PDF de programación - DISEÑO DEL SISTEMA DE TELEFONÍA IP BAJO UNA PLATAFORMA DE SOFTWARE LIBRE PARA LA INDUSTRIA FLORALP S.A DE LA CIUDAD DE IBARRA

DISEÑO DEL SISTEMA DE TELEFONÍA IP BAJO UNA

PLATAFORMA DE SOFTWARE LIBRE PARA LA INDUSTRIA

FLORALP S.A DE LA CIUDAD DE IBARRA

Edgar A. Maya, Mayra A. Martínez



Resumen— El presente documento da a conocer
el diseño del sistema de telefonía IP bajo una
plataforma de software libre para la industria
FLORAL S.A. El diseño comprende la elección del
software para telefonía, le dimensionamiento de
troncales, plan de marcado, recomendaciones de
equipos de telefonía y el análisis costo beneficio
para el sistema.


Términos Indexados— Telefonía IP, Elastix,

Asterisk, IEEE 830.

I. INTRODUCCIÓN



E

l servicio de telefonía tradicional ha
sido remplazada parcialmente por el
uso de llamadas que hacen uso del Internet
como una alternativa económica. La
industria FLORALP S.A utiliza la telefonía
tradicional analógica para realizar
las
comunicaciones con las demás sucursales
dentro del país,
trabaja de manera
independiente en cada una de sus sucursales
con una red de datos, sub utilizando
recursos para la comunicación.



Documento recibido el 08 de

junio de 2015. Esta
investigación se realizó como proyecto previo para obtener el
título profesional en la carrera de Ingeniería en Electrónica y
Redes de Comunicación de la Facultad de Ingeniería en Ciencias
Aplicadas (FICA) de la Universidad Técnica del Norte.

E.A. Maya, trabaja en la Universidad Técnica del Norte, en la
Carrera de Ingeniería en Electrónica y Redes de Comunicación,
Av. 17 de Julio sector el Olivo, Ibarra-Ecuador (teléfono: 5936-
2955-413; e-mail: [email protected]).

M.A. Martínez, egresada de

Ingeniería
Electrónica y Redes de Comunicación (teléfono: 5936-2616-250;
e-mail: [email protected]).

la Carrera de



El sistema de telefonía IP proporciona
beneficios principalmente
económicos
puesto que economiza las llamadas al tan
solo usar los servicios de Internet y mas no
los de telefonía; otros servicios adicionales
que la telefonía IP brinda es de mejorar las
comunicaciones internas pues la red se
vuelve flexible y escalable al tener servicios
de mensajería instantánea, llamadas en
espera, buzón de voz entre los principales.



II. CONCEPTOS BÁSICOS

A. Definición de VoIP



El envío de paquetes de voz en tiempo
real utilizando redes que trabajen sobre el
protocolo IP se denomina VoIP (Federal
Communications Commission, 2009), la
misma que permite la comunicación, entre
dos o más usuarios que se encuentren
haciendo uso de la misma red de Internet,
sin requerir ningún cable único dedicado, es
decir no necesita de una ruta fija y no se
limita a la ampliación de una red.



B. Arquitectura


De las características principales de la
VoIP es manejar dos tipos de arquitectura
desde el punto de vista de distribución,
estas
son arquitectura distribuida y
centralizada. Permitiendo así que el usuario

adapte la red actual a los servicios que
proporciona la VoIP.

C. Codecs de audio para VoIP



Arquitectura centralizada



Desde algunos puntos de vista

la
arquitectura centralizada es considerada
como aceptable, pues la administración está
concentrada al igual que el control de
llamadas,
flujo de
llamadas repitiendo las características de la
voz.

simplificando el

Figura 1. Arquitectura centralizada SIP



Referencia: Modificado de Distributed Media Server

Architecture for SIP using

IP Anycast. Recuperado de: http://goo.gl/MTTtQ1



Arquitectura distribuida



Este tipo de arquitectura está asociada a
los protocolos H.323 y SIP, los mismos que
permiten la inteligencia a la red por medio
de los terminales como: teléfonos IP,
servidores de medios, cualquier dispositivo
que pueda iniciar una llamada de VoIP.

Figura 2. Arquitectura distribuida SIP



Referencia: Distributed Media Server Architecture

for SIP using IP Anycast. Recuperado de:

http://goo.gl/MTTtQ1

Un códec se define como un conjunto de
algoritmos encargados de la compresión y
descompresión de un sonido analógico a
bits digitales, con la finalidad de comprimir
las señales para ocupar menor espacio
dentro de una trasmisión y así ser usados en
una computadora, dispositivos electrónicos
y redes IP consiguiendo una buena calidad
de sonido (EcuRed, 2014)



Códec

G.711
G.722

G.723

G.726

G.729

ILBC

GMS

Tabla 1. Características principales de códec de

Bit
rate

(Kbps)

Bit
por
trama

64
64
5.3
5.3
32

8

8
14
189
189
4

80

audio

Tipo de

compresión

PCM

SAD- PCM

ACELP
ML-MLQ
ADPCM

ADPCM/CS-

ACELP

MOS

4.1
5
3.8
3.6
3.85

3.92

Retardo de
compresión

(ms)
0.75
0.0625

30
30

0.125

10

LRC

400
308
260

13.3
15.2
13.3

30
30
20
Referencia: VoipForo (2014) Codecs. Recuperado
de: http://www.voipforo.com/codec/codecs.php

RPE-LTP

3.8

3.6



D. Protocolos VoIP



trabaja

la VoIP

Al igual que las rede de datos se manejan
en base a una pila de protocolos y
aplicaciones,
sobre
protocolos que se ajustan a la tecnología y
a las necesidades de los usuarios. Existen
dos
tipos de protocolos principales
relacionados con VoIP: transporte y control
de datos, estos trabajan sobre la capa de
transporte.



Protocolo SIP



Session Initiation Protocol (SIP) es un
protocolo desarrollado por
IETF
especificado en el RFC 3261, desarrollado
en lenguaje ASCII es un protocolo abierto,
utilizado para el establecimiento de una
sesión
e

en una

simple

red

IP,

la

independiente por lo tanto se convierte en
escalable y posee
la capacidad para
acoplarse a diferentes arquitecturas.

• Informational (1xx) la solicitud ha

sido recibida y está en proceso.

• Success (2xx) la solicitud antes recibida



Métodos y respuestas SIP



Métodos



• REGISTER: usado por un UA para
registrar su dirección SIP y dirección IP
en el servidor de registro.

• INVITE: usado para establecer una
sesión SIP entre dos agentes usuarios,
contiene información de quien genera la
llamada, su destinatario y el tipo de
flujo que se intercambiará.

• ACK: utilizado para aceptar una sesión
y de igual manera confirmar que se
puede
intercambio de
mensajes de forma fiable.

iniciar el

• OPTION: utilizado para conocer
características de capacidad y estado de
un UA o de un servidor, con lo que se
puede iniciar una sesión entre los dos.
• SUBSCRIBE: utilizado para solicitar
información actualizada sobre el estado
de otro UA, la finalidad de todo esto es
conocer si un usuario está en línea,
ocupado, fuera de línea, etc.

• CANCEL: usado para pedir el
abandono de la llamada que está en
curso, de una solicitud pendiente sin
necesidad de determinar la sesión.

• BYE: usado para finalizar una sesión
activa, puede ser generado por el
usuario que inicio la llamada o de quien
está siendo llamado, el comando BYE
es el único que puede finalizar por
completo una sesión.



Respuestas



es reconocida y es aceptada.

• Redirection (3xx) la solicitud no
puede ser completada y no es necesario
de pasos adicionales.

• Client error (4xx) la cuenta con la que
se desea iniciar sesión presenta errores,
por lo tanto el servidor no puede
continuar con la solicitud.

• Server error (5xx) la solicitud es
recibida pero el servidor no puede
procesarla, por ser problemas del propio
servidor.

• Global failure (6xx) la solicitud es
recibida pero el servidor no puede
procesarla, este tipo de errores se
pueden producir en cualquier servidor,
por lo que las solicitudes no se desvían
a otro servidor para ser procesadas.


E. Protocolo UDP



Protocolo de datagrama de usuario
(UDP), es un protocolo no orientado a
conexión que no proporciona una detección
de errores ni conformación de ACK
correspondiente a la capa transporte del
modelo TCP/IP.



F. Protocolo RTP


Protocolo de transporte que trabaja sobre
le brinda características
UDP porque
necesarias para así ganar velocidad, aunque
se tenga que sacrificar la fiabilidad de los
datos, no garantiza la entrega de los
paquetes a su destinatario final ni la entrega
en el instante adecuado de los mismos. Usa
puertos pares asignados desde el 1025 y
65535 pero el más conocido es el puerto
5004 (Gil Cabezas, 2009).



G. Encapsulamiento de la VoIP



tramas

Mientras dos usuarios desean establecer
una llamada, se realiza un proceso interno
de
de
para
encapsulación
posteriormente ser
trasmitidas por el
protocolo IP, este proceso se lo realiza
después de que una llamada ha sido
establecida exitosamente. Las señales
analógicas una vez convertidas a señales
digitales son encapsuladas por el protocolo
RTP y posteriormente por el protocolo
UDP.



CABECERA
DE CAPA
ENLACE

varialble

CABECERA

CABECERA

CABECERA

IP

20

UDP

8

RTP

12

MUESTRAS DE VOZ

FCS

Variable dependiente del

codec

2

Octetos

Figura 3. Trama encapsulación de VoIP
Referencia: Editado de Telefonía VoIP

Encapsulamiento de una trama VoIP. Recuperado de:

http://goo.gl/A5SSDs



H. Análisis del tráfico de llamadas


La principal característica que una red
de VoIP debe prestar es calidad en sus
llamadas, para lo cual es necesario el
cálculo de troncales y el ancho de banda
necesario para que el transporte de los datos
se los realice de tal manera que no exista
ningún tipo de inconvenientes al establecer
una llamada.



Análisis del tráfico saliente


El flujo de tráfico puede ser calculado

con la siguiente ecuación:
(cid