PDF de programación - Introducción a la telefonía IP utilizando estándares

Introducción a la telefonía IP utilizando

estándares.

Fabián Sellés Rosa

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4

Índice general

1. Introducción

9
1.1. Definiciones, acrónimos y abreviaturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2. Descripción General

13
2.1. Telefonía y redes IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.2. Caracterización de la voz humana . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.3. Codecs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.4. Redes IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.5. Protocolos abiertos para la señalización . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2. Protocolos abiertos de VoIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.1. H323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.2. SIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.3. Transporte en tiempo real y redes IP . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.4. RTP y RCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.5. RTP y NAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.6. Soluciones al problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3. PBX para telefonía IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.1. Perspectiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.2. ¿Soft PBX? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3. GNU Free Documentation License

31
1. APPLICABILITY AND DEFINITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2. VERBATIM COPYING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3. COPYING IN QUANTITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4. MODIFICATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5. COMBINING DOCUMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6. COLLECTIONS OF DOCUMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7. AGGREGATION WITH INDEPENDENT WORKS . . . . . . . . . . . . . 36
8. TRANSLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
9. TERMINATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
10. FUTURE REVISIONS OF THIS LICENSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5

Índice general

6

Índice de figuras

1.1. PBX manual, Fuente:Wikipedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.1. Silbato capaz de emular un tono para manipular las antiguas centrales

telefónicas.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2. Modelo funcional de Telefonía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3. Llamada entre dos terminales H323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.4. Trapezoide SIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.5. Conversación SIP usual de tlf1 a tlf2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.6. Servidor registrar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.7. Servidor redirect
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.8. El problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.9. NAT Full Cone , Fuente : Wikipedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.10. Restricted Cone , Fuente : Wikipedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.11. Port Restricted Cone , Fuente : Wikipedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.12. Symmetric NAT , Fuente : Wikipedia
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.13. Utilizar túneles VPN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.14. Funcionamiento de STUN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.15. Algoritmo del protocolo STUN, Fuente: Wikipedia . . . . . . . . . . . . . 29
2.16. Funcionamiento de TURN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

7

Índice de figuras

8

1 Introducción

La telefonía( del griego thlec , lejos y fonoc , sonido) nace a finales del siglo XIX
con la invención del telefono. La propia invención del telefono es objeto de controversia,
tradicionalmente atribuida a Alexander Graham Bell por ser el primero en patentarla,
se considera a otros como Antonio Meucci como sus inventores.

El despliegue de la red telefónica no fue ordenado. La red telefónica comenzó como
una simple agrupación de conexiones entre clientes. El crecimiento de número de clientes
y la necesidad de abaratar los costes de cableado, llevan a la creación de centralitas como
puntos de intercambio telefónico. Poco a poco, el desarrollo y la innovación telefónica
dejan de estar a cargo de los científicos o particulares y pasan a las grandes compañias
telefónicas como Bell Labs y AT&T en EEUU, o las compañias telefonicas públicas

Estas primeras centralitas telefónicas no eran automáticas sino que estaban controla-
das por un operador humano. Para poder llamar a un abonado se descolgaba el teléfono
y se solicitaba al operador la llamada, éste pinchaba la clavija de comunicación en su
panel si la llamada era local, en caso de que llamada excedíese la demarcación de la
centralita. El operador debía contactar a otro operador que continuase con la petición
para poder realizar la llamada.

Comienzan la adopción de PBX en las empresas y organizaciones, una PBX no es más
que un panel de conexiones (veasé 1.1) que se instalaba en la empresa a cargo de un
operador humano.

Figura 1.1: PBX manual, Fuente:Wikipedia

En 1960 comienzan a aparecer las primeras centralitas automáticas electrónicas analógi-
cas que realizan la conmutación mediante relés. Tras la invención del transistor y el desa-
rrollo de la electrónica digital se comienza a implantar la telefonía digital, sobre todo

9

1 Introducción

para trunking 1. Las centralitas se implementan con circuitos digitales y se vuelven más
complejas y aparecen los primeros ordenadores comerciales.

La popularización de Internet y de las redes locales dan un nuevo sentido a la red
telefónica. Ya no sólo sirve para transmitir voz entre abonados, se desarrollan los modems
para transmitir datos digitales tratándolos como señales análogicas. Al hacerlo utilizan
todo el ancho de banda asignado por lo que si se utilizan es imposible transmitir la voz
a la vez.

Paralelamente comienza la implantación de una red telefónica completamente digital

que permita la conexión simultanea de voz y datos, la RDSI2 o ISDN3.

La explosion del número de accesos a Internet proporciona a la sociedad nuevos méto-
dos de comunicación: mensajería instantánea, correo electrónico, foros , etc .Aunque, el
servicio teléfonico sigue fuertemente implantado en la sociedad para acceso a servicios
críticos y comerciales (emergencias, servicio a domicilio, atención al cliente . . . ) pero éste
es paralelo a estas nuevas formas de comunicación.

Las PBX comienzan a implantarse mediante software , especifico, diseñado del fabri-
cante. Empiezan a ofrecer características avanzadas como buzón de voz, conferencias ,
llamada en espera, música en espera.... La PBX se vende como una caja negra, a la que
la organización conecta sus teléfonos y una linea externa, y dicha PBX los interconecta
y además ofrece algunas de esas características avanzadas.

Aunque estas PBX se implementen mediante software, no existía antes de la VoIP
una manera efectiva de integrar o que utilizara estas PBX. No era posible, por ejemplo,
realizar llamadas utilizando un ordenador cuando se tenía al alcance de un click de ratón
galerías de fotos, clips de peliculas, . . .

En éste sentido el software libre (veasé [?]) tiene mucho que decir. Al devolver o
entregar al usuario por primera vez la capacidad de crear su propia telefonía, de hacerla
flexible, de explotarla y llevarla más allá para luego compartirlo con una comunidad de
usuarios.

Los programas son complejos y los errores siempre existen, un programa libre, que
nos permite ver el código fuente, es un programa más depurado. Pues citando a Eric S.
Raymond en su libro [?]:

Dados los suficientes ojos, todos los errores aparecen

Lo que explica en parte la calidad del software libre, sometido a la revisión constante

por pares.

La telefonía IP nos va a permitir unir dos mundos distintos, el de la telefonía y la
informática, a través de un lenguaje común de comunicación: el protocolo IP. La telefonía
IP basada en software libre nos va a permitir controlar todos los aspectos de nuestra
instalación, haciendo que la centralita se amolde a nuestras necesidades y no nuestras
necesidades a lo que puede hacer la centralita.

1Llamada entre centralitas, canal de señalización compartido.
2Red Digital de Servicios Integrados.
3Integrated Services Digital Network.

10

1.1 Definiciones, acrónimos y abreviaturas

1.1. Definiciones, acrónimos y abreviaturas

B2BUA (Back to Back user agent) Agente de usuario de extremo a extremo, es una
entidad del protocolo SIP, según el RFC de SIP ([?]), un B2BUA tiene las siguientes
funciones:

Gestion de llamadas (facturación, desconexión automatica . . . )
Interconexión de red(adaptación de protocolos)
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