PDF de programación - Sistema de voz sobre IP para redes inalámbricas en zonas rurales aisladas

Sistema de voz sobre IP para
redes inalámbricas en zonas

rurales aisladas

Rodrigo de Salazar

Departamento de Ingeniería y Sistemas Telemáticos de la

Universidad Politécnica de Madrid

Sistema de voz sobre IP para redes inalámbricas en zonas rurales aisladas
por Rodrigo de Salazar

Publicado 22 de Mayo de 2005
Copyright © 2005 UPM

En este proyecto se estudia un sistema para integrar un sistema de comunicación de voz de bajo
costo sobre redes privadas inalámbricas tipo 802.11, desplegadas en zonas rurales aisladas de
países en desarrollo.

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Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA.

Tabla de contenidos

1. Introducción .........................................................................................................1
1.1. Objetivo específico......................................................................................1
1.2. Estructura del proyecto ...............................................................................1
2. Análisis..................................................................................................................3
2.1. Servicios deseables .....................................................................................3
2.1.1. Voz ...................................................................................................4
2.1.2. Videoconferencia .............................................................................4
2.1.3. Charla interactiva .............................................................................4
2.1.4. Correo electrónico y web.................................................................5
2.1.5. Protocolos de terminal .....................................................................5
2.1.6. Acceso a ficheros remotos ...............................................................5
2.2. Características geográficas..........................................................................5
2.2.1. Selva.................................................................................................6
2.2.2. Sierra................................................................................................8
2.3. Características de hardware ........................................................................9
2.4. Características del software y los protocolos............................................10
3. Voz sobre IP........................................................................................................12
3.1. Arquitectura de redes VoIP .......................................................................12
3.2. Códecs.......................................................................................................15
3.2.1. Audio..............................................................................................15
3.2.2. Vídeo..............................................................................................18
3.3. RTP/RTCP.................................................................................................19
3.4. Norma H.323.............................................................................................22
3.4.1. Red básica H.323 ...........................................................................23
3.4.2. Red H.323 con GateKeeper ...........................................................27
3.4.3. Elementos avanzados .....................................................................29
3.4.3.1. Pasarelas a la Red Telefónica Conmutada (RTBC) ............29
3.4.3.2. Intermediarios H.323 ..........................................................30
3.4.3.3. Unidades de Control Multipunto ........................................30
3.4.3.4. Firewalls..............................................................................31
3.4.3.5. Mecanismos de NAT/PAT ...................................................32
3.5. Protocolo SIP ............................................................................................32
3.5.1. Llamada básica en SIP...................................................................33
3.5.2. Elementos adicionales de la arquitectura SIP ................................34
3.5.2.1. Llamada con intermediario .................................................35

iii

3.5.2.2. Llamada con redirección.....................................................36
3.5.2.3. Registro de localización......................................................36
3.5.3. Elementos avanzados .....................................................................37
3.6. Comparación entre H.323 y SIP ...............................................................37
3.7. Implementaciones .....................................................................................39
3.7.1. Productos software libres...............................................................39
3.7.1.1. H.323...................................................................................39
3.7.1.2. SIP.......................................................................................40
3.7.1.3. Otros....................................................................................41
3.7.1.4. Terminales software propietarios........................................41
3.7.1.5. Terminales hardware...........................................................42
3.7.2. GateKeepers, servidores SIP y pasarelas .......................................43
3.7.3. Estudio de las aplicaciones H.323 más conocidas.........................43
3.7.3.1. Netmeeting..........................................................................43
3.7.3.2. Gnomemeeting....................................................................44
3.8. Calidad de servicio en VoIP......................................................................45
3.8.1. Calidad de servicio en IP ...............................................................46
3.8.2. Aplicación a nuestro caso ..............................................................46
4. Batería de pruebas .............................................................................................51
4.1. Diseño de las pruebas................................................................................51
4.2. Herramientas.............................................................................................54
4.3. Implementación y automatización ............................................................55
4.3.1. Banco de pruebas ...........................................................................55
4.3.1.1. Banco inalámbrico básico...................................................57
4.3.1.2. Banco inalámbrico con teléfonos VoIP...............................58
4.3.2. Pruebas con iperf............................................................................60
4.3.2.1. Pruebas objetivas.................................................................60
4.3.2.2. Pruebas subjetivas ...............................................................63
4.3.3. Casos de estudio.............................................................................63
4.4. Resultados.................................................................................................69
4.4.1. Pruebas objetivas............................................................................69
4.4.1.1. Prueba sin conformado de tráfico .......................................71
4.4.1.2. Prueba con disciplina de colas PRIO..................................73
4.4.1.3. Prueba con disciplina de colas HTB priorizando UDP.......75
4.4.1.4. Prueba con disciplina de colas HTB priorizando la voz .....76
4.4.1.5. Prueba con disciplina DSMARK con ancho de banda

compartido ...............................................................................78

iv

4.4.1.6. Prueba con disciplina DSMARK sin compartir ancho de

banda........................................................................................80
4.4.2. Pruebas subjetivas ..........................................................................82
4.5. Conclusiones.............................................................................................84
5. Diseño..................................................................................................................86
5.1. Los nodos..................................................................................................86
5.1.1. Hardware........................................................................................86
5.1.1.1. Versión de pruebas ..............................................................87
5.1.1.2. Versión de campo................................................................88
5.1.1.3. Subsistema solar..................................................................89
5.1.2. Software .........................................................................................90
5.1.3. Autoconfiguración de la red...........................................................90
5.1.4. Implementación de QoS en los nodos............................................91
5.2. Los terminales...........................................................................................93
5.2.1. Terminal único ...............................................................................94
5.2.2. Computación separada...................................................................94
5.3. Las pasarelas .............................................................................................95
5.3.1. Pasarela única.................................................................................96
5.3.2. VoIP separada.................................................................................96
6. Presupuesto...............................................................