINCETUR (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo)
  15. 15. 3 1.3 Misión de la Empresa Proveer un servicio integral de hostelería y servicios turísticos de calidad a todos nuestros huéspedes, haciendo de la excelencia nuestra carta de presentación. 1.4 Productos o Actividades de la Empresa Nuestro establecimiento se encarga de la recepción y alojamiento de personas individuales, parejas o grupos de personas temporalmente. Brindamos para ello cómodas habitaciones, con baño privado, ducha con agua fría y caliente, y TV cable. También contamos con los tres tipos de habitaciones básicas existentes como son las habitaciones simples (para una sola persona); habitaciones dobles (para dos personas), y habitaciones matrimoniales (para dos personas), descartando del todo para nuestro establecimiento las habitaciones triples (para tres personas), cuádruple, etc. Según regula el MINCETUR2, nuestro establecimiento calza en la denominación de hostal, por contar con un número máximo de 12 habitaciones para el ofrecimiento del hospedaje. Su categoría pertinente es de dos estrellas, por contar con las exigencias establecidas para las habitaciones simples, dobles y matrimoniales por metros los cuadrados, altura de las habitaciones, fuentes de iluminación y ventilaciones naturales, como también algunas condiciones del interior como la humedad y el nivel sonoro. En este cuadro se ve los datos principales de la institución: CUADRO 1: DETALLES DE LA INSTITUCIÓN Nombre de la institución Hostal ILO Giro del negocio Hospedaje Sector empresarial Turismo Razón Social Empresa de Servicios Generales M.G. E.I.R.L. Categoría Dos estrellas Tamaño de la institución Microempresa Dirección Jr. Callao 640, Ilo – Perú Fuente: Manual de Organización y Funciones del Hostal Ilo 2 Ministerio de Comercio Exterior y Turismo
  16. 16. 4 CAPÍTULO II TRABAJO EXPUESTO EN EL MÓDULO DEL CURSO ESPECIAL DE TITULACIÓN 2.1 Definición del problema En nuestro establecimiento a lo largo de los años se ha registrado una disminución circunstancial del volumen de huéspedes en el segmento de clientes de posición económica alta, contribuyendo a un decremento de las ventas de nuestro servicio. Las exigencias de demanda de habitaciones de mayor calidad en esta competitiva industria hotelera obliga a que mejoremos las capacidades que las habitaciones que se pueden ofrecer a los huéspedes no sólo de clase alta, sino también al segmento habitual que nos frecuentan. A medida de querer aumentar la calidad de las habitaciones de nuestro establecimiento, hemos visto a través de auditorías internas y benchmarking3 la carencia en lo que se refiere al uso de TIC4, y sobre todo la mala calidad de comunicación dentro del negocio, que se plasma en el siguiente cuadro: 3 Proceso sistemático y continuo para evaluar comparativamente productos, servicios y procesos de trabajo. 4 Tecnología de Información y Comunicación
  17. 17. 5 CUADRO 2: COMUNICACIÓN ACTUAL EN LA INSTITUCIÓN Comunicación Descripción Salida Destino Recepción Habitación Traslado físico a la puerta de la habitación. Habitación Recepción Uso de intercomunicadores ubicados en el pasillo del 3er y 4to piso respectivamente, el 2do piso no posee intercomunicador. Habitación Exterior Llamadas por medio del teléfono celular del mismo huésped, si lo tuviera. Recepción Exterior Uso de la línea telefónica fija del hostal Exterior Habitación Llamas directas al teléfono celular del huésped, si lo tuviera. Exterior Recepción Llamas telefónicas al teléfono fijo del hostal. Fuente: Elaboración propia El cuadro de arriba es el reflejo de la carencia de una red integral de comunicaciones dentro de las habitaciones y en la sala de recepción. 2.2 Objetivos de la tesina 2.2.1 Objetivo General  Diseñar una infraestructura de red integrada para voz sobre IP5, para mejorar la comunicación interna del Hostal Ilo. 2.2.2 Objetivos Específicos  Describir y examinar las redes actuales de la institución.  Definir los requerimientos para la red VoIP6.  Plantear el presupuesto necesario para la infraestructura de red VoIP.  Diseñar el cableado estructurado necesario para la VoIP. 5 Internet Protocol (Protocolo de Internet). 6 De sus siglas en inglés Voice over Internet Protocol (Voz sobre el Protocolo de Internet).
  18. 18. 6 2.3 Justificación de la tesina La tesina se justifica por la necesidad de mejorar el servicio hostelero dándole un valor agregado a la habitación del huésped, y satisfacer la necesidad de una óptima y rápida comunicación dentro de la institución; así aumentar la categorización, prestigio y calidad del Hostal Ilo con la incursión de una tecnología basada en redes. 2.4 Alcances de la tesina La presente tesina tiene como alcance ilustrar todos los aspectos relacionados con el análisis y planteamiento de un sistema de cableado estructurado de voz sobre IP en las habitaciones del Hostal Ilo, asimismo definir el sistema de la central telefónica ha usar, como también el diseño de red que ésta debe tener. Al final se obtendrá toda una serie de pasos metodológicos que se adecuen a este caso de desarrollo de red VoIP en particular. A continuación se mostrará el diagrama de contexto, para explicar cuál es el alcance del sistema propuesto: GRÁFICO 1: DIAGRAMA DE CONTEXTO DE LA SOLUCIÓN TECNOLÓGICA PROPUESTA Administración Direccionamiento Red telefónica de llamada Salida de pública conmutada llamadas Envío de Envío de llamada llamadas Infraestructura de voz sobre IP Realización de cambios al Envío de repositorio de información llamada Reportes de Direccionamiento llamadas Huéspedes de llamada Administración Fuente: Elaboración Propia
  19. 19. 7 2.5 Conceptos Previos: VoIP y Telefonía IP 2.5.1 VoIP La idea de transmitir voz a través de Internet, surgió en 1995 cuando Vocaltec, Inc7 publicó su programa Internet Phone. Este programa estaba diseñado para ejecutarse en un 486 a 33Mhz con tarjeta de sonido, altavoces, micrófono y un módem. El software, comprimía la voz y la empaquetaba en paquetes IP para su transmisión a través del módem. Esto funcionaba perfectamente, el único problema era que los dos terminales tenían que tener instalado el software propietario de Vocaltec. Poco después, empezaron a aparecer otros programas, aunque lo más importante, es que empezaron a crearse gateways (puertas de enlace) que permitían la intercomunicación entre la red IP (Internet) y la PSTN – Public Switched Telephone Network – (red telefónica pública conmutada, la red que se utiliza actualmente para la telefonía analógica convencional). Así se vieron posibilitadas las comunicaciones PC a teléfono, y teléfono a teléfono a través de Internet. La primera ventaja que observaron los usuarios es la de poder llamar a grandes distancias pagando la tasa de acceso a Internet, en vez de pagar la cantidad estipulada a través de la PSTN8. Otra ventaja que existe es la de poder utilizar la infraestructura que se posee para la telefonía habitual. Finalmente, VoIP evita enviar datos cuando encuentra un silencio en la conversación, optimizando el ancho de banda utilizado. VoIP no depende en gran medida de los proveedores de telefonía, debido a que la mayoría de conversaciones son peer-to-peer (P2P, se establece una comunicación entre dos únicos nodos). Pero si la comunicación que se desea establecer incluye como destino un teléfono de la red PSTN, entra en juego un gateway9 que trabaja entre las dos redes intercomunicándolas. 7 Reconocida como la compañía pionera en VoIP. 8 Public Switched Telephone Network (Red de Telefonía Básica Conmutada). 9 Dispositivo, que permite interconectar redes con protocolos y arquitecturas diferentes a todos los niveles de comunicación.
  20. 20. 8 2.5.2 Telefonía IP Se considera la telefonía IP como el servicio telefónico ofrecido sobre las redes de datos, tanto privada como pública. Este tipo de telefonía utiliza VoIP como tecnología para proporcionar sus servicios. Para una mayor comprensión del proceso en una comunicación de telefonía IP se emplean los conceptos de plano de control y plano de media. Se diferencian dos planos debido a que el intercambio de información para el establecimiento de una llamada y la información enviada para la voz de dicha llamada, son distintos y siguen estándares distintos. Consecuentemente, cada plano debe utilizar protocolos distintos. Utilizar un mismo protocolo para establecer una comunicación mediante Telefonía IP permite poder usar cualquier terminal (teléfono, fax, etc.), sin necesidad de un ordenador con un software específico instalado. Los estándares utilizados para el plano de control son:  H.323: es un protocolo diseñado para la transmisión de datos en tiempo real entre usuarios, muy usado en video conferencias.  SIP: es el protocolo por excelencia si se desea utilizar la telefonía IP. Una vez se ha establecido la señalización mediante el plano de control, se realiza la transmisión de la información por el plano de media. El protocolo utilizado es RTP/RTCP. RTP (Real-time Transport Protocol) es un protocolo de transporte para comunicaciones en tiempo real. Va en conjunción con RTCP (Real-time Transport Control Protocol) que controla la calidad de servicio del primero. Usando SIP, el origen y el destino intercambiarán información para conocer los parámetros para la utilización de RTP y la manera de hacerlo se encuentra detallada en el SDP10. 10 Session Description Protocol (SDP), es un protocolo para describir los parámetros de inicialización de los flujos multimedia.
  21. 21. 9 2.6 Ventajas de la VoIP La principal ventaja de este tipo de servicios es que evita los cargos altos de telefonía (principalmente de larga distancia) que son usuales de las compañías de la Red Pública Telefónica Conmutada (PSTN). Algunos ahorros en el costo son debidos a que utilizan una misma red para llevar voz y datos, especialmente cuando los usuarios no utilizan toda la capacidad de una red ya existente la cual pueden usar para VoIP sin un costo adicional. Las llamadas de VoIP a VoIP entre cualquier proveedor son generalmente al costo de la tarifa plana del internet, en contraste con las llamadas de VoIP a PSTN que generalmente cuestan al usuario de VoIP. El desarrollo de codecs11 para VoIP (aLaw, g.729, g.723, etc.) ha permitido que la voz se codifique en paquetes de datos de cada vez menor tamaño. Esto deriva en que las comunicaciones de voz sobre IP requieran anchos de banda muy reducidos. Junto con el avance permanente de las conexiones ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Línea de Suscripción Digital Asimétrica) en el mercado residencial, este tipo de comunicaciones están siendo muy populares para llamadas internacionales. Hay dos tipos de servicio de PSTN a VoIP: "Discado Entrante Directo" (Direct Inward Dialling: DID) y "Números de acceso". DID conecta a quien hace la llamada directamente al usuario VoIP mientras que los Números de Acceso requieren que éste introduzca el número de extensión del usuario de VoIP. Los Números de acceso son usualmente cobrados como una llamada local para quien hizo la llamada desde la PSTN y gratis para el usuario de VoIP. Otra gran ventaja de la telefonía IP es que se puede llamar a un teléfono fijo o móvil desde cualquier lugar del mundo para transmitir fax, voz, vídeo, correo electrónico por teléfono, mensajería y comercio electrónico. Es decir, la gran variedad de servicios brindados por un solo operador es una de las grandes ventajas que ven los usuarios hogareños y corporativos. 11 Abreviatura de codificador-decodificador. Describe una especificación desarrollada en software, hardware o una combinación de ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos o una señal.
  22. 22. 10 2.7 Tendencia hacia la conmutación de paquetes de voz Si las redes de conmutación de paquetes presentan tantas ventajas, ¿por qué no se utilizan en la actualidad para las llamadas telefónicas? Algunos de los motivos son:  Los paquetes de voz pueden perderse.  No sé tiene garantía de la entrega de todos los paquetes en el otro extremo de la conmutación.  Pueden sufrir grandes retrasos en la entrega. Si esto sucede en una comunicación telefónica donde la característica que prima es la inmediatez de la transmisión de los datos, la conversación será defectuosa; apreciándose ruidos metálicos, retardos importantes, pérdidas de información, etc. En definitiva, una baja calidad del servicio esperado. Aun así, los problemas disminuyen a medida que avanza la técnica y poco a poco son más las redes de datos IP que integran conversaciones de voz y datos, lo cual posibilita la unificación de las estructuras físicas que lo soportan. 2.8 Diferencias fundamentales entre las redes de voz y las redes de datos Las redes de voz y datos son esencialmente diferentes, las primeras presentan las siguientes características:  Para iniciar la conexión es preciso realizar el establecimiento de llamadas.  Se reservan recursos de la red (establecen circuitos de comunicación) durante todo el tiempo que dura la conexión.  Se utiliza un ancho de banda fijo (típicamente 64 kbps por canal de voz en telefonía RDSI12) que puede ser consumido o no en función del tráfico.  Los precios generalmente se basan en el tiempo de uso y en la distancia a la que se encuentran los usuarios.  Los proveedores están sujetos a las normas del sector y regulados y controlados por las autoridades pertinentes (en nuestro caso, el Ministerio de Transportes y Comunicaciones).  El servicio debe ser universal para todo el ámbito estatal. 12 Red Digital de Servicios Integrados
  23. 23. 11 Por el contrario, las redes de datos, basadas en la conmutación de paquetes, se identifican por las siguientes características:  Para asegurar la entrega de los datos se requiere el enrutamiento por paquetes, sin que sea necesario el establecimiento de llamada.  El consumo de los recursos de red se realiza en función de las necesidades, sin que, por lo general, sean reservados siguiendo un criterio de extremo a extremo.  Los precios se forman exclusivamente en función de la tensión competitiva de la oferta y la demanda.  Los servicios se prestan de acuerdo a los criterios impuestos por la demanda, variando ampliamente en cuanto a cobertura geográfica, velocidad de la tecnología aplicada y condiciones de prestación. 2.9 Arquitectura de redes VoIP En la telefonía IP el camino fundamental se produce en la red de enlaces, que se fundamenta ahora en una red basada en el protocolo IP; por ejemplo, podría ser la red Internet. En cuando a la red de abonado (bucle local), se conserva el tradicional par de cobre, físicamente hablando. Los elementos que forman parte integrante de la comunicación (según la recomendación H.32313) se dividen en tres bloques, que son: terminales, gatekeepers y gateways. 13 Define los protocolos para proveer sesiones de comunicación audiovisual sobre paquetes de red.
  24. 24. 12 GRÁFICO 2: ELEMENTOS EXISTENTES EN UNA RED DE VOIP RTB RDSI Terminal Gatekeeper Gateway Zona H.323 Terminal Terminal Terminal Router RED IP Fuente: Cabezas Pozo, José Damián. Sistemas de Telefonías. 1° Edición 2007.
  25. 25. 13 2.9.1 Terminales Como terminales, debemos entender el equivalente a los teléfonos actuales; dichos teléfonos pueden ser teléfonos IP o teléfonos convencionales. GRÁFICO 3: TELÉFONOS IP Fuente: http://www.convexus.com.pe/phones-accesories.php Estos dispositivos que al igual que los teléfonos tradicionales permiten la generación de llamadas por medio de la marcación numérica de anexos además de los servicios propios que la PBX IP14 pueda ofrecer, proporciona también además la codificación y decodificación del audio que viaja por medio de la red de datos digitalizada en los distintos estándares de codificación de la voz y hace que sea entendible por los receptores/emisores del llamado. Las funciones de los terminales IP deben incluir el tratamiento necesario de la señal para su envío por la red de datos; es decir, deben realizar la captación, digitalización y comprensión de la señal de voz de forma que la carga a soportar por toda comunicación esté repartida entre los diversos terminales. Existen principalmente dos tendencias en este tipo de elementos: terminales hardware y terminales software. 14 Central telefónica IP.
  26. 26. 14 Los terminales hardware tienen una apariencia y funcionalidad de cara al usuario muy similar a la de los teléfonos actuales, lo cual permite eliminar la desconfianza inicial que puede producir el cambio. La gran diferencia a primera vista de este tipo de terminales es que se conectan directamente a la red de datos IP sin tener que habilitar rosetas de voz para dichas comunicaciones, como sucede en las instalaciones de voz y datos tradicionales. Un esquema de conexionado puede verse en el siguiente gráfico: GRÁFICO 4: INTERCONEXIÓN DE TERMINALES A RED IP Teléfono IP Teléfono analógico Gateway Adaptador analógico Central RDSI RED IP Fuente: Cabezas Pozo, José Damián. Sistemas de Telefonías. 1° Edición 2007. Por otro lado, los terminales software ejecutándose en nuestro ordenador personal pueden producir un mayor rechazo inicial en el usuario, pero las capacidades del software pueden ser muy superiores.
  27. 27. 15 GRÁFICO 5: APLICACIÓN DE SOFTWARE VOIP Fuente: http://www4.estreet.com/knowledge/article.lasso?article=546 Las soluciones software existentes en el mercado son de muy diverso tipo y están en continuo desarrollo. Un terminal software, sin un incremento de costos importantes, puede ofrecer al usuario características muy diversas entre las que podemos señalar:  Agenda compartida y personal.  Buzón de voz con características de programación muy superiores a las actuales.  Manejo remoto del propio equipo con realización de tareas automáticas.  Organizador de llamadas.  Rellamada automática.  Funciones de reconocimiento de voz. Además, el precio de adquisición puede ser mucho menor que el de los terminales IP hardware, ya que tan sólo es necesario adquirir la aplicación
  28. 28. 16 software e instalarla en nuestro PC, con lo que se elimina el costo de adquisición de los terminales físicos. 2.9.2 Gateway Dispositivo que permite la interconexión entre la red IP y su arquitectura y el sistema telefónico tradicional pudiendo así interconectar a la red de datos IP con la red de telefonía pública (PSTN) para tener una salida externa mediante interfaces que permiten la comunicación entre estas redes. Las distintas interfaces son:  Digitales: E1 QSIG, E1 CAS. Permiten la señalización entre Centrales Telefónicas.  Análogas: FXS y FXO. Ambas interfaces permiten la conexión de un equipo telefónico tradicional y una troncal telefónica, respectivamente. Podemos decir que existen tres tipos de llamadas de voz sobre IP, llamadas de PC a PC, de PC a teléfono y de teléfono a teléfono; siendo las pasarelas (gateways) los dispositivos encargados de enlazar la red VoIP con la red telefónica tradicional basada en la conmutación de circuitos. De esta forma, puede considerarse al gateways como un sistema que por un lado dispone de interfaces LAN o WAN (los cuales se conectan directamente a la red de datos IP) y por el otro de varias interfaces RTB15, accesos básicos y accesos primarios RDSI16, conexiones a centralitas analógicas y RDSI, etc. En general, los GATEWAYS tienen que implementar las siguientes funciones:  Establecimiento y terminación de llamadas. Dichas funciones se ocupan básicamente de la detección del descuelgue y cuelgue del terminal telefónico por parte del usuario.  Identificación, procesamiento e interpretación de los eventos generados por los usuarios o los terminales relacionados con el servicio telefónico prestado. Por ejemplo, uno de los eventos 15 Red Telefónica Básica. 16 Red Digital de Servicios Integrados.
  29. 29. 17 generados por el terminal de abonado son los tonos DTMF17 (multifrecuencia) que producen los teclados telefónicos convencionales. Dentro de un gateways podemos encontrar diversos microprocesadores y DSP18 que se encargan de adaptar la telefonía tradicional al tráfico IP. Por una parte, los procesadores se encargan de implementar los protocolos de telefonía, de red, realizan el control y gestión, así como enrutado de las llamadas y las tareas de facturación propias de las centrales de conmutación telefónica tradicionales. El proceso que se desencadena durante una llamada de voz sobre IP se inicia en el DSP y comienza con la digitalización mediante técnicas PCM19 de la señal de voz analógica. Posteriormente, se analiza la ráfaga de bits PCM con el fin de eliminar ecos y silencios y llevar a cabo la detección de tono. Una vez hecho esto, los tonos de señalización detectados se dirigen al CODEC. El CODEC lleva a cabo la compresión y codificación de la ráfaga PCM, la norma G.711 genera un flujo de 64 kbit/s, la G.729 un flujo de 8 kbit/s y la G.723 uno de 6.3kbits/s (5.3 kbis/s según la norma estadounidense). Empleando la compresión G.729 obtenemos una calidad muy aceptable con retardos del orden de 30 ms, obteniendo tramas de 10 ms de longitud. A continuación, el software de ensamblado de paquetes toma las tramas del CODEC y crea paquetes a los que añade una cabecera de 12 bytes correspondientes al Real Time Protocol (RTP) que proporciona un número de secuencia que sirve como marca temporal. El paquete se dirige ahora al microprocesador de la pasarela, donde se lleva a cabo en primera instancia el direccionamiento. Los dígitos identificados por el detector de tono del DSP se utilizan para determinar el número destino al 17 Dual-tone multi-frequency. 18 Digital Signal Processing. 19 Pulse Code Modulation.
  30. 30. 18 que se le asigna una dirección IP, estableciéndose una llamada en el caso de que el destino esté libre. Al paquete se le añade la cabecera IP de 20 bytes con la dirección IP de la pasarela origen y la dirección IP de la pasarela destino; por último, se añade una cabecera UDP (User Datagram Protocol) de 8 bytes con los sockets de origen y destino. Una vez el paquete llega a su destino, se lleva a cabo la reproducción, para la cual se eliminan en el microprocesador las cabeceras IP y UDP, se encamina el paquete al DSP donde se elimina la cabecera RTP y, finalmente, se desensambla el paquete dejando libres las tramas de voz. 2.9.3 Gatekeeper Es un elemento opcional en la red establecido y requerido por la estandarización H.323, pero cuando está presente, todos los demás elementos que contacten dicha red deben hacer uso de aquel. El Gatekeeper realiza dos funciones de control de llamadas que preservan la integridad de la red corporativa de datos. La primera es la traslación de direcciones de los terminales de la LAN (red de área local) a las correspondientes IP. La segunda es la gestión del ancho de banda, fijando el número de conferencias que pueden estar dándose simultáneamente en la LAN y rechazando las nuevas peticiones por encima del nivel establecido, de manera tal que se garantice el ancho de banda suficiente para las aplicaciones de datos sobre la LAN. El Gatekeeper proporciona todas las funciones anteriores para los terminales, Gateways y MCU’s20, que están registrados dentro de la zona de control H.323. Los gatekeepers deben sustituir a las actuales centrales de conmutación telefónica, siendo normalmente soluciones software, aunque en realidad pueden convivir perfectamente con ellas si la configuración de la red así lo determina. Dentro del esquema de VoIP, la funcionalidad principal que debe ofrecer todo gatekeeper se basa en el control de llamadas y gestión del sistema de 20 Multipoint Control Unit.
  31. 31. 19 direccionamiento, pero el conjunto de tareas puede ser el más importante de todo el sistema. Aunque los terminales pueden conectarse directamente sin intervención del gatekeeper, este tipo de funcionamiento es muy limitado y difícil para el usuario. La potencia real del sistema se pone de manifiesto cuando dentro de cada zona H.323 existe el correspondiente gatekeeper. Todo terminal, antes de realizar una llamada, debe consultar con el gatekeeper si ésta es posible; una vez obtenido permiso, el gatekeeper es quien realiza la traslación entre el identificador de usuario destino y la dirección IP equivalente. Establecida la comunicación entre los terminales, el gatekeeper no necesita intervenir, con lo que la carga del sistema se reparte entre los terminales. Todo este proceso se inicia con el registro de los diversos terminales durante la iniciación de éstos, de esta forma no tenemos ningún problema de movilidad de los diversos puestos y usuarios, incluso los distintos terminales pueden obtener direcciones dinámicas mediante DHCP21. Este registro permite realizar la traslación antes señalada entre los identificadores de usuarios y su localización física de forma automática. Es responsabilidad principal del gatekeeper mantener un control de todo el tráfico generado por las diversas comunicaciones, a efectos de mantener un nivel aceptable de saturación de la red. El control de ancho de banda permite al administrador fijar un límite de utilización, por encima del cual se rechazan las llamadas bien sean internas o externas. Otro aspecto importante que debe manejar el gatekeeper es el enrutamiento de las llamadas, de esta forma, el propio gatekeeper puede redireccionar las llamadas al gateway más indicado o elegir un nuevo destino si el original no está disponible. En cuando a otras capacidades añadidas, podemos pensar en el control de costos de llamadas, control de centros de atención al cliente, etc. 21 Dynamic Host Configuration Protocol.
  32. 32. 20 2.10 Estándares de codificación de la voz y anchos de banda relacionados Actualmente, existen estándares que regulan este tipo de comunicaciones, provenientes de organismos internacionales de estandarización como el ITU (“International Telecomunications Union”, Unión Internacional de Telecomunicaciones) que ha establecido unas normas para la interconexión de los distintos elementos que intervienen en una comunicación sobre Telefonía IP. La necesidad por comprimir y codificar la voz al momento de querer transmitir VoIP o Telefonía IP sobre una red de datos viene dada por la limitación que existe de BW22 en las redes de datos, ya que a mayor BW mayor es el costo de implementación de la propia red (si se tienen varias aplicaciones coexistiendo en la red) o en el caso de contratar servicios de Internet, el costo de BW se incrementa en función de la cantidad que se requiera. Es por esto que es necesario realizar técnicas de codificación y comprensión en la señal de voz analógica para así montarla sobre la red de datos y no sobreponerse a los datos y otras aplicaciones propiamente tales que trafiquen por la red, además de considerar el mejor mecanismo de compresión para brindar las mismas calidades de voz que se tienen en una red telefónica tradicional. En la siguiente tabla se muestra la relación existente entre los distintos algoritmos de compresión de voz utilizados y el ancho de banda requerido por los mismos: CUADRO 3: CODEC DE VOZ CON SU ANCHO DE BANDA REQUERIDO Codec de Voz Ancho de Banda (BW) G.711 64 Kb/s G.721 32 Kb/s G.722 48, 56, 64 Kb/s G.726 16, 24, 32, 40 Kb/s G.727 16, 24, 32, 40 Kb/s G.729 8 Kb/s G.728 16 Kb/s G.723.1 6.3 / 5.3 Kb/s Fuente: Cabezas Pozo, José Damián. Sistemas de Telefonías. 1° Edición 2007. 22 Bandwidth (Ancho de banda).
  33. 33. 21 Se hace referencia a los codecs de audio G.711, G.723 y a G.729a por ser los mecanismos de codificación más acertados para la voz análoga ya que comprimen y codifican la voz para obtener una buena calidad de voz con poco BW similar a la voz telefónica, pudiendo así permitir la transmisión de la voz digital comprimida y posteriormente paquetizada en la red de datos sin perjuicios debido a que se estandariza el tamaño de los paquetes de voz (paquetes de tamaño uniforme) y haciéndolos manejables requiriendo una porción de BW, dejando así el resto del canal para la transmisión de aplicaciones y otros datos en la red. En el caso de G.711, este codec (por ser uno de los primeros en ser diseñado) codifica la voz a 64 Kb/s; es decir, sin compresión y con una calidad superior en el audio digital (voz digitalizada). Posteriormente, y con el avance de la técnica, se crearon los codecs G.722, G.723, G.728 y G.729 que permiten comprimir la voz a mayor escala, disminuyendo el tamaño considerablemente (64 Kb/s hasta los 8 Kb/s respectivamente) y manteniendo una calidad de voz que se aproxima a la voz telefónica tradicional, razón por la cual, se decidió por medio de H.323 establecer como recomendación básica a que los fabricantes y desarrolladores se normaran y establecieran por defecto tres tipos de codec (G.711, G.723 y G.729), haciendo que puedan coexistir dispositivos que codifican la voz a distintas tasas de Kb/s y además permitir la interoperabilidad y establecimiento de capacidades entre dispositivos, los cuales pueden codificar en cualquiera de estos tres codecs y además de las otras opcionales. Preferentemente para diseñar e implementar posteriormente un servicio de telefonía IP, se debe utilizar como codec a G.711 y G.729. Debido a que dentro de la red corporativa de la empresa el BW no es un problema y naturalmente es preferible tener una óptima calidad de voz por lo que generalmente se establece a G.711 para uso interno en las comunicaciones telefónicas y para la posterior salida hacia la WAN23 IP y por medio de un establecimiento previo en la PBX IP a G.729 para la codificación y compresión de la voz. 23 Wide Area Network.
  34. 34. 22 2.11 Calidad de servicio (QoS Quality of Service) Las redes IP son redes del tipo best-effort (mejor esfuerzo), por tanto, no ofrecen garantía de QoS; pero las aplicaciones de telefonía IP sí necesitan algún tipo de garantía de QoS en términos de latencia, Jitter24 y pérdida de paquetes. En tal sentido existen dos mecanismos en señalización para QoS, esto es, IntServ y DiffServ. Ambos son “mecanismos” de cara a la red Esta función tiene primordial importancia en relación con la QoS experimentada por el usuario final. En esto influyen dos factores fundamentales:  La calidad de la voz extremo a extremo, determinada por los sucesivos procesos de codificación – decodificación, y las pérdidas de paquetes en la red.  La demora extremo a extremo (debido a los sucesivos procesos de codificación – decodificación, paquetización y “encolados”) afecta la interactividad en la conversación, tanto, a la QoS. Garantizar la calidad de servicio en base a retardos y ancho de banda disponible en una red IP no es realmente posible sobre una red IP. Una vez digitalizada la voz y paquetizada, se envía al canal de transmisión y aquí no existen soluciones que nos garanticen o permitan establecer anchos de banda, orden de paquetes y retrasos asumibles en su transmisión. Las posibles soluciones pasan por diferenciar los paquetes de voz de los paquetes de datos, priorizar la transmisión de los paquetes de voz y hacer que los retrasos añadidos a la transmisión de los paquetes no superen en ningún caso los 150 milisegundos (recomendación de la ITU). Las soluciones hasta el momento desarrolladas, se basan en:  Anchos de Banda de la voz: Elección del codec adecuado para la codificación y posterior transmisión de la voz paquetizada en tamaños uniformes y que no excedan los máximos permitidos. Dependiendo del BW 24 Variación en el retardo, diferencia entre el tiempo en que llega un paquete y el tiempo en que se cree que llega el paquete.
  35. 35. 23 de la red que se posea será el tipo de codificación que se utilizará para no saturar el canal con paquetes de voz demasiado abultados y que interferirán con los paquetes de datos y aplicaciones que corran en la red.  Retardo: Una vez establecidos los retardos de procesado, retardos de tránsito y el retardo de procesado de la conversación se considera aceptable por debajo de los 150 ms.  Eco: El eco es debido a una reflexión, habitualmente se debe a un desajuste de impedancias. GRÁFICO 6: RETARDOS SUFRIDOS EN UNA COMUNICACIÓN VOIP 30 ms 20 ms 30 ms codificación y transmisión codificación y 5 ms empaquetado permanencia desempaquetado 5 ms propagación en colas buffer de salida propagación (jitter) 90 ms para cada sentido Terminal RTB Gateway Red Gateway RTB Terminal IP Fuente: Cabezas Pozo, José Damián. Sistemas de Telefonías. 1° Edición 2007. Una magnitud fundamental a la hora de dimensionar un sistema de comunicaciones de VoIP es la medida del retardo. Analizando los diversos tramos de transmisión en la red IP, y utilizando una comprensión según G.729, se obtienen retardos del orden de 90 ms para cada sentido de comunicación. Teniendo en cuenta que el máximo retardo permisible para garantizar una calidad de conversación adecuada se sitúa entre los 200 ms – 300 ms, podemos asegurar que estamos dentro de los márgenes deseados.
  36. 36. 24 Para preservar el resultado final relativamente libre de posibles errores que se puedan producir inherentemente a la transmisión por conmutación de paquetes, los sistemas de VoIP cuentan con mecanismos de corrección de errores. Los paquetes de voz se generan con una tasa constante mientras alguien está hablando, en cambio los dispositivos de red pueden provocar una cantidad impredecible de retardos entre paquetes. Estos saltos reciben el nombre de jitter y deben eliminarse en la pasarela receptora con el fin de reproducir fielmente el sonido, para ello en el DSP destino se utiliza un buffer adaptativo que minimiza la distorsión inducida por jitter. Otro fenómeno común en la red debido a la congestión es la pérdida de paquetes. Cuando se produce esto, un algoritmo en el DSP lo detecta y reemplaza los paquetes perdidos por el último paquete correcto recibido disminuyendo su volumen, de este modo se evita que haya “huecos” en la trama de voz. Del mismo modo, los protocolos de transmisión para la VoIP no garantizan la recepción en el orden correcto de los paquetes, por lo que al tomar éstos diferentes rutas por la red, pueden llegar desordenados. Cuando se detecta una situación de desorden, el paquete desordenado se reemplaza por su predecesor como si se hubiera perdido. 2.12 Centrales telefónicas basadas en software Asterisk Por antonomasia hablar de software IP PBX es sinónimo de Asterisk, este es una implementación libre de una centralita telefónica y es el que se usará para este proyecto. El sistema Asterisk permite tanto que los teléfonos conectados a la centralita puedan hacer llamadas entre ellos como servir de pasarela a la red telefónica tradicional. El código del programa fue originalmente creado por Mark Spencer (Digium) basado en las ideas y el trabajo previo de Jim Dixon (proyecto de telefonía Zapata25). El programa, sus mejoras y correcciones son el resultado del trabajo colectivo de la comunidad del software libre. Aunque Asterisk puede funcionar en muchos sistemas operativos, GNU/Linux es la plataforma más estable y en la que existe un mayor soporte. Para usar Asterisk sólo se necesita un computador personal (PC), pero si quiere conectarse a la red telefónica tradicional debe añadir el correspondiente periférico dedicado. 25 www.zapatatelephony.org
  37. 37. 25 2.12.1 Prerrogativas de tener una central telefónica basada en Asterisk A) Control Asterisk permite tener control total sobre las llamadas en la empresa al incorporar mecanismos de monitoreo y generación de reportes que son difíciles de hallar en las PBX tradicionales. B) Integración Al ser una central PBX implementada como software, Asterisk se integra con facilidad a otros programas de CRM (Customer Relationship Management), ERP (Enterprise Resource Planning), dialers, software de reporte de llamadas, etc. C) Flexibilidad La arquitectura de Asterisk permite gran flexibilidad en cuanto a funcionalidades, protocolos, hardware y software. Asimismo, puede integrarse con sistemas de comunicaciones establecidos, permitiendo extender las características de dichos sistemas. D) Escalabilidad Asterisk puede ser ampliado en funcionalidad y escala de manera sencilla. Gracias a su arquitectura y variedad de protocolos soportados dispone de gran capacidad de crecimiento (en funcionalidad, anexos telefónicos y hardware) y convirtiéndose en un completo gestor de comunicaciones. E) Bajo Costo Al ser una solución Open Source se reduce los gastos de licencias. Además, gracias a que Asterisk es una PBX por software, el desembolso por adquisición de hardware puede ajustarse a los requerimientos y posibilidades mínimos de las computadoras pasadas del 2001.
  38. 38. 26 2.13 Análisis del Caso Hostal Ilo Se cuenta con un edificio de cuatro pisos con un área de 83.70 m2, de los cuales la sala de recepción se encuentra en el primer piso ocupando un área total de 14.30m2, y las habitaciones para el alojamiento están ubicadas en el piso número dos, número tres y número cuatro. El segundo piso consta de una habitación simple, una habitación doble y dos habitaciones matrimoniales. El tercer piso tiene una habitación simple, dos habitaciones matrimoniales y una habitación doble. El cuarto piso (último piso) consta de una habitación simple y tres habitaciones dobles. Hay cuatro habitaciones por piso, dando una totalidad de doce habitaciones en el edificio; sin considerar el primer nivel donde únicamente se ubica la sala de recepción, lavandería, sala de estudio y almacén. Dada la diferencia de los tipos de habitaciones existentes en el hostal, como habitaciones simples, dobles y matrimoniales, las características de tamaños son diferentes para cada tipo, y de la misma forma los espacios libres disponibles difieren de una y de otra habitación. Por otra parte, la instalación de cableado estructurado para cada habitación y el consiguiente establecimiento de teléfonos IP para los mismo, debe ser estudiado detenidamente, para que esté en armonía con el decorado de las habitaciones y sujeto a los estándares que exige el mismo cableado estructurado; ahora, a esto se debe añadir la eficiente ubicación de los dispositivos de internetworking26 a utilizarse, y al mismo tiempo dónde y cómo se van a utilizar. 2.14 Arquitectura y planos del caso en estudio 2.14.1 El Edificio Son 17 los ambientes principales del edificio, con un área total de 83.70 m2, la fachada tiene una longitud de 6.75 m, hay una profundidad de 12.40 m, la altura hasta el muro de la terraza posee 12.09 m. En el plano siguiente se observa el diseño del mismo: 26 Equipos electrónicos que intervienen en las redes.
  39. 39. 27 GRÁFICO 7: PLANO DEL FRONTIS DEL EDIFICIO “HOSTAL ILO” Fuente: Elaboración propia.
  40. 40. 28 2.14.2 Primer Piso A continuación, se detalla las dimensiones de los ambientes, todas las medidas están en metros. GRÁFICO 8: PLANO DEL PRIMER PISO Fuente: Elaboración propia.
  41. 41. 29 En el primer piso se posee cinco ambientes de las cuales sus características son las siguientes: CUADRO 4: AMBIENTES DEL PRIMER PISO CON SUS RESPECTIVAS MEDIDAS Dimensiones Ambiente Área Largo Ancho Altura Lavandería 10.24 m2 3.25 m 3.15 m - Almacén 16.57 m2 5.26 m 3.15 m 2.85 m Baño 2.44 m2 1.06 m 2.30 m 1.85 m Estudio 25.29 m2 8.03 m 3.15 m 2.85 m 2 Recepción 14.30 m 4.54 m 3.15 m 2.85 m Fuente: Elaboración propia. En el gráfico de la página anterior se ve claramente la arquitectura del primer piso del edificio, las distancias y especificaciones; mientras que el cuadro número 4 es un resumen de los datos más relevantes como el área, altura, ancho y largo. También se aprecia que la Lavandería no tiene altura, por no contar con un techo estructural y estar al aire libre. 2.14.3 Segundo Piso En el cuadro siguiente se observa las especificaciones de las habitaciones. Estas medidas no consideran los baños dentro de la habitación. CUADRO 5: MEDIDAS DE LAS HABITACIONES DEL SEGUNDO PISO Dimensiones Ambiente Área Largo Ancho Altura Habitación 201 11.42 m2 3.56 m 3.15 m 2.36 m Habitación 202 14.72 m2 4.81 m 3.15 m 2.36 m Habitación 203 8.50 m2 2.70 m 3.15 m 2.36 m Habitación 204 14.00 m2 4.09 m 3.15 m 2.36 m Pasillo 3.55 m2 1.96 m 1.81 m 2.36 m Fuente: Elaboración propia. En este plano siguiente se ve la numeración de las habitaciones y sus dimensiones. Todas las distancias están en metros.
  42. 42. 30 GRÁFICO 9: PLANO DEL SEGUNDO PISO Fuente: Elaboración propia.
  43. 43. 31 2.14.4 Tercer Piso A continuación, se detalla en el siguiente cuadro las medidas del área, largo, ancho y altura de las habitaciones y del pasillo del tercer piso del edificio, y en el gráfico 11 de la siguiente página se observa el plano de dicho piso. CUADRO 6: MEDIDAS DE LAS HABITACIONES DEL TERCER PISO Dimensiones Ambiente Área Largo Ancho Altura Habitación 301 13.02 m2 4.05 m 3.15 m 2.36 m Habitación 302 14.72 m2 4.80 m 3.15 m 2.36 m Habitación 303 8.50 m2 2.70 m 3.15 m 2.36 m 2 Habitación 304 14.00 m 4.09 m 3.15 m 2.36 m Pasillo 3.55 m2 1.96 m 1.81 m 2.36 m Fuente: Elaboración propia. Estas medidas no consideran los baños dentro de la habitación. En este plano se ve la numeración de las habitaciones. Todas las distancias están en metros. Este plano tiene características similares a la arquitectura estructural del plano del segundo piso, ha excepción de la habitación 301 que es más grande en contraste de la habitación 201, por lo demás, son las mismas distancias.
  44. 44. 32 GRÁFICO 10: PLANO DEL TERCER PISO Fuente: Elaboración propia.
  45. 45. 33 2.14.5 Cuarto Piso Seguidamente se muestra la tabla correspondiente al último piso del edificio. CUADRO 7: MEDIDAS DE LAS HABITACIONES DEL CUARTO PISO Dimensiones Ambiente Área Largo Ancho Altura Habitación 401 13.02 m2 4.05 m 3.15 m 2.36 m 2 Habitación 402 14.72 m 4.80 m 3.15 m 2.36 m Habitación 403 8.50 m2 2.70 m 3.15 m 2.36 m Habitación 404 14.00 m2 4.09 m 3.15 m 2.36 m Pasillo 3.55 m2 1.96 m 1.81 m 2.36 m Fuente: Elaboración propia. Igual que los anteriores cuadros, esta también especifica las dimensiones de cada habitación, pero sin considerar los baños de cada una por considerarse un dato de poco valor para el ejercicio de esta tesina. Como se puede apreciar en los números, las distancias no tienen cambios con el piso anterior (tercer piso). El único aspecto distinto es la cavidad de ventilación que tiene el baño de la habitación 401, lo que le da proporciones reducidas a dicho baño, pero sin ésta sea de rotunda disminución del desempeño del mismo. El gráfico número 11 muestra las especificaciones en metros y también se aprecia esa cavidad que se mencionó. Hay que mencionar también que los pasillos y las gradas para los pisos 2, 3 y 4 tienen las mismas proporciones, como distancias, alturas y número de escalones. En el gráfico siguiente se visualiza las distancias, ubicación de camas, televisores, baños, proporciones del pasillo y de las gradas. Como se hizo referencia para los planos anteriores, estas mediciones están en metros.
  46. 46. 34 GRÁFICO 11: PLANO DEL CUARTO PISO Fuente: Elaboración propia.
  47. 47. 35 2.15 Análisis de las redes actuales Son cuatro las redes tecnológicas presentes actualmente dentro del edificio y que sirven para la institución, éstas son: una red de video, una red de voz, una red de telefonía fija, y la red de internet. En las siguientes páginas se describen las redes ya mencionadas. 2.15.1 Red de Video El estableciendo cuenta con una red de cableado de video, para la acometida del servicio de televisión por cable en la habitación. Las doce habitaciones que se dan para el alquiler cuentan con televisiones cada una, y a la vez estos tienen conectividad a la red de video ya mencionada. La calidad de la señal de video es nítida en todos los televisores y el precio que se paga por el servicio es de S/. 40.00 nuevos soles mensuales, por consiguiente, sólo se analizará sus distribución física dentro del edifico. En el cuadro siguiente se puede apreciar los datos de la empresa de servicio de televisión por cable: CUADRO 8: DATOS GENERALES DE LA EMPRESA DE TV CABLE Número de RUC 20159611711 Nombre de la empresa Cable Zofri S.R.LTDA Tipo contribuyente SOC.COM.RESPONS. LTDA Dirección fiscal Jr. Bronsino # 501 urb. San Borja - Lima Fuente: SUNAT27, http://www.sunat.gob.pe/ A continuación, se detallará a través de una breve explicación y con planos tridimensionales, el camino del cableado desde el punto de demarcación, continuando por el cuarto, tercer, segundo piso hasta llegar, finalmente, al primer piso. Es bueno comentar que se hace una descripción piso por piso en orden decreciente por el simple hecho de la comodidad en el esclarecimiento de los nodos por dónde primero pasan hasta llegar al último. En el gráfico 13 de la siguiente página se ve el recorrido del cable, el ingreso a través de un poste, el punto de demarcación ubicado en la terraza, la separación que ésta tiene en tres ramificaciones; la primera en dirección a la fachada del edificio 27 Superintendencia Nacional de Administración Tributaria
  48. 48. 36 (lado sur), y las dos siguientes para el lado posterior (lado norte este y norte oeste). A) Distribución del cableado de video en el edificio Como se puede apreciar en el gráfico 8 de esta tesina, el edificio tiene 12.09 metros de altura, 6.75 metros de ancho y 12.40 metros de largo. Veremos en seguida a través de un plano en tres dimensiones cómo ingresa la señal de televisión por cable del poste de la acera hacia el edificio. Se ve claramente el cable coaxial del color negro característico proveniente del poste de la vía pública GRÁFICO 12: VISTA ISOMÉTRICA NORTE-OESTE DEL EDIFICIO Cable Coaxial Fuente: Elaboración propia.
  49. 49. 37 B) Distribución del cableado de video en la terraza El cable coaxial atraviesa el vértice de la baranda, y se ramifica en tres salientes a través de un splitter28. GRÁFICO 13: VISTA ISOMÉTRICA SUR-ESTE DE LA TERRAZA Cable Splitter Coaxial Fuente: Elaboración propia. GRÁFICO 14: VISTA ISOMÉTRICA NORTE-OESTE DE LA TERRAZA Cable Coaxial Fuente: Elaboración propia. En este gráfico se ve la vista alambrada para dar un mayor detalle de lo que se oculta detrás de los muros. 28 Dispositivo que divide la señal de video en varias señales.
  50. 50. 38 GRÁFICO 15: ISOMÉTRICA ALAMBRADA NORTE-OESTE DE LA TERRAZA Cable Coaxial Splitter Fuente: Elaboración propia. Como es natural para estos casos, se usa cable coaxial delgado denominado también RG-58 (thinnet), con una impedancia de 50 ohmios. El conector utilizado es del tipo “BNC29”. 29 Bayonet Neill-Concelman.
  51. 51. 39 C) Distribución del cableado de video en el cuarto piso Las cuatro habitaciones del cuarto piso, cuentan con televisores con conectividad al cable de video cada una. GRÁFICO 16: VISTA ISOMÉTRICA ESTE - 4TO PISO Habitación Habitación 402 403 Televisor Cable Coaxial Habitación Habitación 401 404 Fuente: Elaboración propia. GRÁFICO 17: VISTA ISOMÉTRICA OESTE – 4TO PISO Cable Habitación Habitación Coaxial 404 401 Habitación Habitación 403 402 Fuente: Elaboración propia.
  52. 52. 40 D) Distribución del cableado de video en el tercer piso En este piso se aprecia a través de su plano respectivo el recorrido del cable coaxial de tres habitaciones: en la parte superior izquierda es la habitación 304, la inferior de izquierda a derecha son las habitaciones 303 y 302; debido al ángulo y por ser vistas sólidas no se percibe el cable coaxial de la habitación faltante (301). GRÁFICO 18: VISTA ISOMÉTRICA OESTE – 3ER PISO Cable Coaxial Habitación Habitación 304 301 Habitación 303 Habitación 302 Fuente: Elaboración propia. Al igual que en las vistas anteriores, en el gráfico 20 de la siguiente página, se percibe claramente el cableado coaxial en la parte inferior, de izquierda a derecha de las habitaciones 301 y 304 respectivamente. En el gráfico 21 se observa el diseño del cableado de video de las habitaciones 302, 303 y 304.
  53. 53. 41 GRÁFICO 19: VISTA ISOMÉTRICA ESTE – 3ER PISO Cable Habitación Coaxial Habitación 302 303 Habitación 301 Habitación 304 Fuente: Elaboración propia. GRÁFICO 20: VISTA ISOMÉTRICA SUR-OESTE – 3ER PISO Habitación 304 Cable Coaxial Habitación 303 Habitación 301 Habitación 302 Fuente: Elaboración propia.
  54. 54. 42 E) Distribución del cableado de video en el segundo piso En este plano se muestra características ya antes vistas en planos anteriores, como distancias, número de habitación, referencia cartesiana X Y Z, recorrido del cable, ubicación de camas y televisores, etc. Todas las distancias están en metros. GRÁFICO 21: VISTA ISOMÉTRICA SUR-OESTE – 2DO PISO Cable Coaxial Televisor Fuente: Elaboración propia.
  55. 55. 43 F) Distribución del cableado de video en el primer piso El primer piso está conformado por la lavandería, baño, almacén, estudio y recepción; del cual sólo el estudio cuenta con una conexión suelta para televisión por cable, mas no hay televisor alguno. Por políticas propias de la empresa no se cuenta con equipos receptivos de señal de video en este piso, pero sí con un computador. GRÁFICO 22: VISTA ISOMÉTRICA SUR-OESTE – 1ER PISO Cable Coaxial Almacén Lavandería Estudio Recepción Fuente: Elaboración propia. En este plano se observa la modelación en tres dimensiones del primer piso, cuyas medidas están en metros. Dadas las magnitudes no se observa bien el cable coaxial, pero se indica a través de la figura representativa y de la flecha en dónde es la ubicación de la misma. Como ya se mencionó antes, no hay televisores en el primer piso; pero sí una conexión libre y sobrante del cable coaxial. Por tanto, la sala de estudio tiene conectividad a televisión por cable, análogo a los cuartos
  56. 56. 44 que están perpendiculares a este mismo, como son las habitaciones 202, 302 y 402. GRÁFICO 23: VISTA ISOMÉTRICA OESTE – 1ER PISO Cable Coaxial Almacén Recepción Estudio Lavandería Fuente: Elaboración propia. 2.15.2 Red de Voz Esta red sirve para la comunicación de voz de la sala de recepción con el cuarto piso y tercer piso, también funciona en sentido contrario. Básicamente, trabaja como si fuera un “walkie-talkie”30, sólo que en este caso son intercomunicadores de marca Akita instalados en los pasillos de los dos pisos superiores e interconectados a otros intercomunicadores ubicados en la recepción. En este caso, si uno se encuentra en el 4to o 3er piso y desea comunicar algo a la recepción, basta con usar el intercomunicador del pasillo. El 2do piso carece del intercomunicador, ya que dada a la cercanía a la 30 Transceptor de radio portátil.
  57. 57. 45 recepción, basta con alzar la voz, o en el mejor de los casos desplazarse hasta ésta. GRÁFICO 24: CORTE IZQUIERDA EDIFICIO Y VISUALIZACIÓN DE LOS INTERCOMUNICADORES Terraza 4to Piso Pasillo 3er Piso Pasillo 2do Piso Pasillo 1er Piso Recepción Fuente: Elaboración propia. 2.15.3 Red de Telefonía Fija Se cuenta con una línea de telefonía fija desde antes de la existencia del hostal, el mismo que ahora está localizado en la sala de recepción; si bien es cierto que se pueden hacer reservaciones de habitaciones vía teléfono, también es usado para usos meramente secundarios y con otros fines, como conectividad a los números de emergencias, llamadas a taxis, etc. Se detalla
  58. 58. 46 en breve en las siguientes tablas algunos datos que son propicios mencionarlos. CUADRO 9: DATOS DE LA LÍNEA DE TELEFÓNICA Número telefónico 53482742 Categoría Residencial Servicio Línea Control Super Económica Precio mensual S/. 50.49 incluido I.G.V. Fuente: Elaboración propia. Como es obvio la empresa Telefónica es el único proveedor líder de telefonía fija del Perú, sus datos se ven en la siguiente tabla: CUADRO 10: DATOS GENERALES DEL PROVEEDOR DE TELEFONÍA Número de RUC 20100017491 Nombre de la empresa Telefónica del Perú Tipo contribuyente Sociedad Anónima Abierta Dirección fiscal Calle Schell # 310 Miraflores - Lima Fuente: SUNAT31, http://www.sunat.gob.pe/ Clásicos teléfonos fijos e inalámbrico, que Telefónica del Perú instala a sus abonados. 31 Superintendencia Nacional de Administración Tributaria
  59. 59. 47 GRÁFICO 25: TELÉFONO BÁSICO MARCA NIZA, COLOR MARFIL Fuente: Elaboración propia. GRÁFICO 26: TELÉFONO INALÁMBRICO MARCA GENERAL ELECTRIC DE 900MHZ Fuente: http://www.tecnoinsumos.com.ar/ Además del teléfono fijo, se cuenta con un anexo inalámbrico de la misma línea ubicado en el estudio del primer piso.
  60. 60. 48 En este gráfico se observa las dos clases de teléfonos citadas en la página anterior, en las ubicaciones reales de los mismos. GRÁFICO 27: PLANO DEL 1ER PISO SIN MEDIDAS Y CON TELÉFONOS Teléfono anexo inalámbrico, marca General Electric de 900mhz Teléfono fijo básico marca Niza Fuente: Elaboración propia.
  61. 61. 49 2.15.4 Red de Internet Como parte de un servicio suplementario de Telefónica, se cuenta con una línea de Internet ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line -Línea de Abonado Digital Asimétrica) de nombre comercial “Speedy 400”, a continuación se verá características del “speedy”. CUADRO 11: CARACTERÍSTICAS DEL SERVICIO A INTERNET Nombre del Servicio Speedy 400 ISP Telefónica del Perú Ancho de Banda (download) 400 kbps Ancho de Banda (upload) 100 kbps Equipo de internetworking 1 MODEM-router ADSL de 4 puertos con access point incluido Costo Mensual S/. 119.00 incluído I.G.V.32 Fuente: Copia para el cliente de la constancia de atención del servicio speedy, N°07-0139667. Nuestra conexión a Internet es para uso meramente doméstico, el equipo es de gama baja, marca Huawei modelo EchoLife HG520b, en esta figura se ve cómo es el modelo del equipo: GRÁFICO 28: EQUIPO RESIDENCIAL MARCA HUAWEI Fuente: http://www.huawei.com/ En el estudio se cuenta con una computadora de escritorio Pentium 4 compatible, del cual hace uso del Internet para fines variados. También el 32 Impuesto General a la Venta.
  62. 62. 50 hostal cuenta con una laptop Core 2 Duo, que en menor medida usa el Internet existente. Tanto la PC de escritorio como la portátil son las únicas computadoras que se posee, muy aparte de los huéspedes que podrían llevar consigo alguna palm, PDA, PSP, laptop, etc. Resaltaremos las características más importantes del equipo Huawai:  Full Configuración Via Web  DMZ  UPNP  Firewall  Auto-diagnóstico  QoS (Quality Of Service)  4 Puertos Ethernet (RJ45)  Firmware Actualizable  Permite Forwarding  WI-FI Desactivable/Activable  Máximo aprovechamiento del ancho de banda provisto por tu ISP.  ADSL2+ de última generación,  Rechazo a ruidos de líneas telefónicas  Sistema de LOGS para analizar (trafico, desconexiones, usuarios conectados, bloqueados, etc.).  Selección manual del tipo de ADSL: ADSL2+, ADSL2, GDMT, GLITE, TI.413, ANNEXM, MULTIMODE, ALL.  Todos los protocolos de encapsulación: PPPoE, PPPoA, RFC2684 (IPoA), RFC2684B (IPoE).  CWMP (Protocolo del servicio de auto-configuración)  Soporta tecnología wireless 802.11g y 802.11b Se tiene una red híbrida conformada por la red estructurada e inalámbrica. El dispositivo Huawei se emplea para las dos redes. La conectividad estructurada se emplea para la PC ubicada en el estudio, y la conectividad inalámbrica para los huéspedes que quieran internet.
  63. 63. 51 A) Red Inalámbrica El equipo Huawei es un AP33, que se usa para la conectividad inalámbrica a internet dentro del edificio para los huéspedes. GRÁFICO 29: PLANO DEL 1ER PISO CON UBICACIÓN DEL ACCESS POINT Access Point marca Huawei Laptop Fuente: Elaboración propia. 33 Access Point
  64. 64. 52 Por medio del programa especializado en exploración de redes inalámbricas denominado “Vistumbler” de versión 10.0 a la fecha de publicación de esta tesina, se testeó la calidad de señal del AP Huawei. Vistumbler se ejecutó en una laptop con sistema operativo Windows Vista y tarjeta inalámbrica marca Intel, de modelo “PRO/Wireless 3945ABG Network Connection”. También se utilizó el comando “ping34” para verificar el estado de la conexión y los tiempos de respuesta de la conectividad. Estos ensayos se realizaron en los distintos pisos del edificio Hostal Ilo. Dando los siguientes resultados: GRÁFICO 30: MEDICIÓN DE LA CALIDAD DE LA SEÑAL EN EL 1ER PISO 100% Fuente: Elaboración propia. GRÁFICO 31: COMPROBACIÓN DEL ESTADO DE LA CONEXIÓN CON EL COMANDO PING EN EL 1ER PISO Fuente: Elaboración propia. 34 Trabaja enviando múltiples paquetes IP a un destino específico y esperando la solicitud de respuesta de ésta.

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