Asterisk VoIPIntroducción a los sistemas VoIP

Objetivos de la charla

El objetivo de esta charla es hacer una breve introducción a la telefonía IP.

No se profundizará en conceptos muy técnicos.

Lo importante es que esta presentación sea entendida por el mayor numero de personas.

Asterisk VoIPTelefonía tradicional

Telefonía Convencional Permite comunicar dos puntos mediante un enlace físico.

Basado en la conmutación de circuitos.

Se crea un circuito físico que desaparece al terminar la conexión.

En cada central se realiza la conmutación (antes manual)

Cada llamada necesita un circuito dedicado.

Llamada entre A y B

A

B

Telefonía Convencional

Un circuito dedicado implica una red mallada de todos contra todos.

Una red mallada de todos contra todos es muy cara de implementar.

Para pasar varias llamadas en un mismo medio se tiene que multiplexar.

Multiplexar es combinar dos o más canales de información en uno solo.

Se multiplexa la interconexión entre centrales mediante TDM (Multiplexacion en el tiempo).

Telefonía convencional

La telefonía tiene su propio cableado diferente que el de los PC’s

Cada extensión (teléfono) ha de estar cableada hasta la pbx (centralita).

Capacidad limitada.

Difícilmente integrable con aplicaciones.

Configuración compleja y propietaria.

Servicio muy estable.

Interconexión entre PBX complicada y cara.

La ampliación implica tarjetería adicional.

Cableado de pares obsoleto.

Escasa movilidad. La configuración está en la línea, no en el Teléfono.

Estamos sujetos siempre a un cable. Extremo a extremo.

Se multiplexa la interconexión entre centrales mediante TDM (Multiplexacion en el tiempo).

1. ¿Qué es VoIP?Introducción a los sistemas VoIP

Básicamente, VozIP (Voz sobre IP) o VoIP (Voice over IP) es un conjunto de protocolos para transporte de voz sobre redes IP, y no solo debemos entender el uso de VoIP para su uso en Internet, sino que tenemos que incluir cualquier Red que funcione bajo este protocolo, aunque como es obvio Internet es la más importante.

De esta simple definición es difícil comprender que VozIP abarca un gran número de tecnologías, ya que los servicios que nos proporciona y las tecnologías implicadas son muchas y muy variadas.

En otras palabras VoIP, del inglés Voice over Internet Protocol, es la tecnología en laque se digitaliza, comprime la voz y se encapsula sobre el protocolo IP. La Telefonía IP esla infraestructura que nos permite hacer llamadas a cualquier teléfono de la red telefónica.

Ventajas de un Sistema VoIP

Ventajas de la telefonía IPTiene las misma funcionalidades de una PBX tradicional y muchas más. Se utiliza y mantiene una sola red, tanto para voz como para datos.Interconexión mediante la red IP. Llamadas entre extensiones gratuitas.Utilización de operadores convencionales y/o IP. No se pierden los DDI’s.Movilidad. Identidad por usuario con independencia del punto de conexión.Crecimiento sin necesidad de ampliar la centralita. Integración con aplicaciones.Videoconferncia.Teléfonos software y hardware.Coste de implementación.

Desventajas de un sistema VoIP

Desventajas de la telefonía IP

- Requerimientos de ancho de banda mínimo en enlaces compartidos.

- Nat: El protocolo SIP es un protocolo “not Nat friendly”.

- Control y paquetización: Los paquetes llegan desordenados. Se tienen que controlar.

- Latencia: Es el retardo que sufre un paquete en una comunicación entre dos puntos.

- Jitter: Variación que sufre la latencia durante la comunicación.

- Protocolo UDP para transporte. No retransmisión

- Internet es incontrolable. Mecanismos alternativos de conexión (p2p).

¿Qué es Asterisk?

Introducción a los sistemas VoIP

1. ¿Qué es Asterisk?Introducción a los sistemas VoIP

Asterisk es una PBX (Phone Box eXchanger) software. Es decir, una Centralita Telefónica por Software. Está programada bajo licencia Open Source, desarrollada principalmente por la empresa DIGIUM. Su código se encuentra publicado bajo licencia GPL, y fue creado en C sobre GNU/Linux.

Se ejecuta en un PC estandar (arquitectura x86,x86_64, ppc) bajo GNU/Linux, BSD, Sun Solaris, o MacOSX, así como en dispositivos embebidos.

Soporta todas las funcionalidades de las centralitas hardware, incluso algunas características avanzadas de grandes centralitas propietarias programables, así como funciones especiales que otros fabricantes de Hardware no disponen: integración con Radio, integración con GSM, etc.

Al disponer de una gran comunidad de desarrolladores repartida por todo el mundo es muy fácil descubrir nuevas interfaces que crean nuevas funcionalidades adaptadas al usuario.

Nacimiento de Asterisk:

Asterisk, comenzó en 1999 y fue desarrollado por Mark Spencer, para cubrir las necesidades de telefonía que tenía su empresa (Linux Support), pensando que las centralitas hardware tenían unos costes muy altos y que el podía programar fácilmente su propia centralita

Actualmente, la empresa Digium, fundada por Mark Spencer, administra y mantiene el código fuente de Asterisk, y lo ofrece bajo dos licencias: GPL y licencia comercial.

Digium vende Hardware creado especialmente para Asterisk, tarjetas analógicas y digitales las cuales son soportadas por los drivers ZAP, incluidos pordefecto en Asterisk

RequisitosHardware mínimo para montar Asterisk

Para poder dimensionar un Sistema de VoIP con Asterisk debemos prestar especial atención a las siguientes variables:

- Llamadas concurrentes.

- Conferencias y Aplicaciones complejas simultáneas.

- Transcodifcaciones necesarias (recodificación).

Principalmente, Asterisk requiere microprocesador.

Según Digium: Equipo Dual Intel Xeon 1.8 Ghz 1 Gb Ram soporta 60 llamadas concurrentes codificando con el codec G.729.

Pero como siempre sucede es dificil dimensionar con exactitud, es mejor apuntar alto para poder escalar en un futuro.

Servicios que permite implementar Asterisk• Transferencia de llamadas, internas y externas.

• Desvío de llamadas si está ocupado o no contesta.

• Opción No molestar (Do Not Disturb).

• Parking de llamadas (Call Parking).

• Llamada en espera (Hold).

• Grupos de llamada (Ring groups).

• Identificador de llamante (CallerID).

• Sistema DISA12. (método por el cual una persona externa a la oficina puede realizar llamadas a través de la centralita).

• Operadora Digital (menús interactivos y guiados).

• Música en espera y en transferencia (ficheros MP3 actualizables por el usuario).

• Captura de llamadas de forma remota (remote pickup).

• Buzones de voz (general, individuales, por grupos) protegidos por contraseña.

• Gestión de listas negras (números telefónicos con acceso prohibido).

• Salas de conferencia (2 o más terminales simultáneamente).

• Registro y listados de llamadas entrantes y salientes, con gráficas de consumo.

• Detección automática de entrada de faxes.

• Recepción de fax desde el propio sistema y posterior envío por e-mail.

• Gestión de colas de llamadas entrantes.

• Grabación de llamadas entrantes y salientes.

• Monitorización de llamadas en curso.

• Soporta videoconferencia con protocolos SIP e IAX2.

Servicios que implementa Asterisk

•Extensiones móviles•Enrutamiento por Indetificador de llamada •Mensajería SMS •Sistema TextToSpeach •Emitir Letras y Números•Detección de Voz•Llamada a tres •Fecha y Hora •Traducción de Codec •Trunking •Pasarelas VozIP•Sistema de Buzón de Voz•Indicador visual de mensaje no escuchado•Indicador sonoro de mensaje no escuchado •Mensajes del Buzón de Voz a Email•Grupos de Buzón de Voz •Interfaz Web de acceso al Buzón de Voz•Identificación de llamada en Llamada en Espera•Soporte de oficina Remoto

•Sistema de Menú en Pantalla•Receptor de Alarmas •Adición de Mensajes•Autentificación•Atención de llamada Automática•Listas Negras •Transferencia Ciega•Transferencia con Consulta •Registro de detalles de Llamada •Reenvío de llamada en ocupado •Reenvío de llamada en No-disponible•Reenvío de llamada variable•Monitorización de Llamadas•Aparcamiento de Llamada•Sistemas de Colas•Grabación de llamadas•Recuperación de Llamadas•Enrutamiento de llamadas (DID & ANI) •Escucha de Llamadas •Transferencia de Llamadas •Llamada en Espera•Identificación de LLamada•Bloqueo por identificación de llamada

•Tarjetas prepago •Multiconferencia •Almacenamiento / Recuperación en BBDD •Integración con BBDD •Llamada por Nombre •Sistema de Acceso directo entrante •Timbre personalizable•No molestar•E911 •ENUM •Recepción y Envío de FAx•Lógica de extensiones Flexible •Listado de directorio Interactivo •Respuesta de Voz Interactiva(IVR) •Agentes de llamada Locales y Remotos •Macros •Música en Espera•Música en Espera en transferencia •Sistema de MP3 configurable•Control de Volumen•Marcador Predictivo•Privacidad•Protocolo de establecimiento abierto (OSP) •Conversión de protocolo•Captura de Llamadas

Fax sobre IPProtocolo T.38

Asterisk soporta el protocolo T.38 (Fax sobre IP), que no utiliza un códec de voz para transmitir fax, sino que ha sido desarrollado para permitir específicamente las transmisiones de fax y módem sobre redes IP. Los adaptadores que soportan t.38 transmiten los faxes como imagen (consumiendo la mitad del ancho de banda que con alaw), y gestionan el jitter y las pérdidas de paquetes para aislar la máquina de estos problemas

T38 es un protocolo que describe cómo enviar y recibir faxes sobre una red de datos. T38 es necesario ya que los datos de fax no pueden ser enviados sobre una red de la misma manera que una comunicación de voz.

Con T38 un fax es convertido en una imagen, luego enviado a otro dispositivo de fax T38 y después convertido de nuevo a una señal análoga de fax. La mayoría de Pasarelas VoIP y ATAs ahora soportan T38.

T38 es un estándar definido en el RFC 3362, y explica cómo un dispositivo debe comunicar los datos de fax.

Arquitectura de Directorios de Asterisk

/usr/lib/asterisk/modules Directorio donde se encuentran los modulos compilados en extension .so.

/usr/share/asterisk Directorio donde se guardan las claves RSA, los archivos para reproducir de musica en espera , los script AGI. en una instalacion desde paquetes para distribuciones Debian y Ubuntu.

/var/lib/asterisk Directorio donde se guardan las claves, la música en espera y los sonidos del sistema en una instalación desde las fuentes.

/var/spool/asterisk Directorio donde se guardan las conferencias salvadas por MeetMe(), los textos que son leídos por Dictate() y los mensajes de voz si no utilizamos una BD.

/var/run/asterisk Donde se encuentra el archivo PID3 del Asterisk que se esta ejecutando.

/var/log/asterisk Los logs y notificaciones realizado mediante por ejemplo la aplicación Verbose() o NoOp() se encuentran aqu, aunque tambien son dirigidos al demonio syslog.

/etc/asterisk/*.conf Ficheros de configuración de Asterisk

Sip.conf Iax2.conf Extensions.conf Meetme.conf Voicemail.conf Musiconhold.conf Queues.conf ….

Conceptos usados en Asterisk Canal: Es una conexión que conduce una llamada entrante o saliente en el sistema Asterisk. La conexión puede venir o salir hacia telefonía tradicional

analógica o digital o VozIP. Por defecto, Asterisk soporta una serie de canales, los más importantes:

- Protocolos VozIP: H.323, IAX2, SIP, MGCP

- Console: GNU Linux OSS/ALSA sound system.

- Zap: Lineas analógicas y digitales.

Dialplan: Se trata de la configuración de la centralita Asterisk que indica el itinerario que sigue una llamada desde que entra o sale del sistema hasta que llega a su punto final. Se trata en lineas generales del comportamiento lógico de la centralita.

Extension: En telefonía tradicional, las extensiones se asocian con teléfonos, interfaces o menús. En Asterisk, una extensión es una lista de comandos a ejecutar

Contexto (Context): El Dialplan o lógica de comportamiento de Asterisk se divide en uno o varios contextos. Un contexto es una colección de extensiones.

Aplicación (Application): Asterisk ejecuta secuencialmente los comandos asociados a cada extensión. Esos comandos son realmente aplicaciones que controlan el comportamiento de la llamada y del sistema en sí.

Sesión CLI de Asterisk en modo degug

Conceptos utilizado en AsteriskFXO / FXS

Configuración mediante ficheros /etc/asterisk/*.conf Fichero de configuración maestro: asterisk.conf

Fichero de configuración de módulos: modules.conf

Canales:

- iax.conf: Canales Inter Asterisk eXchange

- sip.conf: Canales SIP

- zapata.conf: Telefonía analógica y digital

- h323.conf: Canales H323

- mgcp.conf: Canales MGCP

Dialplan:

- extensions.conf: El propio Dialplan.

- features.conf: Dialplan para métodos complementarios (transferencias,call parking, grabación de llamadas, ...)

Configuración de aplicaciones del Dialplan:

- meetme.conf: Para salas de conferencias.

- musiconhold.conf: Configuración de la música en espera.

- queues.conf: Configuración de Colas de llamadas.

- voicemail.conf: Configuración de los buzones de Voz.

Configuración mediante comandosAsterisk *.conf

Ejemplo de configuración de Extensión en Asterisk

[300]

type=friend

host=dynamic

secret=003

disallow=all

allow=alaw

callerid=“Vicente Garcia”<300>

Como se puede observar la configuración puede ser aparentemente sencilla, pocos comandos y argumentos, pero puede complicarse a medida que el usuario requiere de configuraciones más avanzadas

Configuración mediante FrontEnds GráficosFreePBX

FreePBX es un entorno gráfico que nos permite administrar de forma sencilla un sistema VoIP con Asterisk.

Desde su panel de control podemos crear configuraciones algo complejas, pero como siempre sucede en estos entornos para poder sacar todo el jugo a Asterisk es necesario trabajar con los ficheros .conf ubicados en /etc/asterisk.

Lógica de una llamada con Asterisk

Tarjetas Hardware para Asterisk conexión con líneas analógicas

Para la conexión de Asterisk con líneas tanto analógicas como digitales es necesario configurar tarjetas PCI o PCI-Express en el servidor que nos permitan la conexión con las líneas de Voz.

Básicamente en el mercado lideran dos grandes fabricantes: DIGIUM y SANGOMA

Tarjetas Hardware para Asterisk conexión con líneas analógicas

Para la conexión de Asterisk es necesario configurar tarjetas PCI o PCI-Express que permitan la conexión con líneas Analógicas o digitales.

En las imágenes superiores se pueden observar diversos modelos de tarjetas analógicas que combinan distintos puetos para la conexión con líneas analógicas y/o centralitas Analógicas existentes.

Tarjetas Hardware para Asteriskconexión con líneas digitales

Asterisk tiene la capacidad de conectarse tanto con líneas analógicas como digitales. En cada caso, es necesario un tipo de tarjeta. En la imagen superior se pueden observar tarjetas PCI o PCI-Express que permiten conectar Asterisk a líneas T1/E1 y algunas de ellas poseen módulos de cancelación de eco.

Esta es la parte más cara de un sistema Asterisk, estas tarjetas tienen un precio considerable en función de los canales que sean capaces de soportar y si poseen o no, módulos de cancelación de eco.

Dispositivos Hardwareequipos para garantizar redundancia

Cuando se realizan instalaciones complejas donde la Voz es un activo de la empresa que no puede fallar, es necesaria la utilización de dispositivos de redundancia que nos permitan balancear las líneas detectando al instante la pérdida de servicio de uno de los nodos Asterisk del cluster realizando una conmutación transparente de las líneas al otro nodo Asterisk

Beros Fos Junghanns ISDN GuardRedFone FoneBridge2

Ancho de Banda utilizado por los diferentes Códecs

Códecs de AudioG.711: principal códec de la PSTN estandarizado por la ITU (Internacional Telecommunication Union) en 1972. Este estándar muestrea a una frecuencia de 8 kHz y utiliza PCM (Pulse Code Modulation), para comprimir, descomprimir, codificar y decodificar. Existen dos subtipos:

µ-law: codifica cada 14 muestras en palabras de 8 bits. Usado en EE.UU y Japón.

A-Law: codifica cada 13 muestras en palabras de 8 bits. Usado en el resto del mundo.

G.726: este standard de la ITU, también conocido como ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation), sustituyo al obsoleto standard G.721 en 1990.

Permite conseguir un ancho de banda de 16 kbps, 24 kbps, y 32 kbps. La ventaja deeste codec es la disminución del ancho de banda sin incrementar la cargacomputacional.

G.723.1: este algoritmo, estandarizado en 1995 por la ITU, puede operar a 6,3 kbps o 5,3 kbps. Este codec debe ser licenciado para poder ser usado.

G.729A: este códec desarrollado por diferentes empresas privadas necesita un ancho de banda de 8 kbps, y su carga computacional es elevada. También es necesaria una licencia para su uso. No puede transportar tonos como DTMF, o fax, pero es el que menor tasa de bits proporciona (8 kbps).

GSM (RPE-LPT): Este codec aunque conocido popularmente por GSM, por usado en este tipos de redes, su nombre original es: Regular Pulse Excitation-Long Term Prediction). Este codec codifica a 13 kbps con una carga computacional media, y no requiere el pago de licencia.

iLBC (Internet Low Bit-Rate Codec): Este codec muestrea cada 8 Khz, y utiliza para la codificación (LPC) y codifica a 15.2 kbps o 13.3 kbps. Este codec es libre, y no necesita ser licenciado

Softphonesteléfonos VoIP por Software

Softphone

Un Softphone (en inglés combinación de Software y de Telephone) es un software que hace una simulación de teléfono convencional mediante una aplicación Software. Es decir, permite usar nuestro ordenador para hacer llamadas a otros softphones, a otros teléfonos convencionales o a teléfonos IP.

Normalmente, un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP ya que su instalación se limita a instalar un programa en nuestro equipo, existiendo muchos softphones para cualquiera de los sistemas operativos más populares (Windows, MAC OSX, GNU/Linux) y plataformas móviles (Android, Symbian, etc…).

Softphone: XLITE

Softphone: ZOIPER

Enlace para su descarga: http://www.zoiper.com/download_list.php

Teléfonos VoIP

Teléfonos VoIP

Teléfono SIP inalámbrico Teléfono SIP usuario Teléfono SIP operadora

Básicamente un teléfono IP suele ser un dispositivo hardware con forma de teléfono, aunque con la diferencia de que utiliza una conexión de red de datos, en lugar de una conexión de red telefónica. Por tanto, un teléfono IP básico tendrá al menos un interfaz de red que soporte el protocolo IP y al menos un protocolo de VoIP (SIP, IAX2)

Dispositivos ATAconversión de telefonía convencional en

IP

Dispositivos ATA

Los dispositivos ATA son dispositivos que hacen de pasarela entre un sistema VoIP y un teléfono tradicional. Nos permiten poder utilizar nuestros teléfonos “analógicos” e integrarlos en la infraestructura VoIP pero siempre con cierta pérdida de funcionalidades que pueda ofrecer un teléfono nativo VoIP.

La versatilidad de la VoIPintegración con otros sistemas

Futuro de la VoIPIntegración con otros sistemas

Enum:

ENUM (TElephone NUMber mapping) es un sistema que nos permite utilizar el sistema DNS para hacer consultas en base a números de telefono.

Normalmente hacemos consultas DNS sobre un dominio para saber cual es la IP a la que apunta, su servidor de correo, o si usa SRV hasta cual es su servidor SIP.

Con ENUM hacemos la consulta DNS (de tipo NAPTR) en base a un numero de teléfono y podremos obtener información como:

URI SIP: podemos obtener una URI SIP a la que podemos llamar en lugar de al número, por lo que el coste de la llamada quedaría reducido a 0

Más información:

http://en.wikipedia.org/wiki/Enumhttp://www.e164.org/https://secure.dns-hosting.info/enum_lookup.phtml

EnumIntegración de Sistemas VoIP con DNS

Futuro de la VoIPIntegración con otros sistemas

Mediante la utilización de tarjetas especiales Asterisk permite la conexión de emisoras de radio-comunicaciones profesionales de las principales marcas, proveyendo interfaces telefónicos hacia FXS o FXO así como un control del descolgado de línea y activación del PTT a través del puerto serie.

Lo que nos permitiría interconectar sistemas radio con la PSTN y enlaces VoIP.

Integración con otros Sistemas de VoIPSkype for Asterisk, Google Talk, OCS, etc…

Mediante la adquisición de un módulo y una cuenta premium de Skype, es posible realizar llamadas de VoIP mediante esta tecnología. De esta forma podremos recibir llamadas desde la red Skype y emitir llamadas desde nuestra infraestructura de VoIP hacia usuarios de Skype

Skype para Asterisk es un producto que ofrece una solución a muchas empresas que utilizan Skype y a las que no les interesa cambiar de softphone porque su personal ya conoce esta aplicación y lo usan en su casa “como Windows“

Asterisk no solo es capaz de recibir llamadas desde Skype sino que también es capaz de integrarse con sistemas como Google Talk con lo que podremos recibir llamadas de voz mediante este protocolo en nuestros teléfonos IP.

Asterisk también es capaz de integrarse en una infraestructura de presencia y comunicaciones unificadas como Microsoft Office Communications Server. Permitiendo la realización de llamadas desde OCS a través de Asterisk.

Como curiosidad existe también un proyecto de telefonía móvil GSM donde Asterisk es el corazón de la solución VoIP para interconectar las distintas BTS de telefonía.

VoIP en guifi.net

Situación actual (Abril 2010)

Situación Actual de la VoIP en guifi.net

Proyecto HSMMN y VoIP

Cómo integrar tecnologias…

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Muchos Sistemas: necesitamos integración

Diferentes tecnologías, pero la gran mayoría hablan IP, si todo esto lo integramos en un red multipropósito con una tecnología que haga posible interactuar entre todos, tendremos la red más potente

HSMMN

Documentación VoIP

¿cómo puedo aprender más?

Documentación VoIP Asterisk

Íntroducción a VoIP http://comunidad.asterisk-es.org/introduccion_voip.pdf

Asterisk the Future of Technologyhttp://comunidad.asterisk-es.org/AsteriskTFOT.pdf

Construyendo Sistemas Telefónicos Con Asterisk

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Turno de Preguntas

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Alex Casanova (EA5HJX)

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