REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES

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1 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES DISEÑO DE UNA RED TELEFÓNICA CONMUTADA IP PARA LA ORGANIZACIÓN MULTIVISION C.A Trabajo Especial de Grado presentado ante la Universidad Rafael Urdaneta para optar al título de: INGENIERO EN TELECOMUNICACIONES Autor: Br. VINICIO MONTERO Br. RODRIGO REMON Tutor: Gilberto Araujo Co-tutor: Douglas Nieto Maracaibo, Julio de 2013

2 DISEÑO DE UNA RED TELEFÓNICA CONMUTADA IP PARA LA ORGANIZACIÓN MULTIVISION C.A Br. Vinicio Montero C.I Telf.: (0416) Br. Rodrigo Remon C.I Telf.: (0412) Ing. Gilberto Araujo Tutor académico Telf Ing. Douglas Nieto Tutor Industrial C.I

3 DEDICATORIA La presente investigación se la dedicamos a Dios por guiarnos siempre en nuestra carrera y vida universitaria, así como también a nuestros padres, hermanos y profesores quienes siempre estuvieron allí para nosotros, y finalmente a la Universidad Rafael Urdaneta por ser nuestra casa de estudio.

4 AGRADECIMIENTO A nuestros padres, hermanos y profesores por brindarnos su apoyo incondicional. A nuestro profesor y tutor académico Ing. Gilberto Araujo, por dedicar parte de su tiempo a nosotros y guiarnos a la realización de esta tesis de grado. A nuestro tutor industrial Ing. Douglas Nieto y a la Organización Multivisión C.A por abrirnos sus puertas para elaboración de esta investigación

5 ÍNDICE GENERAL RESUMEN ABSTRACT Pág. 1. CAPÍTULO I. EL PROBLEMA Planteamiento del problema Formulación del Problema Objetivos de la Investigación Objetivo General Objetivos Específicos Justificación e importancia de la investigación Delimitación de la Investigación Delimitación espacial Delimitación temporal Delimitación científica CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO Descripción de la empresa Visión Valores Organigrama empresarial Antecedentes de la Investigación Fundamentos teóricos Definición de Términos Básicos Operacionalización de las Variables 53 CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO Tipo de Investigación Diseño de Investigación Población y Muestra 58

6 Población Muestra Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos Fases de la Investigación 61 CAPÍTULO IV ANÁLISIS DE RESULTADOS 63 Conclusión 96 Recomendaciones 98

7 INDICE DE TABLAS Pág. Tabla 2.1 Tabla con algunos de los protocolos de routing mas conocidos 43 Tabla 2.2 Datos técnicos del cableado 47 Tabla Cuadro de Variables 53 Tabla 4.1. Distancias entre las Sucursales de la organización Multivisión 64 Tabla 4.2. Equipos de Servicios Actuales 70 Tabla 4.3. Tabla de Equipos Mayores Actuales 71 Tabla 4.4. Presupuesto de potencia Villa del Rosario - Machiques 79 Tabla 4.5. Presupuesto de potencia Machiques San José 80 Tabla 4.6. Presupuesto de potencia Villa del Rosario La Concepción 81 Tabla 4.7. Presupuesto de potencia Villa del Rosario La Cañada Tabla 4.8 Capacidad del Sistema Cisco BE6000 Tabla 4.9 Especificaciones del Servidor Cisco USC M3 Tabla 5.0 Lista de materiales Tabla 5.1 Cómputos Métricos

8 INDICE DE FIGURAS Pág. Figura 2.1 Organigrama estructural de la Organización Multivisión C.A 20 Figura 2.2 Diagrama simplificado de bloques de un sistema de 25 comunicaciones electrónicas Figura 2.3 Convergencia sobre IP 28 Figura 2.6 Topología en malla completamente conectada. 33 Figura 2.7 Topología en estrella 36 Figura 2.8 Topología en árbol. 37 Figura 2.9 Topología de bus 38 Figura 2.10 Topología en anillo 39 Figura 2.11 Digitalización de la voz. 39 Figura Flujo de datos simplex 40 Figura 2.13 Flujo de datos semidúplex 41 Figura Flujo de datos full dúplex 42 Figura 2.15 Interconexión punto a punto entre PBX corporativas 43 Figura 4.1. Localización de las sucursales de la Organización Multivisión 64 Figura 4.2. Primer Diagrama de Interconexiones de sucursales 66 Figura 4.3. Segundo Diagrama de Interconexiones de sucursales 67 Figura 4.4. Diagrama de Conexiones internas 69 Figura 4.5. Diagrama de red conmutada IP propuesta 76 Figura 4.6. Enlace Villa del Rosario - Machiques 78 Figura 4.7. Enlace Machiques San José 79 Figura 4.8. Enlace Villa del Rosario La Concepción Figura 4.9. Enlace Villa del Rosario La Cañada Figura 5.0. Enlace Villa del Rosario Santa Cruz Figura 5.1 Enlace Villa del Rosario Maracaibo Figura 5.2 Configuracion de la VPN 89 Figura 5.3 Servidor Cisco USC C220 M3 107 Figura 5.4 Cisco Unified IP Phone 7975G 108 Figura 5.5 Cisco Ip Phone 7931G

9 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES DISEÑO DE UNA RED TELEFÓNICA CONMUTADA IP PARA LA ORGANIZACIÓN MULTIVISION C.A Autor: Br. VINICIO MONTERO RESUMEN Br. RODRIGO REMON Tutor: Gilberto Araujo Co-tutor: Douglas Nieto El objetivo principal de esta investigación fue diseñar una red telefónica conmutada IP para la organización Multivision C.A, con una investigación de tipo descriptiva. A su vez, se destaca que es una investigación de tipo experimental, y diseño de campo. Además la población es finita y la muestra será no probabilística, ya que la selección de la misma, no depende de la probabilidad si no de los criterios del investigador. Las técnicas de recolección de datos son: observación directa e indirecta y entrevistas formales e informales. Los anchos de banda establecidos para cada sucursal, varían según la capacidad y el tamaño de las mismas, haciendo que se le asigne a las sucursales base o de mayor tamaño un ancho de banda mucho mayor a las de menor número de empleados. Se plantea la utilización del servidor Cisco USC C220 M3. Se indican opcionalmente 1 o 2 procesadores, para un funcionamiento óptimo de la red, se recomiendan la utilización de dos procesadores. Palabras Clave: Red Telefónica, Organización, Sucursal

10 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES DISEÑO DE UNA RED TELEFÓNICA CONMUTADA IP PARA LA ORGANIZACIÓN MULTIVISION C.A Autor: Br. VINICIO MONTERO ABSTRACT Br. RODRIGO REMON Tutor: Gilberto Araujo Co-tutor: Douglas Nieto The main objective of this research was to design an IP switched telephone network for the organization Multivision CA, with a descriptive research. In turn, emphasizes that research is experimental, and design field. Furthermore, the population is finite and will not random sample since the selection of the same, there is the likelihood of the criteria if the investigator. The data collection techniques are: direct and indirect observation and formal and informal interviews. The bandwidths set for each branch, vary according to the capacity and size of them, causing them to be assigned to branches larger base or a bandwidth much greater than the lowest number of employees. We propose the use of Cisco USC C220 M3 server. Optionally indicated one or two processors, for optimum operation of the network, are recommended the use of two processors. Keywords: Telephone Network, Organization, Branch

11 10 CAPITULO I EL PROBLEMA Este es el capítulo preliminar de la investigación, en el cual se planteará la problemática presentada, los distintos objetivos tanto generales como específicos y la justificación e importancia de la investigación a realizar, así como la delimitación en sus aspectos temporal, espacial y científico. En esta parte se definirán los parámetros básicos de la investigación, en qué se enfoca y los distintos pasos que se realizarán para resolver la problemática planteada. 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La era de las telecomunicaciones inició en el siglo XIX con la invención del telégrafo, aproximadamente en El teléfono se patentó en 1876 por Graham Bell, y con ello fue posible transportar la voz humana de un lugar a otro. En 1878, se pudieron conectar 21 aparatos telefónicos, con lo que nació la conmutación, antes de ello las conexiones eran punto a punto. Las primeras centrales telefónicas eran manuales debido a que hacían uso del Recurso humano para realizar la unión de los cables y establecer las llamadas. Con el tiempo, se inventaron las centrales automáticas, lo que permitió acelerar el proceso de establecimiento, control y finalización de las llamadas debido a que se eliminó el factor humano. Desde el inicio de la telefonía, la comunicación de voz en las empresas ha sido una necesidad permanente. Las soluciones de comunicaciones brindadas a las empresas han evolucionado, desde la instalación de un único teléfono para

12 11 toda una empresa a finales del siglo XIX, hasta los actuales sofisticados sistemas de comunicaciones. En las comunicaciones telefónicas se han dado importantes pasos con la introducción de nuevas tecnologías y servicios, lo cual ha permitido brindar soluciones interesantes a las crecientes necesidades de las empresas. En la actualidad, en muchas empresas existe la red de voz y la red de datos, la primera utilizada para establecer llamadas telefónicas, y la segunda para el envío y recepción de datos, tradicionalmente estas dos redes han estado separadas debido a sus diferencias tecnológicas, es por eso que existe personal especifico para llevar a cabo la gestión y mantenimiento de cada una de ellas. Debido a las ventajas económicas y tecnológicas, así como las aplicaciones que se derivan de la convergencia de estas dos redes, nace la telefonía IP, que para muchas empresas e instituciones ven en ella una forma de reducir costes y de aumentar la productividad. Asimismo, gracias al nacimiento de la telefonía IP (Internet Protocol), fue necesario evolucionar los sistemas PBXs (Private Branch Exchange) tradicionales a un nuevo sistema que tuviera la capacidad de transmitir la voz en tiempo real sobre las redes de datos utilizando el protocolo IP, fue así como nacieron los nuevos sistemas telefónicos PBX-IP. Con el pasar de los años, la ciencia de las telecomunicaciones ha sido una de las que más ha evolucionado a nivel mundial. Cada año se crean nuevas tecnologías y nuevos métodos para resolver los problemas del ser humano. La distancia siempre ha sido un problema para la comunicación entre las personas,

13 12 es por eso que se han creado distintas formas o maneras de comunicación a través del tiempo. En Venezuela, la empresa CANTV (Compañía Anónima Nacional Telefónica de Venezuela) cuenta con las tecnologías más avanzadas y dispone de una red de fibra óptica interurbana de kilómetros de longitud a través de siete gigantescos anillos que proporcionan redundancia, garantizando, por tanto, confianza y seguridad en el servicio. De igual manera, dispone de la mayor cobertura del servicio de transporte de datos y voz más usado mundialmente como es el Frame Relay, el cual permite un uso dinámico del ancho de banda, con velocidad de acceso escalable desde 64 hasta Kbps con alta disponibilidad. Mediante redes de transmisión que emplean sistemas de radio de microondas terrestres, CANTV satisface las necesidades de comunicación en poblaciones en donde no existe posibilidad de prestar el servicio a través de la plataforma de cableado. Cuenta con una amplia cobertura de puertos ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) para poder brindar el servicio de acceso a Internet de banda ancha en todo el país, siguiendo un plan de instalación de puertos anuales en la red de IP que ofrezca en promedio más velocidad, hasta Kbps por cliente, como mínimo. Desde el punto de vista de conexiones con el resto del mundo, CANTV forma parte del sistema internacional de cables submarinos que surca todo el planeta. De hecho, directa o indirectamente, las redes de CANTV están interconectadas a ocho cables submarinos desde sus puntos de amarre en Camurí Chico y Punto Fijo. De esta forma, CANTV recibe, en forma transparente para sus clientes, llamadas o datos desde cualquier región del mundo.

14 13 En la actualidad la mayor parte de las empresas utilizan servicios de Voz IP de forma aislada a través del computador, la creciente adopción de servicios profesionales de comunicaciones está permitiendo a las empresas reducir drásticamente sus inversiones en tecnología, reducir costes y mejorar sus procesos de forma rápida, remplazando los sistemas de telefonía tradicionales y obsoletos, por soluciones bajo pago por uso, mucho más flexibles y económicas tanto para las comunicaciones fijas como móviles. Una empresa que está a la vanguardia de las telecomunicaciones, a nivel de la región de Perijá, del estado Zulia, es la Corporación Multivision C.A, que se ha enfocado más en el desarrollo de proyectos para el crecimiento comercial de la misma, y ha dejado a un lado la planificación de actividades para la mejoría de sus comunicaciones internas. Corporación Multivision C.A está compuesta por 7 sedes ubicadas a largas distancias en la región de Perijá, por lo cual la comunicación entre ellas se ha visto dificultada por la separación que existe geográficamente, lo que le ha llevado a contratar un servicio de telefonía móvil corporativo a expensas de costos muy elevados, y un funcionamiento no satisfactorio debido al delay o retardo que existe entre las llamadas. Los trabajadores de la empresa, además, se han visto forzados a realizar largos viajes de una sucursal a otra, para establecer reuniones entre ellos, a falta de un servicio de video-conferencia que podría crearse fácilmente con un servicio de comunicaciones IP. El retardo es la principal problemática que presenta el actual servicio telefónico de Corporación Multivision C.A, a razón de que los empleados necesitan hacer llamadas un gran número de veces para poder comunicarse con otros

15 14 trabajadores o con cualquier cliente de la empresa; de ahí se ha propuesto esta investigación, ya que utilizando los beneficios de la telefonía IP, se pueda construir un servicio estable de comunicaciones para Corporación Multivision C.A 1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA Tomando en cuenta la situación mencionada anteriormente, se plantean las siguientes interrogantes: Cómo identificar las fallas y deficiencias presentes en el actual sistema telefónico de Corporación Multivision C.A? Cuál será la solución más viable para el problema de comunicaciones que presenta Corporación Multivision C.A, evaluando distintos aspectos como costos, calidad y operatividad? 1.3 OBJETIVOS Objetivo General C.A Diseñar una red telefónica conmutada IP para la organización Multivision

16 Objetivos Específicos Realizar un estudio sobre las condiciones actuales de la infraestructura telco instalada para la red de comunicaciones de la organización Multivision C.A Establecer los requerimientos actuales de servicios de comunicaciones internas de una sede y entre sucursales de la corporación, considerando la misión y visión así como sus planes de expansión. Definir la arquitectura de la red telefónica IP a utilizar. Seleccionar los distintos hardware y software necesarios para la implementación e incorporación de este modelo de servicios de comunicaciones dentro de la corporación. Caracterizar el diseño de la red telefónica IP propuesta a la organización. Desarrollar las especificaciones de construcción que incluyan los cómputos métricos, la lista de materiales y equipos necesarios para la implementación del diseño JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN La relevancia de este estudio se base en la necesidad de la organización Multivision C.A en mejorar y estar a la vanguardia de la tecnología en lo que a

17 16 telefonía respecta. La implementación del servicio de Telefonía IP en las instalaciones de la empresa traería múltiples beneficios en diferentes aspectos. A nivel tecnológico, el servicio de Telefonía IP ofrece ciertos beneficios programables para cada estación digital, tales como: servicio de identificación de llamada, desvío de llamadas, llamada en espera, servicio de transferencia de llamadas, entre otros, que podrán ser programados según la necesidad de cada sucursal de Corporación Multivision C.A. Además, con este servicio se permite una mejor comunicación entre usuarios a cortas o largas distancias, con menos distorsión y menos retraso que el servicio de telefonía convencional que actualmente presenta Corporación Multivision C.A. El beneficio de las videoconferencias y multi-conferencias es fundamental para la empresa, transmitiendo datos a altas velocidades gracias a las conexiones en la red interna A nivel económico, actualmente la compañía presenta un índice de altos gastos que cubren el servicio telefónico presente dentro de las diferentes sucursales. Corporación Multivision C.A podría ahorrarse alrededor de un 75%, disminuyendo los gastos en abonos telefónicos locales y en contratos con la actual operadora de telefonía móvil. A nivel ambiental, el servicio de telefonía IP permite la utilización de centrales, equipos, hardware, estaciones, servidores, gateways, entre otros, totalmente digitales, lo que permite un mayor rendimiento y ahorro de energía en la parte de telefonía dentro de la empresa en alrededor de un 60%. A nivel de seguridad, la red interna conmutada propone una mejor y más segura transmisión datos, voz y video. Las llamadas pasan por múltiples programas codificadores luego de encriptar la información, permitiendo así una red de conmutación de paquetes más segura que la telefonía convencional.

18 DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Delimitación Espacial La investigación será realizada en las instalaciones de Corporación Multivision C.A Sede Maracaibo. Ubicada en Av.2 El Milagro, Edificio Cámara de Comercio de Maracaibo, Piso 2, Maracaibo, Zulia Delimitación Temporal La investigación se llevará a cabo en un período de tiempo comprendido entre septiembre de 2012 hasta abril de Delimitación Científica Este trabajo de investigación se embarcará en el ámbito de la Ingeniería de Telecomunicaciones, específicamente en el área de Telemática, en las sub-áreas de Gestión de Redes y Servicios de Telecomunicaciones.

19 18 CAPITULO II MARCO TEÓRICO En este capítulo se establecerán los fundamentos teóricos de la investigación. Se realizará la debida identificación de la empresa ya antes mencionada, luego se analizarán distintos trabajos realizados anteriormente, de los cuales podrían obtenerse distintos mecanismos para resolver la problemática presentada en esta investigación. Asimismo, se trabajará a fondo con las bases teóricas y los términos básicos, los cuales definirán los fundamentos conceptuales de este proyecto. Finalmente, mediante la utilización de los objetivos antes planteados, se definirán y caracterizarán las distintas variables a trabajar DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA La organización Multivision C.A es una de las empresas de telecomunicaciones más grandes del estado Zulia. Ofrece servicios de televisión por cable e internet en la región de Perijá. Actualmente la empresa presta sus servicios a alrededor de suscriptores, distribuidos en 7 diferentes sucursales: Villa del Rosario, Machiques de Perijá, San José, Las Piedras, La Cañada de Urdaneta, La Concepción y Santa. La empresa se encuentra en actual expansión, interconectando la ciudad de Maracaibo con la región de Perijá por medio de fibra óptica Visión Consolidar una empresa altamente competitiva que responda a las

20 19 exigencias internacionales y actualizada en las diferentes áreas de los servicios de telecomunicaciones vía cable, en función de una clientela plenamente satisfecha Valores a) Responsabilidad En Multivisión, trabajamos por mantener en perfecto estado, el compromiso adquirido con nuestros abonados, sintiendo gran agrada al servirles a nuestros clientes tan bien como a nuestros accionistas. b) Calidad La calidad de Multivisión es nuestra manera de vivir, es para lo cual trabajamos, es nuestra prioridad. c) Creatividad El compromiso de Multivisión con la innovación, exige el conocimiento permanente del entorno tecnológico, social y de la competencia y se hace imperante el trabajo con iniciativa y originalidad, enfrentando riesgos, con el fin de anticiparse a los cambios de contexto. d) Competitividad La competitividad exige conocimiento del mercado, exige la completa satisfacción de las necesidades y expectativas de los clientes de forma oportuna y

21 20 apegado a la excelencia en el servicio. e) Respeto por la Calidad Humana Multivisión busca una relación clara y confiable con sus abonados, basados en intereses comunes, y en la búsqueda permanente de una mejor calidad de vida para nuestros clientes. f) Rentabilidad Solo empresas rentables pueden crecer, asegurar su permanencia en el mercado y retribuir adecuadamente a sus colaboradores, accionistas y sociedad en general Organigrama Empresarial El organigrama de la empresa se indica en la figura 2.1. Figura 2.1 Organigrama estructural de la Organización Multivisión C.A ( Multivision C.A, 2012)

22 Antecedentes de la investigación A continuación se presentan algunos antecedentes relacionados la temática de esta investigación, con la finalidad de establecer una referencia en la elaboración de la misma. Como primer antecedente, se cita el trabajo especial de grado realizado por David Verenzuela en el año 2006, titulado Propuesta para solucionar el problema de comunicación telefónica en la Facultad de Ciencias de la UCV utilizando un servidor PBX de software donde se trabaja la tecnología de comunicación de VoIP, así como en el aprendizaje de las herramientas de software y hardware utilizadas actualmente para su aplicación. El objetivo del trabajo es proponer una posible solución al problema de comunicación telefónica en la Facultad de Ciencias de la Universidad Central de Venezuela.. Dicho proyecto estuvo basado en investigación, instalación y configuración de un conjunto de aplicaciones de software que conforman la plataforma de comunicación de VoIP. La solución se basa en Asterisk, él cual es un software de código abierto que implementa las funcionalidades y servicios de una central telefónica tradicional. Para las comunicaciones de voz se utilizó el protocolo de señalización SIP (Session Initiation Protocol), por poseer mayor aceptación en las comunicaciones de VoIP en la actualidad, debido a su eficiencia, sencillez y amplio desarrollo. Ya que la plataforma Asterisk carece de una interfaz de usuario para la administración sus componentes, se desarrolló una aplicación basada en tecnología Web para este fin, caracterizada por ser amigable, comprensible y muy eficiente. Con la implementación de la plataforma de comunicación telefónica bajo la tecnología de VoIP, se logró obtener una solución que proporcionó además de las

23 22 funcionalidades y servicios de la central telefónica de la Facultad de Ciencias, diferentes servicios adicionales que brindan más y mejores opciones de comunicación a los diferentes usuarios (interfaces Web administrativas, interfaces Web de usuarios, sistema de cobranza por tarjetas prepago, funciones de redirección de llamadas, función para la grabación de llamadas, entre otros). De igual forma se obtuvo una plataforma fácilmente escalable en cuanto a servicios, funcionalidades y número de extensiones telefónicas, además de ser extensible ya que esta solución se podría implementar en otras facultades, o en toda la Universidad en forma distribuida. La investigación planteada tiene una estrecha relación con este estudio, ya que se considera como un aporte para la propuesta de los sistema de telecomunicaciones PBX y los software, hardware utilizados para su implementación en la empresa Multivision C.A, en el trabajo planteado se muestran los pasos para implementar los sistemas PBX con las tecnologías de VoIP, con la que se toman de base en el actual desarrollo de esta investigación. Siguiendo con Ruso Morales en el año 2010, Diseño de infraestructura de voz sobre IP para el Hostal Ilo realizado en Arequipa-Perú. El objetivo general de esta investigación fue realizar una propuesta de acceso a servicios de voz y datos punto multipunto de banda ancha inalámbrica, el cual 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 a 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.

24 23 Este artículo de investigación científico está relacionado con la presente investigación puesto que sirve para implementar una propuesta de acceso a servicios de voz y datos punto multipunto de banda ancha inalámbrica, ya que en este se analizan para poner en práctica una central telefónica a usar, teniendo en cuenta también la influencia de parámetros como la distancias de cada sucursal. De la misma manera, Diego Quintana (2007) en su trabajo de investigación realizado en la Universidad Católica de Perú, titulado Diseño e implementación de una red de telefonía IP con Software Libre en la RAAP. El objetivo de esta investigación consistió en analizar, diseñar e implementar una red piloto de telefonía IP en la Red Académica Peruana (RAAP) usando software libre. Durante el desarrollo de este proyecto se realiza una comparación de los diversos protocolos de señalización: SIP, IAX2; del hardware a utilizar: Teléfonos IP, ATAs; así como también de las diversas clases de codecs. Luego del análisis, se implementará la red VoIP. Esta red consistirá en un servidor principal y otro de respaldo para poder brindar una alta disponibilidad en caso de fallas. Ambos servidores contarán con el software Asterisk y un Sistema Operativo GNU/Linux. Una vez implementada la red de VoIP, se harán pruebas de esfuerzo para determinar la capacidad máxima de llamadas simultáneas que pueda soportar el sistema. Por último, se elaborará una recomendación formal a la RAAP sobre el uso de estas tecnologías. En esta investigación se presentó como diseñar los protocolos de señalización para la implementación de la red VoIP, también consiste en un servidor principal y otro de respaldo para poder brindar una alta disponibilidad en caso de fallas de la misma, dichos servidores se implementaran de igual forma en nuestra investigación enmarcada en el diseño de un red telefónica conmutada IP para la organización Multivision C.A.

25 Fundamentos Teóricos Sistema electrónico de comunicaciones Tomasi (2003) señala que el objetivo principal de un sistema electrónico de comunicaciones, es transferir información de un lugar a otro. Por consiguiente, se puede decir que las comunicaciones electrónicas son la transmisión, recepción y procesamiento de información entre dos o más lugares, mediante circuitos electrónicos. La fuente original de información puede estar en forma analógica (continua), como por ejemplo la voz humana o la música, o en forma digital (discreta), como por ejemplo los números codificados binariamente o los códigos alfanuméricos. Sin embargo todas las fuentes de información se deben convertir a energía electromagnética antes de ser propagadas a través de un sistema electrónico de comunicaciones. Aunque los conceptos y principios fundamentales de las comunicaciones electrónicas han cambiado poco desde su introducción, los métodos y circuitos con que se realizan han sufrido grandes cambios. En los años recientes, los transistores y los circuitos integrados lineales han simplificado el diseño de los circuitos de comunicación electrónica, permitiendo así la miniaturización, mejor eficiencia y confiabilidad y costos generales menores. En los años recientes ha habido una necesidad abrumadora de comunicación entre cada vez más personas. Esta urgente necesidad ha estimulado un crecimiento gigantesco de la industria de comunicaciones electrónicas. Los sistemas electrónicos modernos de comunicación incluyen los de cable metálico, por microondas y los satélites, así como los sistemas de fibra óptica.

26 25 Figur a 2.2 Diagrama simplificado de bloques de un sistema de comunicaciones electrónicas (Tomasi, 2003) La fig Muestra un diagrama de bloques simplificado de un sistema electrónico de comunicaciones, que comprende un transmisor, un medio de transmisión y un receptor. Un transmisor es un conjunto de uno o más dispositivos o circuitos electrónicos que convierte la información de la fuente original en una señal que se presta más a su transmisión a través de determinado medio de transmisión. El medio de transmisión transporta las señales desde el transmisor hasta el receptor, y puede ser tan sencillo como un par de conductores de cobre que propaguen las señales en forma de flujo de corriente eléctrica. También se puede convertir la información a ondas electromagnéticas luminosas, propagarlas a través de cables de fibra óptica hechas de vidrio o de plástico, o bien se puede usar el espacio libre para transmitir ondas electromagnéticas de radio, a grandes distancias o sobre terreno donde sea difícil o costoso instalar un cable físico. Un receptor es un conjunto de dispositivos y circuitos electrónicos que acepta del medio de transmisión las señales transmitidas y las reconvierte a su forma original Sistemas de telecomunicaciones Crouch (1998) aclara que los sistemas de telecomunicaciones están diseñados para transmitir voz, datos e información visual desde una distancia

27 26 determinada. (El prefijo tele es derivado de la palabra griega que significa distancia). Los sistemas modernos de telecomunicación han evolucionado a partir de los telegráficos y los telefónicos del siglo XIX. Las compañías de telecomunicaciones que proporcionan los servicios a una cantidad de usuarios de sus redes telefónicas públicas conmutadas (PSTN, por sus siglas en inglés: public switched telephone networks) sobre una base de contratación de renta son conocidas como portadoras comunes. El término es aplicado a diversos campos como correo, líneas aéreas, camiones, teléfonos y servicios de datos. Las portadoras comunes en general son reguladas por el gobierno para el bienestar general del público y, en algunos países, ciertos servicios de transportadores comunes son proporcionados también por el gobierno. La información para usuarios múltiples se transmite en estos sistemas principalmente a través de la utilización de TDM y multicanalización por división de frecuencia (FDM) Circuitos de comunicación de datos En este aspecto, Tomasi (2003) señala que la figura 2.2 muestra un diagrama simplificado de bloques de una red de comunicaciones de datos. Como allí se ve, hay una fuente de información digital (estación primaria), un medio de transmisión (instalación) y un destino (estación secundaria). La estación primaria (o anfitriona) es, con mucha frecuencia, una computadora central con su propio juego de terminales locales y equipo periférico. Para simplificar, en la figura sólo hay una estación secundaria (o remota). Las estaciones secundarias son los usuarios de la red. La cantidad de estaciones secundarias que haya, y la forma en que se interconectan con ellos y con la estación primaria varía mucho, dependiendo del sistema y sus aplicaciones. Hay muchas clases distintas de medios de transmisión, que incluyen la radiotransmisión por el espacio libre

28 27 (terrestre y satelital por microondas), instalaciones de cables metálicos (en sistemas tanto analógicos como digitales) y cables de fibra óptica (propagación de ondas luminosas) La telefonía fija Según Huidobro y Roldán (2006) las redes telefónicas fijas, que dan servicio a mas de millones de usuarios, está extendidas por todos los países y funcionan todas ellas de una manera similar, empleando la técnica de conmutación de circuitos y un sistema de señalización común, el SS7. Al estar interconectadas entre ellas, permiten la realización de llamadas entre cualesquiera puntos fijos de las mismas, mediante un plan de numeración universal (el E.164), que asocia números de teléfonos a direcciones geográficas fijas (el plan de numeración está ligado a la ubicación geográfica). Los usuarios pagan por tiempo de conexión y distancia entre ellos, aunque últimamente están proliferando las llamadas tarifas planas que por un coste fijo al mes permiten un número ilimitado de ellas, bajo ciertas condiciones. Así, aunque el teléfono lleva más de 130 años operativo, no ha sido hasta finales del siglo XX cuando las comunicaciones vocales han sufrido una evolución espectacular de la mano de dos fenómenos: la telefonía móvil e Internet, que se han conjugado para ofrecer todo un nuevo abanico de nuevos servicios, a cual mas atractivo e interesante Internet Huidobro y Roldán (2006) resaltan que toda esta evolución de la telefonía

29 28 desde su variante fija a su variante móvil ha venido acompañada y muy influida por el vertiginoso éxito de Internet, fenómeno técnico por excelencia. De hecho, la necesidad de tecnologías capaces de transportar y manejar tráfico de voz y tráfico de datos en la misma infraestructura ha venido remarcada, precisamente, por el éxito de transmisión de datos fruto de la expansión de Internet a partir de 1993 por todos los rincones del mundo. Llegados a este punto, a finales del siglo pasado los usuarios se encontraban con dos tipos de redes muy distintas: las redes de conmutación de circuitos para la transmisión de voz y las redes de conmutación de paquetes para la transmisión de datos. El disponer de dos redes separadas implica, en muchos casos, la duplicación de costes, además de una incomodidad para los usuarios. Era deseable, por tanto, unificar terminales y tecnologías. Finalmente, se optó por utilizar como tecnología de transporte por excelencia la conmutación de paquetes y, más concretamente, el protocolo IP (Internet Protocol) en combinación con el TCP (Transport Control Protocol). Las características de este protocolo, que le confieren una flexibilidad única, lo han convertido en la plataforma por excelencia para la convergencia de servicios, aplicaciones y tecnología. Figura 2.3 Convergencia sobre IP (Huidobro y Roldán, 2006)

30 Transmisión de datos Forouzan (2002) establece que la palabra datos se refiere a hechos, conceptos e instrucciones presentados en cualquier formato acordado entre las partes que crean y utilizan dichos datos. En el contexto de los sistemas de información basados en computadora, los datos se representan con unidades de información binaria (bits) producidos y consumidos en forma de unos y ceros. La transmisión de datos es el intercambio de datos (en forma de ceros y unos) entre dos dispositivos a través de un medio de transmisión (como un cable). La transmisión de datos se considera local si los dispositivos de comunicación están en un mismo edificio o un área restringida y se considera remota si los dispositivos están separados por una distancia considerable. Para que la transmisión de datos sea posible, los dispositivos de comunicación deben ser parte de un sistema de comunicación formado por hardware y software. La efectividad del sistema de comunicación de datos depende de tres características fundamentales: a) Entrega: El sistema debe entregar los datos en el destino correcto. Los datos deben ser recibidos por el dispositivo o usuario adecuado y solamente por ese usuario o dispositivo. b) Exactitud: El sistema debe entregar los datos con exactitud. Los datos que se alteran en la transmisión son incorrectos y no se pueden utilizar. c) Puntualidad: El sistema debe entregar los datos con puntualidad. Los datos entregados tarde son inútiles. En el caso del video, el audio y la voz, la

31 30 entrega puntual significa entregar los datos a medida que se producen, en el orden que se producen y sin un retraso significativo. Este tipo de entregas se llama transmisión en tiempo real Redes de área amplia y local Comer (1996) expresa que las redes de conmutación de paquetes que deben recorrer distancias geográficas grandes (por ejemplo el territorio de los Estados Unidos) son fundamentalmente diferentes de las que deben recorrer distancias cortas (como, una habitación). Para ayudar a caracterizar las diferencias en la capacidad y las proyecciones de uso, la tecnología de conmutación de paquetes se divide con frecuencia en dos grandes categorías: Wide Area Networks (redes de área amplia o WAN por sus siglas en inglés) y Local Area Networks (redes de área local o LAN por sus siglas en inglés). Las dos categorías no tienen una definición formal. Tal vez por ello, los vendedores aplican los términos con cierta vaguedad para auxiliar a los clientes a distinguir entre las dos categorías. Las tecnologías LAN proporcionan las velocidades de conexión más altas entre computadoras, pero sacrifican la capacidad de recorrer largas distancias. Por ejemplo, una LAN común recorre un área pequeña, como un edificio o un pequeño campus, y opera dentro de un rango que va de los 10 Mbps a los 2Gbps (billones de bits por segundo). Debido a que la tecnología LAN cubre distancias cortas, ofrece tiempos de retraso mucho menores que las WAN. Los tiempos de retardo en una LAN pueden ser cortos, como unas cuantas decenas de milisegundos, o largos, 10 milisegundos.

32 Protocolos y Estándares Farouzan (2002) define: a) Protocolos: En las redes de computadoras, la comunicación se lleva a cabo entre distintas entidades de distintos sistemas. Una entidad es cualquier cosa capaz de enviar o recibir información. Algunos ejemplos incluyen programas de aplicación, paquetes de transferencia de archivos, navegadores, sistemas de gestión de base de datos y software de correo electrónico. Un sistema es un objeto físico que contiene una o más entidades. Algunos ejemplos incluyen las computadoras y las terminales Pero no basta con que dos entidades se envíen flujos de bits entre sí para que se entiendan. Para que exista comunicación, las entidades deben estar de acuerdo en un protocolo. Un protocolo es un conjunto de reglas que gobiernan la comunicación de datos. Un protocolo define qué se comunica, cómo se comunica y cuándo se comunica. Los elementos claves de un protocolo son su sintaxis, su semántica y su temporización. b) Estándares: ( ) un estándar proporciona un modelo de desarrollo que hace posible que un producto funcione adecuadamente con otros sin tener en cuenta quién lo ha fabricado. Los estándares son esenciales para crear y mantener un mercado abierto y

33 32 competitivo entre los fabricantes de los equipos y para garantizar la interoperabilidad nacional e internacional de los datos y la tecnología y los procesos de telecomunicaciones. Proporcionan guías a los fabricantes, vendedores, agencias del gobierno y otros proveedores de servicios, para asegurar el tipo de interconectividad necesario en los mercados actuales y en las comunicaciones internacionales Protocolo IP Farouzan (2006) manifiesta que IP es el mecanismo de transmisión utilizado por los protocolos TCP/IP. Es un protocolo basado en datagramas sin conexión y no fiable ofrece un servicio de mejor entrega posible. Por mejor entrega posible lo que se quiere indicar es que IP no ofrece comprobaciones ni seguimientos. IP asume que los niveles subyacentes no son fiables e intenta que la transmisión llegue a su destino lo mejor que puede, sin ofrecer garantías. IP transporta los datos en paquetes denominados datagramas (descritos más abajo), cada uno de los cuales es transportado de forma independiente. Los datagramas pueden viajar a través de encaminadores diferente y llegar fuera de secuencia o duplicados. IP no se encarga de realizar un seguimiento de los encaminadores ni ofrece facilidades para reorganizar los datagramas una vez recibidos. Debido a que es un servicio sin conexión, IP no crea circuitos virtuales para la entrega. No hay un establecimiento de llamada que indique al receptor la llegada de una transmisión. La funcionalidad limitada de IP no debería der considerada como una debilidad, sin embargo, IP ofrece funciones de transmisión básicas y deja libertad al usuario para añadir solo aquellas facilidades necesarias para una aplicación

34 33 concreta, permitiendo por tanto una máxima eficiencia. Datagramas Los paquetes en el nivel IP se denominan datagramas. La figura 2. Muestra el formato de un datagrama IP. Un datagrama es un paquete de longitud variable (hasta bytes) que consta de dos partes; una cabecera y datos. La cabecera puede incluir de 20 a 60 bytes y contiene información esencial para el encaminamiento y la entrega. Es habitual en TCP/IP mostrar la cabecera en secciones de cuatro bytes. (Ver figura 2.4). Figura 2.4 Datagrama IP Arquitectura de red De acuerdo con Farouzan (2007), las redes deben admitir una amplia

35 34 variedad de aplicaciones y servicios, como así también funcionar con diferentes tipos de infraestructuras físicas. El termino arquitectura de red en este contexto, se refiere a las tecnologías que admiten la infraestructura y a los servicios protocolos programados que puedan trasladar los mensajes en toda infraestructura. Debido a que internet evoluciona, al igual que las redes en general, existen cuatro características básicas que la arquitectura subyacente necesita para cumplir con las expectativas de los usuarios: tolerancia a fallas, escalabilidad, calidad del servicio y seguridad. a) Tolerancia a fallas. Una red tolerante a fallas es la que limita el impacto de una falla del software o hardware y puede recuperarse rápidamente cuando se produce dicha falla. Estas redes dependen de enlaces o rutas redundantes entre el origen y el destino del mensaje. Si un enlace o ruta falla, los procesos garantizan que los mensajes pueden enrutarse en forma instantánea en un enlace diferente transparente para los usuarios en cada extremo. Tanto las infraestructuras físicas como los procesos lógicos que direccionan los mensajes a través de la red están diseñados para adaptarse a esta redundancia. b) Escalabilidad. Una red escalable puede expandirse rápidamente para admitir nuevos usuarios y aplicaciones sin afectar el rendimiento del servicio enviado a los usuarios actuales. Miles de nuevos usuarios y proveedores de servicio se conectan a Internet cada semana. La capacidad de la red de admitir estas nuevas interconexiones depende de un diseño jerárquico en capas para la infraestructura física subyacente y la arquitectura lógica. El funcionamiento de cada capa permite

36 35 a los usuarios y proveedores de servicios insertarse sin causar disrupción en toda la red. c) Calidad de servicio (QoS). Internet actualmente proporciona un nivel aceptable de tolerancia a fallas y escalabilidad para sus usuarios. Pero las nuevas aplicaciones disponibles para los usuarios en internetworks crean expectativas mayores para la calidad de los servicios enviados. Las transmisiones de voz y video en vivo requieren un nivel de calidad consistente y un envío ininterrumpido que no era necesario para las aplicaciones informáticas tradicionales. La calidad de estos servicios se mide con la calidad de experimentar la misma presentación de audio y video en persona. Las redes de voz y video tradicionales están diseñadas para admitir un único tipo de transmisión y, por lo tanto, pueden producir un nivel aceptable de calidad. Los nuevos requerimientos para admitir esta calidad de servicio en una red convergente cambian la manera en que se diseñan e implementan las arquitecturas de red d) Seguridad. Las expectativas de privacidad y seguridad que se originan del uso de internetworks para intercambiar información empresarial crítica y confidencial exceden lo que puede enviar la arquitectura actual. La rápida expansión de las áreas de comunicación que no eran atendidas por las redes de datos tradicionales aumenta la necesidad de incorporar seguridad en la arquitectura de red. Como resultado, se está dedicando un gran esfuerzo a esta área de investigación y desarrollo. Mientras tanto, se están implementando muchas herramientas y procedimientos para combatir los defectos de seguridad inherentes en la arquitectura de red.

37 Topología de red Según Farouzan (2002), el término topología se refiere a la forma en que está diseñada la red, bien físicamente o bien lógicamente. Dos o más dispositivos se conectan a un enlace; dos o más enlaces forman una topología. La topología de una red es la representación geométrica de la relación entre todos los enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente denominados nodos). Hay cinco posibles topologías básicas: malla, estrella, árbol, bus y anillo. a) Malla En una topología en malla, cada dispositivo tiene un enlace punto a punto dedicado con cualquier otro dispositivo. El término dedicado significa que el enlace conduce el tráfico únicamente entre los dos dispositivos que conecta. Por tanto, una red en malla completamente conectada necesita n(n-1)/2 canales físicos para enlazar n dispositivos, Para acomodar tantos enlaces, cada dispositivo debe tener n-1 puertos de entrada/salida. Figura 2.6 Topología en malla completamente conectada. Farouzan (2002)

38 37 b) Estrella En la topología en estrella cada dispositivo solamente tiene un enlace punto a punto dedicado con el controlador central, habitualmente llamado concentrador. Los dispositivos no están directamente enlazados entre sí. A diferencia de la topología en malla, la topología en estrella no permite el tráfico directo entre los dispositivos. El controlador actúa como un intercambiador: si un dispositivo quiere enviar datos a otro, envía los datos al controlador, que los retransmite al dispositivo final. Figura 2.7 Topología en estrella. Farouzan (2002) c) Árbol La topología en árbol es una variante de la de estrella. Como en la estrella, los nodos del árbol están conectados a un concentrador central que controla el tráfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se conectan directamente al concentrador central. La mayoría de los dispositivos se conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conecta al concentrador central.

39 38 Figura 2.8 Topología en árbol. Farouzan (2002) d) Bus Todos los ejemplos anteriores describen configuraciones punto a punto. Sin embargo, una topología de bus es multipunto. Un cable largo actúa como una red troncal que conecta todos los dispositivos en la red. Los nodos se conectan al bus mediante nodos de conexión (latiguillos) y sondas. Un cable de conexión es una conexión que va desde el dispositivo al cable principal, o se pincha en el cable para crear un contacto con el núcleo metálico. Cuando las señales viajan a través de la red troncal, parte de su energía se transforma en calor, por lo que la señal se debilita a medida que viaja por el cable. Por esta razón, hay un límite en el número de conexiones que un bus puede soportar y en la distancia entre esas conexiones. Figura 2.9 Topología de bus. Farouzan (2002)

40 39 e) Anillo En una topología en anillo cada dispositivo tiene una línea de conexión dedicada y punto a punto solamente con los dos dispositivos que están a sus lados. La señal pasa a lo largo del anillo en una dirección, o de dispositivo a dispositivo, hasta que alcanza su destino. Cada dispositivo del anillo incorpora un repetidor. Cuando un dispositivo recibe una señal para otro dispositivo, su repetidor regenera los bits y los retransmite en anillo. Figuta 2.10 Topología en anillo. Farouzan (2002) Señal de voz Según Hiudobro y Roldán (2006) en un estudio de las redes de voz sobre paquetes (la telefonía IP es el servicio mas representativo) no podemos dejar de tratar el objetivo de este tipo de redes: la transmisión de la señal de voz. La voz es el soporte físico de habla que, junto con la escritura, constituyen las dos formas de comunicación principales entre los seres humanos. Desde el punto de vista físico, se trata de una onda de presión generada cuando la corriente de aire procedente de los pulmones y modulada por los órganos del tracto vocal sale al exterior. El tracto vocal comienza en la glotis y acaba en los labios,

41 40 pasando por la faringe y la boca. Junto con el tracto nasal, que tiene su inicio en el velo del paladar y termina en los agujeros de la nariz, forma el aparato fonador. La vibración de las cuerdas vocales da lugar a una onda de voz con contenido espectral muy característico. La banda vocal, es decir, el conjunto de frecuencias que es posible encontrar en la señal de voz, está comprendida entre los 20 Hz y 20 KHz, si bien la mayor parte de la información que transporta se concentra entre los 300 y 3400 Hz. Esta última porción es la que se transmite en las redes telefónicas convencionales y se conoce, por ello, como ancho de banda telefónico. El resto de frecuencias se elimina, con lo que los equipos pueden ser más sencillos y se necesitan menos medios de transmisión, reduciendo así su coste, aunque la calidad se ve algo deteriorada. (Ver figura 2.11) Figura 2.11 Digitalización de la voz. Huidobro y Roldán (2006) Modo de Transmisión a) Simplex: En el modo simplex, la comunicación es unidireccional, como en una calle de sentido único. Solamente una de las dos estaciones de enlace puede

42 41 transmitir; la otra sólo puede recibir (véase la Figura 2.12) Los teclados y los monitores tradicionales son ejemplos de dispositivos simplex. El teclado solamente puede introducir datos; el monitor solamente puede aceptar datos de salida. El modo simplex puede usar toda la capacidad del canal para enviar datos en una dirección. Figura Flujo de datos simplex (Forouzan, 2002) b) Semiduplex: En el modo semiduplex, cada estación puede tanto enviar como recibir, pero no al mismo tiempo. Cuando un dispositivo está enviando, el otro sólo puede recibir, y viceversa (véase la Figura 2.13). El modo semiduplex es similar a una calle con un único carril y tráfico en dos direcciones. Mientras los coches viajan en una dirección, los coches que van en sentido contrario deben esperar. En la transmisión semiduplex, la capacidad total del canal es usada por aquel de los dos dispositivos que está transmitiendo. Los walkie-talkies y las radios CB (Citizen s Band) son ejemplos de sistemas semiduplex. El modo semiduplex se usa en aquellos casos en que la comunicación en ambos sentidos simultáneamente no es necesaria; toda la capacidad del canal se puede usar en cada dirección.

43 42 Figura 2.13 Flujo de datos semidúplex (Forouzan, 2002) c) Full-duplex: En el modo full-duplex (también llamado duplex), ambas estaciones pueden enviar y recibir simultáneamente (véase la Figura 2.14). El modo full-duplex es como una calle de dos sentidos con tráfico que fluye en ambas direcciones al mismo tiempo. En el modo full-duplex, las señales que van en cualquier dirección deben compartir la capacidad del enlace. Esta compartición puede ocurrir de dos formas: o bien el enlace debe contener caminos de transmisión físicamente separados, uno para enviar y otro para recibir, o es necesario dividir la capacidad del canal entre las señales que viajan en direcciones opuestas. Un ejemplo habitual de comunicación full-duplex es la red telefónica. Cuando dos personas están hablando por teléfono, ambas pueden hablar y recibir al mismo tiempo. El modo full-duplex se usa en aquellos casos en que la comunicación en ambos sentidos simultáneamente es necesaria. Sin embargo, la capacidad del canal debe dividirse entre ambas direcciones. Figura Flujo de datos full dúplex (Forouzan, 2002)

44 Protocolos de encaminamiento El encaminamiento es una de las responsabilidades básicas del nivel de red y consiste en seleccionar la ruta que deben seguir los paquetes a través de la red para alcanzar su destino. En una red de paquetes, esta tarea resulta harto complicada, de aquí que se definan protocoles específicos, que se encarguen de seleccionar los caminos más adecuados para cada paquete. Esto permite distinguir entre protocolos encaminados o de transporte (routed protocols) que son aquellos que generan las aplicaciones y servicios de red y protocolos de encaminamiento (routing protocols) que son los utilizados para la gestión de las tablas de encaminamiento de los nodos de la red. Como ejemplos de los primeros podemos citar IP (Internet Protocol), IPX (Internetwork Packet exchange), CLNP (Connectionless Network Protocol) o XNS (Xerox Network System). En cuanto a los protocolos de encaminamiento, el abanico es inmenso, siendo alguno de los mas conocidos los siguientes: RIP (para IP), IGRP (IP y OSI CLNP), OSPF (IP), BGP (IP), EGP (IP), ES-IS (OSI CLNP) Y IS-IS (IP Y OSI CLNP), siendo CLNP el equivalente OSI de IP. (Véase tabla 2.1) Tabla 2.1 Tabla con algunos de los protocolos de routing mas conocidos. Huidobro y Roldan (2006).

45 Protocolos de control Huidobro y Roldán (2006) establecen que para completar las funcionalidades de IP se han definido una serie de protocolos que, no por ello, son menos importantes, pues resultan imprescindibles para el correcto funcionamiento de la red. Son muchos y aquí estudiaremos únicamente ICMP, ARP y DHCP. a) ARP Un equipo conecta a la red tiene dos tipos de direcciones: una (o varias) direcciones IP y una dirección física. La dirección IP es una dirección lógica, que puede cambiarse, mientras que la dirección física está unívocamente asociada a un mismo equipo. Para enviar un paquete a su destinatario, además de su dirección IP, es necesario conocer la dirección física. Cuando ésta se desconoce, se ejecuta el protocolo ARP (Address Resolution Protocol) para obtenerla partiendo de la dirección de red. En primer lugar, la estación origen genera un paquete ARP request que se difunde a todos los equipos de la red y que contiene la dirección IP del equipo cuya dirección física se quiere obtener. Este paquete es recibido por todas las estaciones de la red, aunque únicamente contestará aquella cuya dirección IP coincide con la dirección IP del paquete ARP request. La respuesta es un paquete ARP reply, proporcionando su dirección física. b) ICMP El protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol) se emplea para la notificación de los errores de encaminamiento. El funcionamiento general es muy

46 45 sencillo. Cuando el router detecta que se ha producido un error de encaminamiento, envía un paquete ICMP, con la dirección IP destino igual a la de la estación que generó el paquete. Un aspecto importante de ICMP es que se limita únicamente a informar de que se ha producido un error y de su causa, pero no de tomar o de sugerir las acciones a llevar a cabo: eso es función de los protocolos encaminados. En realidad, los paquetes de ICMP se encapsulan dentro de paquetes IP, y por tanto, siguen las mismas reglas de encaminamiento que cualquier otro paquete IP. c) DHCP DHCP son las siglas en inglés de protocolo de configuración dinámica de servidores (Dynamic Host Configuration Protocol). Es un protocolo de red en el que un servidor provee los parámetros de configuración a los ordenadores conectados a la red informática que los requiera (máscara, puerta de enlace y otros) y también incluye un mecanismo de asignación de direcciones IP. Sin DHCP, cada dirección IP debe configurarse manualmente en cada ordenador y, si uno de ellos se mueve a otro lugar en otra parte de la red, se le debe asignar una dirección IP diferente. El protocolo DHCP permite que el administrador supervise y distribuya de forma centralizada las direcciones IP necesarias y, automáticamente, asignar y enviar una nueva IP en el caso de reconfiguraciones Tipos de cable Gomez y Gil (2009) muestran que los diferentes tipos de cable ofrecen distintas características de funcionamiento. La variedad de velocidad de

47 46 transmisión que un sistema de cableado puede soportar se conoce como el ancho de banda utilizable. La capacidad del ancho de banda está condicionada por las características físicas que tiene los componentes del sistema de cableado. El funcionamiento del sistema de cableado deberá ser considerado no solo cuando se está cubriendo las necesidades actuales sino también con las necesidades del mañana. Conseguir esto permitirá la migración de aplicaciones de redes más rápidas sin necesidad de incurrir en costosas actualizaciones del sistema de cableado. A continuación veremos los medios de comunicación mas utilizados en la actualidad: a) Coaxial Este tipo de cable está compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conductor de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. El ejemplo más común de este cable es el cable coaxial de la televisión. Originalmente fue el cable más utilizado en las redes locales debido a su alta capacidad y resistencia a las interferencias, pero en la actualidad su uso está en declive. Presenta dos grandes limitaciones, como lo es la seguridad y la velocidad de transmisión. b) Par trenzado Es el tipo de cable más común y se originó como solución para conectar

48 47 teléfonos, terminales y ordenadores sobre el mismo cableado. Cada cable de este tipo está compuesto por una serie de pares de cables trenzados. Los pares se trenzan para reducir las interferencias entre pares adyacentes. Normalmente una serie de pares se agrupan en una única funda de color codificado para reducir el número de cables físicos que se introducen en el conducto. c) Fibra óptica Este cable está constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio. Cada fibra de vidrio consta de: un núcleo central de fibra con un alto índice de refracción; una cubierta que rodea al núcleo, de material similar, con un índice de refracción ligeramente menor; y una envoltura que aísla las fibras y evita que se produzcan interferencias entre fibras adyacentes, a la vez que se proporciona protección al núcleo. Cada una de ellas está rodeada por un revestimiento y reforzada para proteger a la fibra. La fibra óptica es un medio excelente para la transmisión de información debido a sus excelentes características: gran ancho de banda, baja atenuación de la señal, integridad, inmunidad a interferencias electromagnéticas, alta seguridad y larga duración. Su mayor desventaja es su coste de producción superior al resto de los tipos de cable, debido a las necesidades de empleo de vidrio de alta calidad y la fragilidad de su manejo en producción. Tabla 2.2 Datos técnicos del cableado. Gomez y Gil (2009)

49 Calidad de servicio Huidobro y Roldán (2006) plantean que la calidad de servicio de una red o QoS (Quality of Service) es la capacidad de la misma para transportar el tráfico procedente de una fuente determinada, dadas sus características de pérdidas, retardo, jitter, ancho de banda, etc. Estas características forman parte de lo que se denomina perfil de tráfico de la fuente. El principal problema con que se enfrenta un ingeniero de red es que, desgraciadamente, no todas las fuentes de tráfico (teléfono, ordenador, servidor, video, etc) se comportan de la misma manera. En este sentido, conviene distinguir entre fuentes de tráfico de tiempo real y fuentes de tráfico de tiempo no real. Obviamente las primeras exigen de la red unas mayores prestaciones que las segundas, por ser más críticas. El perfil de las fuentes de tráfico en tiempo real suele caracterizarse por un bajo retardo, una baja tolerancia al jitter, un ancho de banda garantizado y una tasa de pérdidas lo más baja posible. En estos casos, lo más importante es que el paquete de información llegue en el instante preciso en que se necesita. Por ejemplo, si al transmitir una imagen, algunos píxeles llegasen retrasados, eso daría lugar a una distorsión que puede llegar a ser muy importante. Por el contrario, las fuentes de tráfico que no son de tiempo real presentan un perfil muy distinto, puesto que sus exigencias temporales suelen ser mucho más flexibles. Generalmente, aquí prima una baja tasa de pérdidas sobre el resto de los parámetros que, si bien no son tan exigentes, no por ello son menos importantes. Un ejemplo típico de esta situación es la transferencia de datos financieros, en la que lo más importante es la veracidad de la información y no tanto el tiempo que tarda en llegar.

50 Redes corporativas de voz Según Huidobro y Roldán (2006) a medida que los costes de implantación de una solución de voz sobre paquetes fueron disminuyendo, se comenzaron a instalar algunas redes en el entorno corporativo, ya sea como complemento de las redes corporativas de voz tradicionales (PBX) o bien como sustituto de éstas. De manera análoga a las redes del operador tradicionales, las redes corporativas de voz consistían en una serie de PBX interconectadas entre sí a través de un enlace troncal. Esta arquitectura hereda los mismos inconvenientes de los backbones telefónicos convencionales de baja eficiencia técnica y económica. La aplicación más inmediata en la interconexión punto a punto entre las PBX corporativas (ver figura 2.15). En este caso, se utilizan los enlaces WAN de datos para transportar los paquetes de voz generados en las pasarelas que se convierten así en el componente más crítico. Generalmente, la pasarela no es un equipo separado, sino que puede venir incorporada en el router o en la misma centralita. La principal ventaja de esta configuración es que la conexión WAN es mucho más barata que la interconexión de PBX con líneas dedicadas. Por ese motivo, esta arquitectura se denomina toll-by-pass.

51 50 Figura 2.15 Interconexión punto a punto entre PBX corporativas. Huidobro y 2.4 Definición de Términos Básicos Roldán (2006) Centralita Privada o PBX Una centralita privada o PBX es un dispositivo de telefonía que actúa como conmutador de llamadas en una red telefónica o de conmutación de circuitos. Gomez y Gil (2009) Gateways y adaptadores analógicos Un adaptador de teléfono analógico (normalmente conocido como Analog Telephone Adaptor o ATA) se puede describir brevemente como un dispositivo que convierte señales empleadas en las comunicaciones analógicas a un protocolo de VozIP. En concreto, estos dispositivos se emplean para convertir una señal digital (ya sea IP o propietaria) a una señal analógica (o viceversa) que pueda ser conectada a teléfonos o faxes tradicionales. Gomez y Gil (2009)

52 51 Conmutador Dispositivo que conecta varias líneas de comunicación. Farouzan (2006) Enrutador o ruteador Computadora dedicada, de propósito especial, que se conecta a dos o más redes y envía paquetes de una red a otra. En particular, un ruteador IP envía datagramas IP entre las redes a las que está conectado. Comer (1996) Retardo El retardo o latencia es el tiempo invertido por la señal de voz en su viaje desde el origen hasta el destino. Huidobro y Roldán (2006) Plan de numeración Con el plan de numeración, se pretende asignar a cada abonado un número que determina su posición dentro de la red. Herrera (1979) Ancho de banda El ancho de banda de una señal de información no es más que la diferencia entre las frecuencias máximas y mínimas contenidas en la información. Tomasi (2003) Equipos de transmisión El equipo de transmisión se encarga del envío de las señales de control y supervisión. Herrera (1979) IEE Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE). Es una organización de profesionistas, en Estados Unidos, y es el representante de ese país ante la ISO. Tomasi (2003)

53 52 Telemática Servicio de transmisión de información orientado a usuario. Incluye teletexto, videotexto y fax. Stallings (2004) Repetidor Dispositivo que recibe datos sobre un enlace de comunicaciones y los transmite bit a bit sobre otro enlace tan rápido como se reciben los datos, sin utilizar almacenamiento temporal. Stallings (2004) Atenuación Disminución en amplitud de la corriente, tensión o potencia de una señal durante su transmisión entre puntos. Starllings (2004) 2.5. Operacionalización de la variable Nombre de la variable: Red telefónica conmutada IP Definición conceptual de la variable: Una red telefónica conmutada IP es un conjunto ordenado de medios de transmisión y conmutación que facilitan, fundamentalmente, el intercambio de voz, datos, video y demás servicio entre dos o más usuarios. El objetivo fundamental de la red es conseguir la conexión entre todos los usuarios de la red a nivel geográfico local, nacional e internacional utilizando el protocolo IP. Definición operacional: Diseñar una red telefónica conmutada IP para la organización Multivision C.A para cubrir las comunicaciones que se realicen dentro de una sede y entre cada sucursal. Este diseño se ejecutará a través de estudios realizados sobre el actual sistema de comunicaciones presente en la empresa, las debilidades y fortalezas que éste posee y la elaboración de una solución que esté dentro de los parámetros costo-beneficio que la corporación pueda aceptar. El

54 53 proyecto a realizar se encuentra íntimamente ligado con el área de redes de comunicaciones y comunicación de datos, específicamente en voz sobre IP. Cuadro de variables: A continuación se presentan una serie de tablas (ver tabla 2.4), las cuales muestran la operacionalización de la variable mediante dimensiones, sub-dimensiones e indicadores. (Ver tabla 2.3)

55 54 Tabla Cuadro de Variables OBJETIVO GENERAL: DISEÑAR UNA RED TELEFONICA CONMUTADA IP PARA LA ORGANIZACIÓN MULTIVISIÓN C.A VARIABLE GENERAL: RED TELEFÓNICA CONMUTADA OBJETIVOS Realizar un estudio sobre las condiciones actuales de la infraestructura telco instalada para la red de comunicacion es de la organización Multivision C.A Definir la arquitectura de la red telefónica IP a utilizar. SUB VARIABLE INFRAESTRUCTURA TELCO DIMENSIÓN Características de la red de comunicaciones SUB DIMENSIONES Aspectos técnicos ARQUITECTURA DE LA RED Tipos de arquitectura de red Aspectos físicos Arquitecturas de red Topologías de red INDICADORES Frecuencia (Hz) Modulación Ancho de banda (Hz) Velocidad de transmisión (Kb/s) Amplitud Estaciones (Analógicas, Digitales) Repetidores Gateways Cableado Servidor Enrutador Arquitectura SRA Arquitectura DRA ARCNET Ethernet Modelo OSI Modelo SNA Bus Estrella Mixta Anillo Doble anillo Árbol Malla Totalmente Conexa

56 55 Continuación de la Tabla Cuadro de Variables OBJETIVO GENERAL: DISEÑAR UNA RED TELEFONICA CONMUTADA IP PARA LA ORGANIZACIÓN MULTIVISIÓN C.A VARIABLE GENERAL: RED TELEFÓNICA CONMUTADA OBJETIVOS Desarrollar las Especificacion es de construcción que incluyan los cómputos métricos, la lista de materiales y equipos necesarios para la implementació n del diseño. SUB VARIABLE IMPLEMENTACIÓN DEL DISEÑO DIMENSIÓN Especificacione s de construcción SUB DIMENSIONES Cómputos métricos Lista de materiales Equipos necesarios INDICADORES Empalmes Repetidores Cableado de reserva Tanquillas Bancadas (PVC 2mm, PVC 4mm) Cables (Fibra, UTP, Coaxial) Conectores (Diodos Láser, Diodos LED, RJ-45) Estaciones (Analógicas, Digitales) Servidor Gateway Router Central IP

57 55 CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO A continuación se tiene un apartado del trabajo de investigación donde se observa la manera como se va a realizar el estudio, y los pasos a seguir. En este capítulo se caracterizará la investigación desde el punto metodológico, se identificarán tanto el tipo y diseño de la misma, como la población, muestra y distintas técnicas e instrumentos de recolección de datos. 3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN Según Arias (2006) La investigación científica es un proceso metódico y sistemático dirigido a la solución de problemas o preguntas científicas, mediante la producción de nuevos conocimientos, los cuales constituyen la solución o respuesta a tales interrogantes. (p. 22) Rivas (1995) señala que la investigación descriptiva, trata de obtener información acerca del fenómeno o proceso, para describir sus implicaciones. (p.54). Este tipo de investigación, no se ocupa de la verificación de la hipótesis, sino de la descripción de hechos a partir de un criterio o modelo teórico definido previamente. En la investigación se realiza un estudio descriptivo que permite poner de manifiesto los conocimientos teóricos y metodológicos del autor para darle solución al problema a través de información obtenida de la Institución. Las investigaciones se pueden clasificar de varias formas, como son exploratorias, descriptivas y explicativas, sin embargo, sin importar la forma en

58 56 que se clasifican, existen varios tipos de investigación. Según Hernández, Fernández, & Baptista, (2006, pág. 102), la investigación descriptiva es aquella que busca especificar propiedades, características y rasgos importantes de cualquier fenómeno que se analice. Es decir, miden, evalúan o recolectan datos sobre diversos conceptos (variables), aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno a investigar. En un estudio descriptivo se selecciona una serie de cuestiones y se mide o recolecta información sobre cada una de ellas, para así (valga la redundancia) describir lo que se investiga. Por su parte Arias (2006, pág. 24) plantea que La investigación descriptiva consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con el fin de establecer su estructura o comportamiento. Tomando en cuenta lo antes expuesto, se justifica que la presente investigación es de tipo descriptiva, ya que para el desarrollo de sus objetivos es necesario el análisis general de la red telefónica privada actual en la Organización Multivisión, para así detallar las características y especificaciones de la nueva red telefónica IP conmutada propuesta para garantizar una mejor conexión y comunicación tanto para dentro como para fuera de la empresa. A su vez, se destaca que es una investigación de tipo experimental, ya que en la misma, se realiza una manipulación intencional de las variables determinadas. Se realizará una simulación de tráfico de red en el diseño propuesto, con el objetivo de definir los parámetros necesarios para un óptimo fluido de datos que circulen dentro de la red. Dichos parámetros, deben definirse tomando en cuenta las necesidades de

59 57 la red telefónica, en cuanto a infraestructura, cantidad de extensiones, número de equipos a utilizar, y posteriormente seleccionar los protocolos, estándares, interconexiones, servicios y demás equipamientos que formen parte del sistema. Para finalmente diseñar la arquitectura de la red IP a implementar y comprobar su funcionamiento mediante un programa de simulación. 3.2 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN En este orden de ideas con referencia al diseño de la investigación se puede citar que: El diseño es la estructura a seguir en una investigación, ejerciendo el control de la misma a fin de encontrar resultados confiables y su relación con los interrogantes surgidos de los supuestos e hipótesis y problema. Constituye la mejor estrategia a seguir por el investigador para la adecuada solución del problema planteado. (Tamayo, 2003) Puede afirmarse que en líneas generales según Hernández et al., (2006), los diseños de investigación se clasifican en: Documentales, si se basan en datos secundarios (no obtenidos directamente por el investigador). De campo, si se fundamentan en datos primarios (obtenidos de mano del investigador) y no existe manipulación de variables. Experimentales, si se emplean datos primarios y se da una manipulación de variables (ya sean dependientes o independientes), lo que evidentemente condiciona el comportamiento del fenómeno en estudio;

60 58 No experimentales aquella que se realiza sin manipular deliberadamente variables. Es decir, es una investigación donde no hacemos variar intencionalmente las variables independientes. Transeccional donde se recolectan datos en un solo momento, en un tiempo único. Su propósito es descubrir variables y analizar su incidencia e interrelación en un momento dado. En concordancia con lo anteriormente descrito, se dice esta investigación tiene un diseño de campo, ya que los datos y variables pertenecientes a esta investigación serán obtenidos únicamente de la mano del investigador. La recolección de datos tanto de la red actual, como de la simulación de la propuesta de red, será alcanzada y considerada de forma primaria para el equipo investigador. 3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA POBLACIÓN Brevemente se define a continuación lo que en metodología de la investigación se considera población donde se dice que es el conjunto de todos los elementos objeto de una investigación. (Caro, 2009) Al mismo tiempo encontramos por otra parte que se define como el conjunto total de individuos, objetos o medidas que poseen algunas características comunes observables en un lugar y en un momento determinado. Cuando se vaya a llevar a cabo alguna investigación debe de tenerse en cuenta algunas

61 59 características esenciales al seleccionarse la población bajo estudio. (Wigods, 2010) Por su parte, el autor Arias (1999) plantea que la población se refiere al conjunto para el cual serán válidas las conclusiones que se obtengan: a los elementos o unidades involucradas en la investigación. A continuación para la presente investigación, se tomara como población todo equipo y software que se considere necesario para la realización del diseño de la red telefónica IP para la Organización Multivision, la misma se puede dividir en varias categorías, tales como: enrutamiento, control, extensiones, centrales, servidores, entre otras. En este mismo orden de ideas, cabe decir que esta, se trata de una población finita, ya que la población está conformada por una serie de elementos, instrumentos, herramientas y equipos de telecomunicaciones especiales para la organización, gestión y mantenimiento de una red telefónica conmutada IP MUESTRA Seguidamente se considera hablar de muestra que la cual se define como: una parte de la población que debe reunir las mismas características de esta para que sea representativa. (Caro, 2009) Por otra parte las muestras pueden ser de tipo probabilísticas o no probabilísticas. Para el caso de las no probabilísticas: la elección de los

62 60 elementos no depende la probabilidad, sino de las causas relacionadas con las características de la investigación o de quien hace la muestra. (Hernandez, 2006) Por lo que en consecuencia, para esta investigación, la muestra será no probabilística, ya que la selección de la misma, no depende de la probabilidad si no de los criterios del investigador. Serán simplemente elementos de la red que se tomarán al azar sin algún favoritismo o preferencia entre ellos. 3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS Como parte de toda investigación es importante mencionar las técnicas e instrumentos utilizados para la recolección de datos. Así mismo, es importante señalar una breve introducción a lo que se define como técnica y se puede decir que es aquel procedimiento o forma que se utiliza para obtener datos o información, brevemente citando a Arias tenemos que las técnicas de recolección de datos son las distintas formas o maneras de obtener la información. Entre estas destacan la observación, entrevista, cuestionarios, análisis documental y de contenido. Por otro lado, un instrumento o herramienta de recolección de datos, es todo aquello que ayuda a realizar una valoración de la variable u objeto de estudio, y se define como los medios materiales que se emplean para recoger y almacenar la información y en consecuencia podemos mencionar algunos ejemplos tales como: lista de cotejos, fichas, formatos de cuestionarios, grabadores y guías de entrevistas. (Fidias, 2008)

63 61 De los planteamientos anteriores se deduce que la presente investigación, cuyo diseño documental, las técnicas de recolección de datos son: observación directa e indirecta y entrevistas formales e informales; y los instrumentos de recolección de datos son la lista de frecuencia y cotejo, medición de tráfico y de datos que se transmiten por la red. 3.4 FASES DE LA INVESTIGACIÓN Se define fases de la investigación a cada uno de los pasos a seguir en orden cronológico para lograr cumplir cada uno de los objetivos de la investigación que fueron formulados previamente, la presente investigación posee una por cada objetivo, a continuación tenemos. 1) Realizar un estudio sobre las condiciones actuales de la infraestructura telco instalada para la red de comunicaciones de la organización Multivision C.A Caracterización Geográfica Descripción del Diagrama actual de comunicaciones que posee la Organización Multivision C.A Especificación de Equipos de Servicio y Equipos Mayores. 2) Establecer los requerimientos actuales de servicios de comunicaciones internas de una sede y entre sucursales de la corporación, considerando la misión y visión así como sus planes de expansión. Establecer los requerimientos técnicos y físicos.

64 62 Descripción de los planes de expansión a corto, mediano y largo plazo de la Organización Multivisión C.A. 3) Definir la arquitectura de la red telefónica IP a utilizar Determinar la topología y arquitectura de red que se utilizará. Establecer parámetros de ancho de banda para cada sucursal. 4) Seleccionar los distintos hardware y software necesarios para la implementación e incorporación de este modelo de servicios de comunicaciones dentro de la corporación. Elegir una solución de voz sobre IP presente en el mercado evaluando varias opciones. 5) Caracterizar el diseño de la red telefónica IP propuesta a la organización Realización del diagrama de red la red propuesta. Caracterización de cada uno de los equipos tanto mayores como de servicio que integran la red propuesta. 6) Desarrollar las especificaciones de construcción que incluyan los cómputos métricos, la lista de materiales y equipos necesarios para la implementación del diseño. Determinar las especificaciones de construcción. Realizar la lista de materiales a utilizar. Plasmar la tabla de cómputos métricos para el proyecto.

65 63 CAPITULO IV ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Es la parte de la investigación donde se desarrolla cada uno de los objetivos específicos, asimismo se analizan los resultados y se muestran de manera tal de cumplir con los objetivos planteados previamente, por otra parte es importante señalar que en este capítulo el investigador aplica todas las técnicas de recolección de datos que apliquen a su investigación dependiendo del diseño y tipo de investigación, que fueron especificados en el capítulo III. 4.1 Realizar un estudio sobre las condiciones actuales de la infraestructura telco instalada para la red de comunicaciones de la organización Multivision C.A. En relación a la investigación, fue necesario hacer una revisión de las características geográficas, el diagrama actual de comunicaciones y la realización de un estudio sobre los actuales componentes de la infraestructura de telecomunicaciones de la Organización Multivision C.A, para luego poder realizar las actividades posteriores Caracterización Geográfica La Organización Multivisión es una compañía que ofrece servicios de telecomunicaciones en el Estado Zulia, Venezuela. Está compuesta por 7 Sucursales que se encuentran distribuidas en los Municipios: Rosario de Perijá, La Cañada de Urdaneta, Machiques de Perijá, Mara, Jesús Enrique Lossada y

66 64 Maracaibo. Cada una de estas sucursales ofrecen servicios de televisión por cable e internet a numerosos suscriptores de la zona, a excepción de la filial de Maracaibo, la cual solo cuenta con funciones administrativas dentro de la empresa Para el proceso de identificación de las mismas, las coordenadas de cada sucursal fueron proporcionadas por el tutor industrial. La figura 4.1 nos muestras las localizaciones de las distintas sucursales, utilizando el software de cartografía Google Earth. Figura 4.1 Localización de Sucursales de la Organización Multivisión C.A (Google Earth, 2013) Adicionalmente, el software utilizado anteriormente, proporcionó las

67 65 distancias aproximadas existentes entre cada una de ellas, las cuales pueden apreciarse en la Tabla 4.1 Sucursal Distancia (Km) Santa Cruz Concepción Tabla 4.1 Distancias entre las sucursales de la Organización Multivision C.A (Google Earth, 2013) La Cañada La Villa Machiques San José Santa Cruz - 25,29 41,27 87, ,73 Concepción 25,29-27,88 63,30 100,16 104,06 La Cañada 41,27 21,88-70,86 102,62 106,02 La Villa 87,40 63,30 70,86-38,05 42,89 Machiques ,16 102,65 38,05-5,45 San José 131,73 104,06 106,2 42,89 5,45 - Se puede observar tanto en la tabla como en la figura que las sucursales más lejanas son las de San José y la de Santa Cruz, ambas separadas a una distancia de 131,73Km. Las sedes se encuentran considerablemente cercanas a la sucursal de Villa del Rosario, la cual se considera el centro o la estación base de la Organización Multivisión, ya que, como se explicará próximamente, es la sucursal que presta y distribuye los servicios de telemetría que ofrece la empresa Descripción del actual diagrama de comunicaciones que posee la Organización Multivisión C.A Para obtener información sobre el actual sistema de comunicaciones que

68 66 presenta la empresa, se utilizó la revisión documental sobre la misma. De igual manera, se contactó al tutor industrial para corroborar dicha información, cuya respuesta coincidió con lo observado. Al mismo tiempo, se investigó tanto el tipo de cableado como la arquitectura de interconexión entre las sucursales. A continuación ción se muestra en la figura 4.2 la interconexión entre las sucursales La Cañada La Villa Machiques San José. Figura 4.2 Primer Diagrama de Interconexión de Sucursales (Organización Multivisión, 2013) Se puede observar como las sucursales antes mencionadas se encuentran interconectadas por un enlace de fibra óptica. Las especificaciones de la fibra serán expuestas próximamente en otra parte de esta investigación. La empresa trabaja con la plataforma CISCO CO para permitir sus operaciones. Cada sucursal

69 67 presenta un equipo conmutador o switche, que permite la transmisión de datos conmutados entre cada una de ellas. Cabe destacar que los equipos enrutadores CISCO UBR son los que utiliza la empresa para la transmisión de las señales tanto de internet como de televisión por cable entre las sucursales. La empresa cuenta con dos enlace dedicados con la compañía que ofrece el transporte de datos. El primero con CANTV, de 34 Mbps y el segundo con Movistar de 42 Mbps. La figura 4.3 muestra el actual diagrama de interconexión entre las sucursales de La Concepción Machiques Santa Cruz Maracaibo Figura 4.3 Segundo Diagrama de Interconexión de Sucursales (Organización Multivisión C.A, 2013) Se denota que las sucursales que no están conectadas vía fibra óptica, presentan un enlace vía radio proporcionado por la empresa OCTELCA. Éste enlace, posee un ancho de banda de 512 Kbps, y se utiliza para enviar datos tanto

70 68 de transmisión interna como de servicios prestados entre las sucursales. Anteriormente la sucursal cabecera, Villa del Rosario pertenecía a este enlace radial, transmitiendo por el mismo las señales de telemetría. Actualmente, fue reemplazada por la sucursal de La Cañada. Cabe destacar, que hace unos meses la empresa consolidó un enlace de fibra óptica que interconecta a la sucursal de La Concepción con el anillo de fibra antes mostrado en la Figura 4.2. Se realiza esta acotación, ya que el mismo no fue añadido a la imagen de interconexión vía fibra antes expuesta. Esta información fue corroborada posteriormente con el tutor industrial de esta investigación. Se observa que en ambos diagramas las señales se transportan de una sede a otra mediante equipos enrutadores, luego pasando por conmutadores (switches), para posteriormente recibir la información en cada una de las estaciones según sea el caso. Los servicios prestados por el ABA satelital de CANTV, la red proporcionada por OCTELCA, el enlace Movistar y el tramo de fibra óptica, en conjunto forman la infraestructura de comunicaciones de la Organización Multivisión C.A Especificación de Equipos de Servicio y Equipos Mayores Para la elaboración de esta fase, fue necesario un nuevo contacto con el tutor industrial. El mismo, proporcionó un diagrama con los equipos internos de cada sucursal. Para las sucursales interconectadas vía radio, se pueden observar en la Figura 4.3. Se denominan equipos de servicio a todos aquellos end devices pertenecientes a la red, bien sea computadoras, impresoras, equipos fax, etc. Adicionalmente, se clasificó también las líneas móviles corporativas presentes por cada sucursal.

71 69 Por otra parte, se identifican también los equipos mayores, los cuales son los encargados de realizar el transporte de la información en el presente sistema. Estos son los llamados enrutadores y equipos de conmutación. A su vez se denotan los distintos servidores que existen en cada sucursal para la parte de televigilancia y otros servicios diversos. La figura 4.4 muestra la red interna presente en las oficinas que se encuentran dentro del enlace de fibra óptica antes presentado. Figura 4.4 Diagrama de Conexiones Internas (Organización Multivisión C.A, 2013)

72 70 Se puede observar en el diagrama los diferentes equipos tanto mayores como de servicio presentes en las diferentes sedes. Tal como se había descrito anteriormente, se observa un gran incremento en el número de equipos presentes en la sucursal de Villa de Rosario, puesto que esta es la sede base de la corporación. Para facilitar las cuentas, se ha creado una tabla 4.2 que clasifica computadoras, equipos fax, líneas móviles corporativas e impresoras por cada agencia. Sucursales Computadoras Impresoras Fax Líneas Corporativas Villa del Rosario Cañada de Urdaneta Machiques de Perijá Santa Cruz de Mara La Concepción San José de Perijá Maracaibo Tabla 4.2 Equipos de Servicio Actuales. Corporación Multivision (2013) A su vez, la tabla 4.3 nos muestra detalladamente los equipos conmutadores por modelo, clasificación por capas y número de puertos predeterminados en los estos equipos.

73 71 Clasificación Número de Sucursales Switches (Capa) puertos Villa del Rosario Cañada de Urdaneta Machiques de Perijá Santa Cruz de Mara Cisco WSC3548XL Cisco 2960 Capa 3 Capa 2 48 Puertos 24 Puertos Netgear GS724T Capa 3 24 Puertos Cisco WSC2960 Capa 3 24 Puertos Cisco MQ2960 Capa 2 24 Puertos Linksys Capa 3 24 Puertos La concepción Cisco 2600 Capa 3 32 Puertos San José de Perijá Cisco WSC2950 Capa 3 24 Puertos Maracaibo TP-Link Capa 2 24 Puertos Tabla 4.3 Tabla de Equipos Mayores Actuales. Corporación Multivisión (2013) De la tabla anterior, se puede observar que todas las sucursales a nivel operativo, sin incluir a la de Maracaibo, poseen por lo menos un equipo conmutador o switches de capa 3. La diferencia básica de este tipo de switches a los de capa 2, son los diferentes protocolos de enrutamiento que estos tienen, además, el soporte que le dan a las redes virtuales (VLAN) y la comunicación que pueden establecerse entre éste tipo de redes sin la necesidad de utilización de un router externo Diagnostico de la red actual La actual problemática que presenta la empresa, es el alto nivel de congestionamiento que posee la red interna actual, con una transmisión de datos Ethernet 10/100 entre todas las sucursales, a excepción del enlace La Villa La

74 72 Cañada que posee transceivers de 1GB en cada sucursal. Por lo tanto, para la implementación de una nueva red, se necesitaría unificar todas las conexiones a las sucursales a 1Gb, ya que sin la ejecución de esta medida, la pérdida de datos y paquetes sería excesivamente alta. La Organización Multivisión, posee equipos conmutadores en las sucursales de La Villa, Machiques, La Concepción, San José y La Cañada con una antigüedad de 8 años, lo cual presenta problemas en su funcionamiento debido al tráfico que se genera actualmente en la red, y al momento de enviar y recibir paquetes, ocurren factores de pérdida y retardo de los mismos. Las sucursales de Maracaibo y Santa Cruz, serán conectadas mediante una VLAN particular para cada una, utilizando un router Cisco para cada sucursal. Debido a esto, se realiza la inclusión a la propuesta de red, de equipos conmutadores capa 3 Cisco WS-C3560G-24TS-S (para las sucursales pequeñas) y Cisco WS-C3560G-48TS-S nuevos para las sucursales que presentan problemas de congestión en los switches, y los routers Cisco RV082 para las dos sucursales restantes. También se implementara un software para tarificar las llamadas y así poder saber cuánto se gastarían mensualmente en las llamadas locales, nacionales, internacionales y Telefonía celular. 4.2 Establecer los requerimientos actuales de servicios de comunicaciones internas de una sede y entre sucursales de la corporación, considerando la misión y visión así como sus planes de expansión.

75 Requerimientos técnicos y físicos. Tras conversaciones establecidas con el tutor industrial y un estudio sobre las actuales necesidades del sistema de comunicaciones de la Organización Multivisión, se ha decidido implementar un sistema basado en un servidor privado VoIP, cuya localización se estableció perteneciente a la sucursal de Villa del Rosario. La red debe contar con las siguientes características: La utilización fundamental de software privado. Permitir un grado de control elevado al personal técnico de la compañía tanto en su gestión habitual, como a la hora de extracción de informes de uso, listas de cotejo, mediciones de tráfico, etc. Debe proporcionar diferentes funciones o features, tales como buzones de voz, llamada en espera, buscapersonas, etc. La redistribución de un sistema de llamadas al exterior de las sucursales que ofrezca una reducción de costos actuales, alta disponibilidad y que proporcione flexibilidad al momento de una expansión o de la adición de nuevas extensiones telefónicas a la empresa. La definición de una arquitectura de red para el nuevo sistema que aproveche los puntos fuertes de la infraestructura de comunicaciones actual, y además contemple nuevos escenarios de fallo, contingencia y otras ciertas características peculiares de una red telefónica IP Selección de diferentes modelos de dispositivos telefónicos según sea el cargo de la persona a utilizar (Gerentes, Secretarias, Técnicos, etc) Para entender el funcionamiento de una red VoIP, es importante conocer el modelo de capas en el cual se basa:

76 74 En primer lugar se precisa de una capa de nivel de red que proporcione los servicios básicos de esta naturaleza: conectividad IP En segundo lugar, se precisa de un protocolo de señalización de llamadas, es decir, un medio para que los dispositivos del sistema VoIP, tengan la capacidad para solicitar, procesar y recibir llamadas. Un protocolo de conversión de audio a datos, el cual sea capaz de encapsular la voz real de una conversación en un flujo de datos de alta calidad. Un protocolo para el flujo de datos binarios entre dos entidades, una vez establecida la comunicación. Para el número de extensiones y teléfonos a utilizar, se ha decidido instalar igual a la del número de computadores pertenecientes a cada sucursal. Realizando la suma necesaria, se obtiene un total de 90 equipos telefónicos a implementar en la propuesta de red. A su vez, se aprovecharán los equipos de enrutamiento y conmutación pertenecientes a la plataforma CISCO que actual posee la empresa, para el direccionamiento fundamental de la propuesta de red Descripción de los planes de expansión a corto, mediano y largo plazo de la Organización Multivisión C.A La Organización Multivision en la actualidad no tiene previsto a corto o mediano plazo expandir su presencia en la región occidental hasta tanto no se hayan concretado una serie de proyectos del tipo CATV + Internet en progreso para efectos de consolidarse en el mercado como cable-operadora digital, por consiguiente, no hay intenciones de acondicionar nuevas infraestructuras en este sentido.

77 75 A largo plazo, se tiene proyectado desarrollar toda una inversión para consolidar una nueva sede físicamente ubicada en la región Maracaibo, todo esto con miras a diversificar su portafolio de soluciones, en la medida que amplía su cartera de clientes. Sin embargo, para esta investigación se realiza una propuesta de red para una futura expansión de la empresa, manteniendo sus altos niveles en disponibilidad, tráfico telefónico y calidad de servicio. 4.3 Definir la arquitectura de la red telefónica IP a utilizar Arquitectura de red que se utilizará. El presente diagrama mostrara la red telefónica conmutada IP propuesta a la organización Multivisión:

78 76. Figura 4.5 Diagrama de red telefónica conmutada IP propuesta.

79 Descripción de la red telefónica conmutada IP propuesta En el presente diagrama, se denotan las interconexiones de la nueva red telefónica conmutada IP. En la figura se aprecian tanto las conexiones internas como las pertenecientes al backbone de fibra óptica. Se establecen equipos transcievers para realizar la conversión entre las señales de luz enviadas por la fibra, y los pulsos eléctricos que serán enviados por medio del cableado de cobre que se establecerá para cada caso. Se implementarán dos servidores Cisco USC C220 M3 en la sucursal de Villa del Rosario, para establecer y generar los datos y comunicación VoIP propuesta a la empresa, utilizando un servidor principal y el otro como respaldo del mismo. A su vez, en cada servidor, se implementará un software para tarificar el consumo de telefonía local, nacional, internacional y celular. A continuación se realiza una descripción de cada entre cada sucursal, junto con el diagrama correspondiente y el presupuesto de potencia del enlace. Para la realización de los presupuestos de potencia, se utiliza para los cálculos 1 empalme realizado cada 5 Km del enlace con una atenuación de 0,02dBm. Para las pérdidas en los conectores, se utiliza una atenuación de 0,5dBm por cada conector. Las pérdidas en los cables son calculadas con una atenuación de 0,22dBm por cada kilometro del enlace. Por último, los parámetros de potencia de transmisión y sensibilidad de receptor, fueron obtenidos desde las especificaciones de los equipos conmutadores presentes en la nueva red conmutada IP propuesta. Todas las medidas se toman en unidades de dbm. Para la factibilidad del enlace, el resultado debe ser menor a la sensibilidad del receptor. La ecuación a utilizar es la siguiente:

80 78 PTx Pem Pca Pcon < SRx Ptx: Potencia de transmisión Pem: Pérdidas en empalmes Pca: Pérdidas en los cables Pcon: Pérdidas en los conectores Srx: Sensibilidad del receptor Enlace Villa del Rosario Machiques Este enlace presenta una distancia de 38,5 Km. Se utilizó un transciever Perle S-1000-S2SC40, para unificar la comunicación a 1GB. En ambas sucursales se maneja un switch Cisco WS-C3560G-48TS-S de 48 puertos, para segmentar los servicios prestados por la empresa para una mejor comunicación. A partir de cada switch, se genera el cableado estructurado de la red, iniciado por cables UTP cobre par trenzado de categoría 6 a cada una de las extensiones telefónicas. Cisco 3560G-48T Machiques 38,5 Km Cisco 3560G-48T Villa del Rosario Figura 4.6 Enlace Villa del Rosario - Machiques

81 79 Potencia de Pérdidas en Pérdidas en Pérdidas en Sensibilidad Total Transmisión empalmes cables conectores del receptor 7 0,16 8, Tabla 4.4 Presupuesto de potencia Villa del Rosario - Machiques Enlace Machiques San José Este enlace presenta una distancia de 5,45 Km. Se utilizó un transciever Perle S-1000-S2SC40 en cada sucursal como convertidor de medios. En la sucursal de San José se maneja un switch de Cisco WS-C3560G-24TS-S de 24 puertos, debido al número de extensiones telefónicas a implementar. En la sucursal de Machiques se utilizará un switch Cisco WS-C3560G-48TS-S de 48 puertos, ya que en esta sede operan más equipos telefónicos. A partir de cada switch, se genera el cableado estructurado de la red, iniciado por cables UTP cobre par trenzado de categoría 6 a cada una de las extensiones telefónicas. Cisco 3560G-24T San Jose 5,45 Km Cisco 3560G-48T Machiques Figura 4.7 Enlace Machiques - San José

82 80 Potencia de Pérdidas en Pérdidas en Pérdidas en Sensibilidad Total Transmisión empalmes cables conectores del receptor 7 0,02 1,1 1 4,88-12 Tabla 4.5 Presupuesto de potencia Machiques San José Enlace Villa del Rosario La Concepción Este enlace presenta una distancia de 63,30 Km. Se utilizó un transciever Perle S-1000-S2SC120 en cada sucursal como convertidor de medios, para acaparar la distancia del enlace. En la sucursal de La Concepción se maneja un switch de Cisco WS-C3560G-24TS-S de 24 puertos, debido al número de extensiones telefónicas a implementar. De la misma manera, en la sucursal de Villa del Rosario se implementa un switch Cisco WS-C3560G-48TS-S de 48 puertos. A partir de cada switch, se genera el cableado estructurado de la red, iniciado por cables UTP cobre par trenzado de categoría 6 a cada una de las extensiones telefónicas. Cisco 3560G-48T Villa del Rosario 63,30Km Cisco 3560G-24T La Concepción Figura 4.8 Enlace Villa del Rosario La Concepción

83 81 Potencia de Pérdidas en Pérdidas en Pérdidas en Sensibilidad Total Transmisión empalmes cables conectores del receptor 7 0,26 13,97 1-8,23-12 Tabla 4.6 Presupuesto de potencia Villa del Rosario La Concepción Enlace Villa del Rosario La Cañada Este enlace presenta una distancia de 70,86 Km. Se utilizó un transciever Perle S-1000-S2SC120 en cada sucursal como convertidor de medios, para acaparar la distancia del enlace. En la sucursal de La Cañada se maneja un switch de Cisco WS-C3560G-24TS-S de 24 puertos, debido al número de extensiones telefónicas a implementar. De la misma manera, en la sucursal de Villa del Rosario se implementa un switch Cisco WS-C3560G-48TS-S de 48 puertos. A partir de cada switch, se genera el cableado estructurado de la red, iniciado por cables UTP cobre par trenzado de categoría 6 a cada una de las extensiones telefónicas. 70,86 Km Cisco 3560G-48T Villa del Rosario Cisco 3560G-24T La Cañada Figura 4.9 Enlace Villa del Rosario La Cañada

84 82 Potencia de Pérdidas en Pérdidas en Pérdidas en Sensibilidad Total Transmisión empalmes cables conectores del receptor 7 0,28 15,62 1-9,9-12 Tabla 4.7 Presupuesto de potencia Villa del Rosario La Cañada Enlace Villa del Rosario Santa Cruz Este enlace está diseñado vía inalámbrica por una conexión VPN. Para la realización del mismo, se implementarán equipos enrutadores Cisco RV082, para un mejor conexión entre las dos sucursales y para que la sucursal de Santa Cruz ingrese a la Intranet organizadamente. Debido al número total de equipos telefónicos a implementar, los mismos estarán conectados directamente al enrutador. A partir del router, se genera el cableado estructurado de la red, iniciado por cables UTP cobre par trenzado de categoría 6 a cada una de las extensiones telefónicas. Cisco 3560G-48T Villa del Rosario Internet Cisco RV082 La Villa Cisco RV082 Santa Cruz Figura 5.0 Enlace Villa del Rosario Santa Cruz

85 Enlace Villa del Rosario Maracaibo: Este enlace está diseñado inalámbricamente por medio de una VPN. Para la realización del mismo, se implementará un equipo enrutador Cisco RV082 en cada sucursal, para un mejor conexión entre las dos sucursales y para que la sucursal de Maracaibo ingrese a la red interna organizadamente. Adicionalmente se establecerá un switch Cisco WS-C3560G-24TS-S, el cual será conectado directamente al router antes mencionado. A partir del switch, se genera el cableado estructurado de la red, iniciado por cables UTP cobre par trenzado de categoría 6 a cada una de las extensiones telefónicas. Cisco RV082 Maracaibo Cisco 3560G-24T Maracaibo Cisco 3560G-48T Villa del Rosario Internet Cisco RV082 La Villa Figura 5.1 Enlace Villa del Rosario Maracaibo Configuración de la VPN VPN: A continuación se presentaran los pasos a seguir para la configuración de la