ELEMENTOS DE TELEFONÍA Y VOIP

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1 ELEMENTOS DE TELEFONÍA Y VOIP

2 BIBLIOGRAFÍA Documentación Proyecto Final: VoIP: Una puerta hacia la Convergencia Page 2

3 UNIDAD TEMÁTICA 6: CONCEPTOS DE TELEFONÍA TRADICIONAL Y VOZ SOBRE IP Conceptos generales de Telefonía. El Sistema Telefónico tradicional: PSTN. Telefonía de Empresas y Telefonía Pública. PBX. Señalización en Telefonía. Introducción a VoIP. Convergencia. Comparación con telefonía tradicional. Ventajas y desventajas. Protocolo H.323. Elementos de una Red VoIP (Terminales, Gatekeeper, Gateway, MCU). Arquitectura H.323. Codecs. Protocolos adicionales (RTP, RTCP, H.225, otros). Supresión de Silencio. SIP: Visión general. Direccionamiento. Mensajes. Comparación con H.323. Page 3

4 La Telefonía de Empresa (ET) en la Actualidad Similitudes entre la PSTN y la ET Switching de circuitos. Modelo de infraestructura común. Local Loop. Servicios ofrecidos. Diferencias entre la PSTN y la ET Tratamiento de la señalización PSTN Interfaces de señalización Standard (SS7, ISDN, etc.). PBX Protocolos propietarios patentados. Funciones Avanzadas: Requisitos en la ET mucho mayores que para el usuario medio. Page 4

5 Aplicaciones VoIP para ET más utilizadas SoftPhones VideoConferencia Mobile Extension Auto Attendant Battery Backup Call Recording Page 5

6 Diseños Comunes de ET Interconexión entre la PSTN y la red empresarial. Se distinguen dos grupos: los que proporciona la PSTN y los que son de propiedad privada. Línea de empresa simple. Línea Centrex. PBX (Private Branch Exchange) Page 6

7 Solución Centrex Es un tipo de servicio telefónico que las compañías telefónicas alquilan a las empresas y organizaciones. Facilita un anexo a través de un par de cables desde la CO (Central Office) CO c/ Centrex CO c/ Centrex PBX PSTN Page 7 CO c/ Centrex

8 Solución Centrex Servicio casi ininterrumpible debido a las grandes redundancias en las CO 99,999% Cobertura de mantenimiento las 24 horas Actualización de funciones No requiere espacio físico No requiere inversión de capital Facturación inherente al servicio No requiere adquirir software adicionales Disponibilidad de funciones Menos funciones que en una PBX Page 8

9 Solución PBX A L C T E L La Central Privada (PBX) centraliza en una "caja" las líneas urbanas y los "internos", o teléfonos Similar a una Central Office (CO) de una compañía de teléfonos Capaz de interconectar centenares de teléfonos dentro de un edificio de oficinas Las primeras PBX eran sistemas electromecánicos Las modernas son digitales PSTN Con o sin operadora Page 9

10 Solución PBX Las PBX permiten: Llamadas internas libres de cargo Llamadas a ser transferidas a extensiones alternas Llamadas a ser filtradas Niveles de restricción de llamada Una proporción de líneas públicas para las extensiones del personal Aparatos simples Page 10

11 Algunos Servicios de Valor Agregado Marcado Automático Contestador Automático Redirección de la llamada en función del llamante Música en espera Transferencia de llamadas Enrutamientos en función de la hora Captura de llamadas Page 11

12 Ventajas de las PBX Un solo número para toda la empresa Personalización de las comunicaciones de la empresa Mejora la atención al cliente Reduce la pérdida de llamadas de clientes Ahorra costo en llamadas Organiza las telecomunicaciones de la empresa, proporciona control de la configuración. Sólo necesitan un número de líneas externas igual al número de líneas activas al mismo tiempo. Page 12

13 Problemas de las PBX tradicionales Las PBX accesibles no tienen muchas funcionalidades Costo elevado para funciones avanzadas Nuevos pagos por nuevas funcionalidades (Módulos) Carga adicional de configurar y mantener el enrutamiento de llamadas en el PBX. Page 13

14 Page 14 Solución PBX IP

15 Solución PBX IP Ventajas Suelen ser más fáciles de administrar que las PBX tradicionales. No es necesario instalar cables ni paneles de conexión adicionales. Fácil traslado Ahorro de costos Red unificada para voz y datos. Page 15

16 Interfaces de Línea de PBX (Internas) Interfaces de línea analógica: Para teléfonos comunes independientes del fabricante del PBX. Interfaces de línea digital: Para teléfonos propietarios de un fabricante de PBX en particular. Interfaces ISDN: Soportan teléfonos ISDN que son independientes del fabricante de PBX. Los estándar de ISDN no definen todos los aspectos que el PBX puede ofrecer; por lo tanto, los teléfonos ISDN usualmente son limitados a un fabricante en particular de PBX. Page 16

17 Sistemas Portadores Digitales Jerarquía de Estructuras TDM USA/Canada/Jap usan un sistema (T1) Multiplexado 24 canales C/trama tiene 8 bits x canal + 1 bit de entramado (8 x 24) +1 = 193 bits por trama Datos: 193 x 8000 = bps Voz: muestras/seg y cada muestra se digitaliza en una palabra de 8 bits. (64 kbps) Page 17

18 Sistemas Portadores Digitales En Argentina y Europa se usa E1 Multiplexado 32 canales - 2,048 Mbps 30 canales para información 2 para señalización: Señalización de cada canal y sincronización de tramas Cada trama: 8 x 32 = 256 bits Datos: 8 x 32 x 8000 = bps Page 18

19 E1 64Kbit/s A/D A/D 30 canales individuales analógicos. (1-15 y 17-31) Canal 0 y 16 llevan datos de señalización y sincronismo. A/D A/D Equipo TDM 2,048 Mbit/s (E1) 30 A/D 31 A/D Conversor de señal Analógica a Digital, utilizando algoritmo A-law Page 19

20 Portadoras Standard TDM USA ITU-T Nombre # Canales Voz Data Rate (Mbps) Nivel # Canales Voz Data Rate (Mbps) DS-1 (T1) (E1) DS-1C DS DS DS Page 20

21 Interfaces Troncales de PBX (Externas) Conectan al PBX con el mundo exterior Interfaces Troncales Analógicas Interfaces Troncales Digitales (T1/E1) Interfaces Troncales Digitales (PRI): Algunos PBXs usan una sola tarjeta para T1/E1/PRI, mientras que otros ofrecen tarjetas separadas. Interfaces Troncales Tie: Circuito permanente entre 2 puntos. Para conectar múltiples PBXs. Page 21

22 Ejemplo de línea tie para la interconexión entre PBX Enlace Troncal Tie Central Office Central Office Enlace Troncal Tie PBX SWITCH SWITCH PBX PSTN Page 22

23 VISIÓN GENERAL DE LA PSTN Y COMPARACIÓN CON VOZ SOBRE IP Page 23

24 Bucles Locales, Enlaces Troncales y Comunicación Interswitch Bucles Locales: Conecta el teléfono con el switch de la oficina central. Enlace Troncal (Trunk): Es la ruta de comunicación entre varios switches de oficina central. Están desplegados en jerarquías. Los de la oficina central están interconectados a través de enlaces troncales con los switches tándem. Los switches tándem de clase superior conectan con los switches tándem locales. Page 24

25 Jerarquía de Switching de Circuitos Switches tandem de capa superior Switches tandem local Switches de la oficina central Page 25

26 Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) Red que facilita conexiones digitales extremo a extremo para proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos, y a la que los usuarios acceden a través de un conjunto de interfaces normalizados. Conjunto de estándares que definen la conexión extremo a extremo de una red digital. La característica clave de la RDSI es que integra voz y datos en la misma línea Page 26

27 Señalización PSTN Los métodos de señalización están divididos en dos grupos: Señalización usuario a red Señalización red a red Page 27

28 Señalización Usuario Red Dentro de Banda Marcación Multifrecuencia (DTMF, Dual Tone MultiFrecuency). Se usa para telefonía analógica Es el método de señalización más habitual Los tonos son transportados a través de la ruta de voz. Ventajas sobre la marcación por pulsos: Mayor rapidez de marcado Posibilidad de enviar señales a través de la línea telefónica Se distingue fácilmente por los sonidos que genera al digitar cada entrada Page 28

29 Señalización Usuario Red Dentro de Banda Utiliza 16 combinaciones distintas de frecuencias de audio, comprendidas dentro de la banda de voz (300 Hz a 3 khz). Cada combinación consta de dos señales senoidales: una de un grupo bajo de y otra de un grupo alto Page 29

30 Señalización Usuario Red Fuera de Banda La ISDN (telefonía digital) utiliza el método de señalización fuera de banda La señalización es transportada en un canal separado de la voz. El canal en el que la voz es transportada se llama canal portador (o canal B) y es de 64 kbps. El canal en el que se transporta la señal se llama canal de datos (o canal D) y es de 16 kbps. Una Interfaz de Acceso Básico (BRI, Basic Rate Interface), consta de dos canales B y un canal D. Canal B Canal B BRI Page 30 Canal D

31 Señalización Usuario Red Fuera de Banda VENTAJAS La señalización es multiplexada en un canal común. Se reduce la colisión. Retraso de posmarcación reducido. Ancho de banda mayor. Como los mensajes de configuración no están sujetos al mismo ruido de línea que los tonos DMTF, la realización de la llamada se ve facilitada. Page 31

32 Señalización Red a Red Incluyen métodos de señalización dentro de banda, como la multifrecuencia (MF) y la señalización de bit robado (RBS, Robbed Bit Signaling). La MF es similar a la DTMF, pero utiliza un conjunto diferente de frecuencias. La señalización red a red también utiliza el método fuera de banda conocido como Sistema de Señalización 7 (SS7) (o C7 en los países europeos) Page 32

33 Servicios y Aplicaciones de la PSTN Funciones de llamada personalizada: Dependen del switch de la oficina final, no de la totalidad de la PSTN. Las más habituales en la PSTN son: llamada en espera, desvío de llamada y llamada a tres. Funciones CLASS: Requieren una conectividad SS7 para transportar esas funciones de extremo a extremo en la PSTN. Algunas de las funciones CLASS son: presentación, bloqueo de llamada, bloqueo del ID de la línea llamante, retrollamada automática y devolución de llamada. Page 33

34 Servicios y Aplicaciones de la PSTN Muchos operadores ofrecen también funciones de empresa como: Larga distancia de circuito conmutado Tarjetas de llamada pre o pospago Números 800/822/823/888/877 Números 810 Red Privada Virtual Líneas dedicadas privadas Page 34

35 Plan de Numeración Internacional de la ITU-T La recomendación E164 especifica: Código de país (CC) Código de destino nacional (NDC) Número del abonado (SN) El código de país consiste en uno, dos o tres dígitos. Ej: 54 para Argentina. El código de destino nacional y el número del abonado varían en su longitud dependiendo de las necesidades de cada país. Ninguno tiene más de 15 dígitos. Page 35

36 Inconvenientes de la PSTN Los datos han sustituido la voz como tráfico principal en muchas redes que fueron construidas para la voz. La PSTN no puede crear y desarrollar prestaciones con la rapidez suficiente. Los datos, la voz y el video (D/V/V) no pueden converger en la PSTN tal y como está construida actualmente. La arquitectura construida para la voz no es suficientemente flexible para transportar datos. Page 36

37 Switching de Circuitos frente a Switching de Paquetes Red Conmutada Concentrción de línea TDM Switch de circuitos Control de llamadas Control de conexión Prestaciones Canal común complejo de señalización Servicio abierto Capa de Aplicación Interfaz Abierta/Estándar Capa de control de llamadas establecidas Interfaz Abierta/Estándar Subsistema Troncal digital Administración Mantenimiento Facturación Capa de infraestructura de paquetes basada en estándares Page 37

38 Capa de infraestructura de paquetes Sustituye a la infraestructura de switching de circuitos. El Protocolo de Transporte de Tiempo Real (RTP, Real-time Transport Protocol) se utiliza además de la cabecera del protocolo de datagrama de usuario (UDP, User Datagram Protocol)/IP El RTP discurre por encima del UDP e IP y se anota normalmente como RTP/UDP/IP. Es posible que la voz (que ha sido empaquetada en IP) tome múltiples rutas para el mismo destino. Page 38

39 Capa de Control de Llamada Abierta Control de llamadas es el proceso de tomar una decisión de enrutamiento sobre una llamada y de hacer que la llamada ocurra. En la PSTN esas decisiones se llevan a cabo por el SS7 y se hacen con puntos de control de servicios (SCP, Service Control Points). Protocolos de ruteo IP resuelven un problema similar: las actualizaciones del enrutamiento. Protocolos de control de llamadas VoIP también resuelven un problema similar: traducir un número telefónico en una dirección IP. Page 39

40 Capa de Aplicaciones de Servicios Mediante API (Interfaz de Programación de Aplicaciones) estándar se puede disponer de nuevas aplicaciones. Miles de nuevas aplicaciones mejoradas pueden desarrollarse específicamente para infraestructuras de paquetes. Éstas incluyen la llamada Internet en espera, push to talk (pulsar para hablar), find-me follow-me (búscame-sígueme) y la mensajería unificada. Page 40