SIMULADOR DE EVALUACION DE RADIACIONES NO IONIZANTES PARA SISTEMAS GSM.

Diseo e Implementacin de telefona IP para la Universidad Nacional de Ingeniera sede Estel.

Tabla de Contenido.1Introduccin.31.1Antecedentes.41.2Definicin del problema.51.3Objetivos.61.3.1Objetivo General.61.3.2Objetivos especficos.61.4Justificacin.62Marco Terico.72.1Telefona tradicional72.2Voz sobre IP82.2.1Estructura Bsica de una red VOIP92.2.2Protocolos y estndares VOIP102.2.3Ventajas de implementar VOIP122.2.4Desventajas122.3Codecs132.4Factores que definen la calidad del servicio (QOS)142.4.1Latencia142.4.2Jitter142.4.3Prdidas de paquetes152.4.4Eco152.4.5Ancho de banda insuficiente162.5Integracin de Elastix 172.5.1Asterisk173Diseo Metodolgico.173.1Tipo de Estudio.173.2Equipos.183.3Procedimientos.183.4Puntos de Vista de la Posible Solucin y Resultados Preliminares.184Cronograma de Ejecucin.185Bibliografa.196Anexos206.1FXS y FXO206.2Linksys PAP2T206.3Guia de tarjetas para asterisk26.4Conexiones de telfono IP Cisco 7940G / 7960G26.5Hipath203616.6Elastix16.7Comandos bsicos de Linux2

Introduccin.

Gracias a la evolucin tecnolgica se han desarrollado nuevas tecnologas y nuevos dispositivos que han evolucionado totalmente el campo de las telecomunicaciones. La necesidad de comunicarnos dio oportunidad al desarrollo de las redes telefnicas como se conocen hoy en da, el internet otro medio de comunicacin el cual tiene mucha aceptacin para los usuarios ha venido haciendo un cambio revolucionario y ha dado puertas a la trasmisin de vos sobre el protocolo de internet VOIP.

VOIP es una tecnologa que utiliza la red internet para transportar voz en paquetes de dados a diferencia de la RTB (Red telefnica bsica) que trasmite vos analgica. Una de las grandes ventajas que se pueden adquirir utilizando la tecnologa de VOIP es unir en un mismo canal la transmisin de voz y la transmisin de datos. Es importante entender el concepto: VOIP no es un servicio sino una tecnologa, mediante la cual, con una conexin estndar a internet se puede crear una plataforma para realizar llamadas gratuitas sin necesidad de disponer de la red pblica (PSTN, por sus siglas en ingls) la cual se utiliz antes para la transmisin de seales de voz.

El presente trabajo monogrfico de investigacin, tiene como objeto realizar el diseo de una red de telefona IP para implementarse en la Universidad Nacional de Ingeniera sede Estel, por medio del cual los usuarios (en este caso trabajadores de la universidad) podrn comunicarse internamente y adems tendrn acceso a la Red de telefona bsica gracias a una central virtual Elastix, la cual est capacitado para brindar los servicios de una central PBX, buzn de vos, video conferencia, etc. Elastix es un software de licencia gratuita de gran utilidad en el mbito empresarial por sus grandes cualidades de funcionalidad, escalabilidad, competitividad de costos, interoperabilidad y flexibilidad.

Este documento servir de apoyo a estudiantes que deseen aprender el diseo e implementacin de una red telefnica IP, se explicara paso a paso como el diseo va cumpliendo con los requerimientos del proyecto que son la instalacin de n telfonos IP distribuidos en un edificio de dos plantas, reutilizaremos el servicio de la plataforma que suministra el internet de sus instalaciones y algunos telfonos analgicos utilizando un Gateway de adaptacin analgica obteniendo un sistema hibrido que nos permitir el ahorro en la inversin inicial.Nuestro sistema ser flexible para adaptar ms telfonos IP y podr interconectarse a otras sucursales de la misma universidad. Se configurara para que la central virtual Elastix establezca un enlace con la central telefnica PBX Hipath 2000 y la comunicacin pueda ser en un entorno completo no solo a telefona IP lo cual sera una gran desventaja ya que no muchas personas cuentan con una red VOIP, por otro lado nos beneficiara de tal manera que si deseamos comunicarnos con la red PSTN los costos los asumir la red VOIP pagando nicamente la factura mensual a nuestro proveedor de internet.

Antecedentes.

En la Universidad Nacional de Ingeniera, se han realizado algunos proyectos monogrficos que tienen que ver con el campo de las comunicaciones sobre tecnologa VOIP, es el caso del proyecto que lleva por tema Implementacin de la tecnologa Voz sobre IP para mejorar la red de comunicacin agregando un nuevo servicio a la empresa Ramar Aduaneros SA en el ao 2013, realizado por los estudiantes Jessica Lpez y Xavier Martnez.

El objetivo de este proyecto era Implementar el servicio de voz sobre IP, por medio de una prueba piloto que mejorara la red de comunicacin mostrando los nuevos beneficios de esta tecnologa dentro del sistema telefnico de la empresa durante el ao 2013, desviando el trfico telefnico entre sedes a travs del tnel VPN utilizando la red de datos, logrando as la convergencia de servicios de internet y telefona en la empresa, culminando con un estudio de factibilidad donde demostrara la rentabilidad del proyecto.

Para la implementacin del proyecto de las siete sucursales con que cuenta la empresa, tomaron en cuenta cuatro sucursales, las cuales son Puerto Corinto, Peas Blancas, Guasaule y la sede principal ubicada en Bello Horizonte. El diseo de la red es escalable si se pretendiera ampliar el nmero de extensiones en un futuro.

Este trabajo es uno de los principales documentos de apoyo, que hemos asumido para realizar el proyecto propuesto en este documento, ya que posee informacin y las tcnicas que se pueden llevar a cabo en una Tecnologa de voz sobre IP.

Otro proyecto que significa una gran base en la implementacin de nuestro trabajo es Creacin de prcticas de Laboratorio de centrales privadas PBX para la asignatura de Redes Telefnicas, cuyo objetivo principal era la elaboracin de prcticas de laboratorios que brinden un componente prctico actualizado a la disciplina de Redes Telefnicas que sirve de herramienta para una mejor la comprensin del uso de algunas centrales telefnicas.

En la elaboracin de las prcticas de laboratorio, usaron 4 centrales diferentes, dos centrales privadas, correspondientes a la Hipath 2036 y a la Hipath 3550. Una PBX Panasonic KX-TD816, una central virtual Asterisk y un mdulo de telefona llamado PCM/EV1. Las centrales privadas manipuladas para la elaboracin de este trabajo monogrfico son de gran utilizacin en el mbito empresarial por lo que proporciona un gran apoyo en el rea de implementacin de nuestro proyecto.

Las prcticas incluyen experimentos sobre el efecto del ruido en las comunicaciones de voz, sealizacin entre el abonado y la central, programacin de central utilizando tonos, programacin de central utilizando software, configuracin de centrales IP, instalacin de una central IP virtual, interconexin entre diferentes centrales IP y monitoreo de llamadas entre centrales IP diferentes.

Definicin del problema.

Estar comunicados desde cualquier punto de la UNI-Estel ha sido un problema debido a las altas tarifas que cobran las nicas dos empresas de telefona convencional (Movistar y Claro) de nuestro pas, resultando sus servicio muy costosos a largo plazo. La necesidad de nuevas alternativas que nos permita ahorrar costos sin perder la calidad, factibilidad y fiabilidad en nuestras redes telefnicas presenta la oportunidad de implementar tecnologa basada en voz sobre IP aprovechando el canal de trasmisin de datos para trasmitir voz.

La implementacin de esta tecnologa en la UNI-Estel vendra abaratando los costes de llamada, adems se puede disponer de varios nmeros de telfono sin necesidad de contratar lneas a su operador de telefona tradicional ni pagar cuotas mensuales, pagando solo el consumo realizado.

Objetivos.Objetivo General.Comment by HP: Pregunto si puedes llevar a cabo la implementacin que disees???Comment by carlos zuniga: Si, de hecho el diseo que voy a hacer se va a llevar a acabo en la UNI-Esteli

Disear e implementar un modelo de red de Voz sobre IP para la Universidad Nacional de Ingeniera con sede en Estel, que cuente con los requerimientos necesarios para lograr un servicio de calidad, utilizando la red de datos existente.Objetivos especficos. Analizar los distintos protocolos y hardware necesarios para la implementacin de la tecnologa de voz sobre IP, optando por los equipos y software convenientes para la situacin dada. Realizar un anlisis de la red de datos existente en la UNI-Estel, que determine las posibilidades de utilizacin para comunicacin de VoIp, y las estimaciones necesarias de trfico telefnico a tomar en cuenta para la gestin del ancho de banda.

Disear una red de voz sobre IP, de acuerdo con las estimaciones realizadas de trfico que satisfaga los requerimientos de la institucin.

Realizar simulaciones de la operatividad del sistema de red VOIP diseado en el software Packet Tracer y prcticas de configuracin de centrales Elastix en el laboratorio de telecomunicaciones.

Realizar una estimacin de costo para la implementacin de esta tecnologa principalmente en la inversin de hardware necesario.

Implementar el diseo realizado previamente simulado.

Justificacin.

La implementacin de la tecnologa VOIP vendra a mejorar y modernizar la infraestructura telefnica de la UNI-Estel, el proyecto permitir estar actualizado con las tecnologas ms resientes del mercado obteniendo mayores beneficios ya que con una sola lnea puede ofrecer ms servicios (video conferencias, ), desarrollando una nica red homognea en la que se enva todo tipo de informacin ya sea voz, video o dato lo que disminuye costos por infraestructura al reducir dos redes distintas en una sola, adems, se puede ahorrar hasta un 50% de los costes iniciales de instalacin de las infraestructuras de comunicaciones al realizar un slo cableado en vez de dos. As como ahorro en los costes de mantenimiento de dicha red.

Otra ventaja de utilizar tecnologa VOIP es que podemos comunicarnos a cualquier parte del mundo sin pagar servicios ms caros como es el roaming y reduccin de los costos de llamadas internas y externas de la universidad. Adems, se puede disponer de varios nmeros de telfono sin necesidad de contratar lneas a su operador de telefona tradicional ni pagar cuotas mensuales, pagando solo el consumo realizado. Esto ayuda tambin a mejorar la imagen de las pequeas y medianas empresas.

Si es verdad que los dispositivos para implementar telfonos IP son ms caros pero con el estudio ingenieril adecuado se pueden utilizar herramientas como lo es Elastix un software totalmente gratuito que cuenta con herramientas competitivas de una central telefnica, optando por los equipos justamente necesarios para el correcto funcionamiento de este servicio y aprovechando los recursos ya existentes en la UNI-Estel.

Como universidad tecnolgica es necesario estar actualizado con las tecnologas de comunicaciones telefnicas que se van desarrollando y promover el aprovechamiento de las ventajas que ofrece VOIP, a medida que la tecnologa va a avanzando el uso de redes telefnicas IP irn remplazando la telefona analgica convencional y las centrales PBX conmutadas usadas frecuentemente en lugares donde requieren del uso de ms de un telfono y en un futuro VOIP puede llegar a ser lder en comunicaciones telefnicas.

La comunicacin digital permite un ahorro en comparacin a la cantidad de potencia que requiere la trasmisin de seales analgica, lo cual, representa disminucin de gases de efecto invernadero, nos permite laparticipacin en la proteccin de la salud, la seguridad y el medio ambiente.

Marco Terico.Telefona tradicional

La red telefnica bsica RTB, tanto por la naturaleza de la informacin a transmitir, como por la tecnologa disponible en la poca en que fue creada, esta es de tipo analgico. Hasta hace poco se denominaba RTC o Red Telefnica Conmutada, pero la aparicin del sistema RDSI (digital pero basado tambin en la conmutacin de circuitos), ha hecho que se prefiera utilizar la terminologa RTB para la primitiva red telefnica (analgica), reservando las siglas RTC para las redes conmutadas de cualquier tipo (analgicas y digitales); as pues, la RTC incluye la primitiva RTB y la moderna RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). RTB ha estado enfocada fundamentalmente hacia las comunicaciones mediante voz, aunque cada vez ms ha ido tomando auge el uso para transmisin de datos como fax, Internet, etc. [footnoteRef:1] [1: Introduccin a la Telefona]

La situacin actual para la RTB puede clasificarse como hbrida; debido al uso de tecnologa digital en la comunicacin entre las centralitas telefnicas, manteniendo el bucle local analgico. Esta medida dio lugar a lo que se conoce como RDI o Red Digital Integrada. Lo normal es que la transmisin sea todava analgica en los bucles de abonado de ambos extremos y digitales en su trfico entre centrales.

Se disponga de tecnologa RDSI o analgica, se requiere de un enlace desde nuestro hogar hasta la central telefnica de nuestra zona. Es por ello que es de gran importancia conocer los dos tipos de conexiones telefnicas analgicas existentes, conocidas como FXS y FXO, es decir, los nombres de los puertos o interfaces usados por las lneas telefnicas y los dispositivos analgicos.

Voz sobre IP

VoIP es el acrnimo de Voice Over Internet Protocol, hace referencia a la emisin de voz en paquetes IP sobre redes de datos como puede ser Internet. Llegados a este punto se unen dos mundos que hasta entonces haban convivido separados: la transmisin de voz y la de datos. La tecnologa VoIP trata de transportar la voz, previamente procesada, encapsulndola en paquetes para poder ser transportadas sobre redes de datos sin necesidad de disponer de una infraestructura telefnica convencional. Con lo que se consigue desarrollar una nica red homognea en la que se enva todo tipo de informacin ya sea voz, video o datos.[footnoteRef:2] [2: Seguridad en VOIP, Roberto Gutirrez Gil.]

Un sistema de VoIP tiene 3 funciones bsicas:[footnoteRef:3] [3: Jessica & Xavier]

1. Digitalizar la voz 2. Empaquetar la voz 3. Enrutar los paquetes a travs de la red

Estas 3 funciones bsicas conllevan a la siguiente secuencia de comunicacin:

1. La seal de audio del micrfono es digitalizada, tomando muestras de la misma. 2. Las muestras, una vez cuantificadas, se disponen en bloques de datos de igual longitud, llamadas tramas. 3. La aplicacin de telefona IP estima los niveles de energa de los bloques de muestras. 4. El detector de silencio decide si el bloque debe ser tratado como silencio o parte de una conversacin. 5. Si es parte de una conversacin, es codificado de acuerdo al algoritmo seleccionado. 6. Se agrega al bloque informacin de encabezado. 7. El bloque as conformado es encapsulado de acuerdo al protocolo IP. 8. El bloque se transfiere a travs de una red fsica, y es recibido por el abonado llamado. 9. Se remueve la informacin de encabezado, se decodifica (lo que incluye descompresin) y se escriben las muestras en memoria. 10. El bloque de muestras se copia de la memoria al dispositivo de salida de audio elegido. 11. El dispositivo de salida realiza la conversin inversa (digital a analgica), para finalmente enviar la seal de audio analgica resultante.

Estructura Bsica de una red VOIP

Dentro de la estructura bsica de una red VOIP se diferencian los siguientes elementos: Telfono IP. Es un telfono similar a un telfono tradicional con la diferencia que est adaptado para ser utilizado en entornos IP. Disponen de al menos un puerto de conexin RJ-45 en lugar del tradicional RJ-11 con el cual se conecta a la red, suelen disponer de pantalla para mostrar informacin relevante, incorporan varios botones programables que pueden usarse para diferentes funcionalidades, Conector de auriculares.

Gateways: De forma transparente se encargan de conectar las redes VOIP con las redes de telefona tradicional

Adaptadores analgicos: Un adaptador de telfono analgico, normalmente conocido como Analog Telephone Adaptor o ATA, se puede describir brevemente como un dispositivo que convierte seales empleadas en las comunicaciones analgicas a un protocolo de VoIP. Concretamente estos dispositivos se emplean para convertir una seal digital (ya sea IP o propietaria) a una seal analgica que pueda ser conectada a telfonos o faxes tradicionales, y a la inversa, convierte una seal analgica en una seal digital.

Servidor VOIP: Se encarga de encaminar peticiones y respuestas hacia el destino final, almacena informacin de administracin de llamada.

Tarjeta PCI: Para poder conectar Asterisk a RDSI bsicas (BRI) o ISDN (BRI), necesitaremos una tarjeta segn el nmero de lneas que queremos conectar.

Router: Los routers o encaminadores, son dispositivos hardware para interconexin de redes de ordenadores ya que permiten asegurar el enrutamiento de paquetes entre diferentes redes o determinar la ruta que debe tomar un determinado paquete en funcin de la direccin destino.

Switches: Es un hardware tambin llamado puente multi-puerto situado en la capa de enlace de datos (se encarga de la topologa de la red, la notificacin de errores, el acceso a la red, entrega ordenada de tramas y el control de flujo) cuyo objetivo es concentrar la conectividad de dos o ms dispositivos a un punto de la red, encargado de crear tablas de envo que determinan el destino de los datos basndose en las direcciones MAC de destino adems de funcionar como un filtro en la red que mejora el rendimiento y seguridad de la LAN. El switch conmuta tramas desde los puertos desde los puertos de entrada hasta los puertos de salida, suministrando a cada puerto el ancho de banda total.[footnoteRef:4] [4: Implantacin de un sistema VoIP basado en Asterisk]

Protocolos y estndares VOIP

VoIP engloba gran cantidad de protocolos y junto con hecho de que la telefona IP debe de ofrecer prcticamente los mismos servicios que la telefona tradicional el nmero de protocolos, estndares y servidores que pueden ser objetivo de un ataque se dispara.Protocolos de sealizacin

Entre los protocolos de sealizacin IP ms populares en una comunicacin con tecnologa de voz sobre podemos describir 3, a como sigue: H.323 es una recomendacin de la ITU que define los protocolos para la comunicacin multimedia a travs de redes de paquetes. Nacido originariamente para dar soporte audiovisual en las redes de rea local ha evolucionado rpidamente para dar soporte y convertirse en un estndar de VoIP. H.323 no es un solo protocolo sino un conjunto que cubren los distintos aspectos de la comunicacin como son el direccionamiento, la sealizacin, la compresin, transmisin de voz y el control de la transmisin. H.323 fue adems el encargado adoptar el estndar de RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) para transportar audio y vdeo sobre redes IP.

SIP: El protocolo SIP es un protocolo de sealizacin a nivel de aplicacin diseado por IETF, encargado de la iniciacin, modificacin y terminacin de sesiones multimedia, las cuales se llevan a cabo de manera interactiva. Este protocolo permite a los usuarios, participar en sesiones de intercambio de informacin multimedia soportando mecanismos de establecimiento, modificacin y finalizacin de llamada. Estas sesiones incluyen llamadas telefnicas por Internet, distribucin de datos multimedia, y conferencias multimedia.

SIP soporta 5 elementos funcionales para el establecimiento y terminacin de comunicaciones multimedia:1. Localizacin de usuarios.2. Intercambio / negociacin de capacidades de los terminales.3. Disponibilidad de usuarios.4. Establecimiento de llamada.5. Mantenimiento de llamada.

SIP es un protocolo basado en el modelo cliente-servidor. Los clientes SIP envan peticiones (Requests Messages) a un servidor, el cual una vez procesada contesta con una respuesta (Response Messages). Los terminales SIP pueden generar tanto peticiones como respuestas al estar formados por el denominado cliente del agente de usuario [UAC] y servidor del agente de usuario [UAS].

La arquitectura SIP define cuatro tipos de servidores:[footnoteRef:5] [5: Ignacio Moreno]

Servidor Proxy. Se encarga de encaminar peticiones/respuestas haca el destino final. El encaminamiento se realiza salto a salto de un servidor a otro hasta alcanzar el destino final. Para estos casos, existe un parmetro incluido en las peticiones/respuestas denominado Va que incluye los sistemas intermedios que han participado en el proceso de encaminamiento. Esto evita bucles y permite forzar que las respuestas sigan el mismo camino que las peticiones. Esto afecta nicamente a la informacin de control pues el transporte de medios, salvo en el caso de requerir tras codificacin intermedia, se realiza directamente entre origen y destino.Servidor de Redireccin. Realiza una funcin equivalente al servidor proxy, pero a diferencia de ste no progresa la llamada, sino que contesta a un INVITE con un mensaje de redireccin, indicndole en el mismo como contactar con el destino.Servidor de Registro. Mantienen la localizacin actual de un usuario. Se utiliza para que los terminales registren la localizacin en la que se encuentran. Este servidor facilita la movilidad de usuarios, al actualizar dinmicamente la misma.Agente de Llamada (Call Agent). Realiza las funciones de los tres servidores anteriores. IAX El "Inter-Asterisk Exchange Protocol", o de manera abreviada IAX, es tambin un protocolo de sealizacin y algo ms. La principal diferencia entre IAX y SIP o H.323 es que IAX no utiliza RTP, sino que en su lugar implementa su propio mecanismo de transmisin de voz. IAX es mucho ms compacto que los dos anteriores ya que ha sido diseado nicamente para aplicaciones telefnicas, a diferencia de H.323 y sobre todo de SIP, que pueden utilizarse en otros tipos de trfico media.[footnoteRef:6] [6: Jessica & Xavier]

Protocolos De Transporte

El conjunto de protocolo TCP/IP origina especifica tres protocolos para nivel de transporte para el nivel de transporte: UDP, TCP y SCTP.

El protocolo de datagrama de usuario (User Datagram Protocol, UDP) es un protocolo sin conexin, no fiable y comprobacin de error muy limitada. Si UDP tiene tan poca potencia Por qu quera usarlo? UDP es un protocolo muy sencillo que aade un mnimo de sobre carga.

El segundo protocolo de nivel de transporte que veremos es (Transmission Control Protocol, TCP). TCP es un protocolo proceso a proceso (programa a programa), crea una conexin virtual entre dos TCP para enviar datos. Es un protocolo de transporte orientado a conexin y fiable. Aade a IP las caractersticas de orientacin de conexin y fiabilidad.

El (Stream Control Trasmission Protocol, SCTP) es un protocolo confiable y orientado a mensaje. Sin embargo, SCTP ha sido diseado para las aplicaciones de internet. Estas aplicaciones, como IUA (ISDN sobre IP), M2UA y M3UA (sealizaciones de telefona), H.248 (control de enlace al medio), H.323 (telefona IP) y SIP (telefona IP)[footnoteRef:7] [7: Transmisin de datos y redes de comunicaciones]

Ventajas de implementar VOIP[footnoteRef:8] [8: Javier Barberan]

Funcionales Permite a los usuarios conectar su telfono en cualquier parte en la oficina. Los usuarios simplemente cogen su telfono y lo conectan al puerto Ethernet ms cercano y mantienen su nmero existente. Permite comunicacin unificada integrando otros servicios disponibles en Internet como son video, mensajes instantneos, etc. Escalable. Podemos trasmitir ms de una llamada sobre la misma lnea telefnica. La transmisin de VoIP hace ms fcil aumentar las lneas telefnicas cuando se incorporan nuevos empleados.Gestin Mucho ms fcil de instalar y configurar que una central telefnica propietaria. Facilita la administracin por Web de forma fcil e intuitiva, frente a otros sistemas como por ejemplo centralita Siemens Hipath que necesitan de un software especfico y nada intuitivo para ser configurado.

Econmicas Tenemos voz y datos en una misma infraestructura. No hay necesidad de cableado telefnico separado. Reduccin significativa de costes al aprovechar Internet. Proporciona servicios que normalmente son muy difciles y costosos de implementar usando la red tradicional de voz PSTN. Funcionalidades que normalmente son facturadas con cargo extra por las compaas telefnicas, como identificacin de llamada, transferencia de llamadas, remarcado automtico, conferencias, etc. son fciles de implementar y sin coste alguno. El estndar SIP elimina telfonos propietarios y costosos. Llamadas entre sedes gratuitas.Desventajas Carece de calidad de transmisin garantizada debido a que los datos viajan en paquetes, los cuales pueden verse afectados por problemas de alta latencia o prdidas de paquetes que ocasionan inestabilidad de las conexiones y que los paquetes tarden en llegar de un extremo a otro.

Se precisa controlar el uso de la red mientras se utiliza VoIP, para mejorar su eficiencia.

En los casos en que se utilice un softphone la calidad de la comunicacin VOIP se puede ver afectada por el PC, cuando se realiza una llamada y luego se abre un programa que utiliza el 100% de la capacidad de nuestro CPU, la calidad de la comunicacin VoIP se puede ver comprometida por el procesador de la PC.

La red IP no garantiza calidad de servicio, al menos en IPv4.Codecs

La comunicacin de voz es analgica, mientras que la red de datos es digital. El proceso de convertir ondas analgicas a informacin digital se hace con un codificador-decodificador (CODEC). Hay muchas maneras de transformar una seal de voz analgica, todas ellas gobernadas por varios estndares. El proceso de la conversin es complejo. Es suficiente decir que la mayora de las conversiones se basan en la modulacin codificada mediante pulsos (PCM) o variaciones.

Adems de la ejecucin de la conversin de analgico a digital, el CODEC comprime la secuencia de datos, y proporciona la cancelacin del eco. La compresin de la forma de onda representada puede permitir el ahorro del ancho de banda. Esto es especialmente atractivo en los enlaces de poca capacidad ya que permite tener un mayor nmero de conexiones de VoIP simultneamente. Otra manera que el CODEC ahorra el ancho de banda es el uso de la supresin del silencio, que es el proceso de no enviar los paquetes de la voz entre silencios en conversaciones humanas.[footnoteRef:9] [9: Jessica & Xavier]

El desarrollo de codecs para VoIP (G.711, G.729, G.723, etc.) ha permitido que la voz se codifique en paquetes de datos de cada vez de menor tamao. Esto deriva en que las comunicaciones de voz sobre IP requieran anchos de banda ms reducidos.[footnoteRef:10] [10: Fundamentos de Telefona IP eIntroduccin a Asterisk/Elastix]

El proceso que realizan los Codecs es el siguiente: Filtrado, muestreo, cuantificacin, codificacin, compresin, encriptacin y empaquetamiento.

Un cdec depende de: La frecuencia de muestreo: nmero de muestras tomadas en una unidad de tiempo. Tpicamente 8 Khz. Tamao de la trama: nmero de paquetes que se envan por segundo para garantizar la reconstruccin de la seal. Tasa de compresin: valor de compresin de la seal al salir al salir de los distintos tipos de codificacin. Tamao del frame y payload: son los datos digitalizados que equivalen a cada intervalo de duracin, expresado en ms o bytes. Factores que definen la calidad del servicio (QOS)[footnoteRef:11] [11: http://www.voipforo.com/Telefonos/3CXphone_configuracion.php]

Latencia

A la latencia tambin se la llama retardo. No es un problema especfico de las redes no orientadas a conexin y por tanto de la VoIP. Es un problema general de las redes de telecomunicacin. Por ejemplo, la latencia en los enlaces va satlite es muy elevada por las distancias que debe recorrer la informacin. La latencia se define tcnicamente en VoIP como el tiempo que tarda un paquete en llegar desde la fuente al destino.

Las comunicaciones en tiempo real (como VoIP) y full-duplex son sensibles a este efecto. Es un problema frecuente en enlaces lentos o congestionados.

La latencia o retardo entre el punto inicial y final de la comunicacin debiera ser inferior a 150 ms. El odo humano es capaz de detectar latencias de unos 250 ms, 200 ms en el caso de personas bastante sensibles. Si se supera ese umbral la comunicacin se vuelve molesta.

Muchas veces depende de los equipos por los que pasan los paquetes, es decir, de la red misma. Se puede intentar reservar un ancho de banda de origen a destino o sealizar los paquetes con valores de tipo de servicio (TOS) para intentar que los equipos sepan que se trata de trfico en tiempo real y lo traten con mayor prioridad pero actualmente no suelen ser medidas muy eficaces ya que no disponemos del control de la red.

Si el problema de la latencia est en nuestra propia red interna podemos aumentar el ancho de banda o velocidad del enlace o priorizar esos paquetes dentro de nuestra red.

Jitter

El jitter es un efecto de las redes de datos no orientadas a conexin y basadas en conmutacin de paquetes. Como la informacin se discretiza en paquetes cada uno de los paquetes puede seguir una ruta distinta para llegar al destino. El jitter se define tcnicamente como la variacin en el tiempo en la llegada de los paquetes, causada por congestin de red, perdida de sincronizacin o por las diferentes rutas seguidas por los paquetes para llegar al destino.

Las comunicaciones en tiempo real (como VoIP) son especialmente sensibles a este efecto. En general, es un problema frecuente en enlaces lentos o congestionados. Se espera que el aumento de mecanismos de QoS (calidad del servicio) como prioridad en las colas, reserva de ancho de banda o enlaces de mayor velocidad (100Mb Ethernet, E3/T3, SDH) puedan reducir los problemas del jitter en el futuro aunque seguir siendo un problema por bastante tiempo. El jitter entre el punto inicial y final de la comunicacin debiera ser inferior a 100 ms. Si el valor es menor a 100 ms el jitter puede ser compensado de manera apropiada. En caso contrario debiera ser minimizado. La solucin ms ampliamente adoptada es la utilizacin del jitter buffer. El jitter buffer consiste bsicamente en asignar una pequea cola o almacn para ir recibiendo los paquetes y sirvindolos con un pequeo retraso. Si alguno paquete no est en el buffer (se perdi o no ha llegado todava) cuando sea necesario se descarta. Normalmente en los telfonos IP (hardware y software) se pueden modificar los buffers. Un aumento del buffer implica menos perdida de paquetes pero ms retraso. Una disminucin implica menos retardo pero ms prdida de paquetes.Prdidas de paquetes

Las comunicaciones en tiempo real estn basadas en el protocolo UDP. Este protocolo no est orientado a conexin y si se produce una prdida de paquetes no se reenvan. Adems la perdida de paquetes tambin se produce por descartes de paquetes que no llegan a tiempo al receptor.

Sin embargo la voz es bastante predictiva y si se pierden paquetes aislados se puede recomponer la voz de una manera bastante ptima. El problema es mayor cuando se producen prdidas de paquetes en rfagas. La prdida de paquetes mxima admitida para que no se degrade la comunicacin deber ser inferior al 1%. Pero es bastante dependiente del cdec que se utiliza. Cuanto mayor sea la compresin del codec ms pernicioso es el efecto de la prdida de paquetes. Una prdida del 1% degrada ms la comunicacin si se usa el cdec G.729 en vez del G.711.

Para evitar la prdida de paquetes una tcnica muy eficaz en redes con congestin o de baja velocidad es no transmitir los silencios. Gran parte de las conversaciones estn llenas de momentos de silencio. Si solo transmitimos cuando haya informacin audible liberamos bastante los enlaces y evitamos fenmenos de congestin.De todos modos este fenmeno puede estar tambin bastante relacionado con el jitter y el jitter buffer. EcoEl eco se produce por un fenmeno tcnico que es la conversin de 2 a 4 hilos de los sistemas telefnicos o por un retorno de la seal que se escucha por los altavoces y se cuela de nuevo por el micrfono. El eco tambin se suele conocer como reverberacin. El eco se define como una reflexin retardada de la seal acstica original.El eco es especialmente molesto cuanto mayor es el retardo y cuanto mayor es su intensidad con lo cual se convierte en un problema en VoIP puesto que los retardos suelen ser mayores que en la red de telefona tradicional.

El odo humano es capaz de detectar el eco cuando su retardo con la seal original es igual o superior a 10 ms. Pero otro factor importante es la intensidad del eco ya que normalmente la seal de vuelta tiene menor potencia que la original.Es tolerable que llegue a 65 ms y una atenuacin de 25 a 30 dB.En este caso hay dos posibles soluciones para evitar este efecto tan molesto.Supresores de eco- Consiste en evitar que la seal emitida sea devuelta convirtiendo por momentos la lneafull-duplexen una lneahalf-duplexde tal manera que si se detecta comunicacin en un sentido se impide la comunicacin en sentido contrario. El tiempo de conmutacin de los supresores de eco es muy pequeo. Impide una comunicacin full-duplex plena.

Canceladores de eco- Es el sistema por el cual el dispositivo emisor guarda la informacin que enva en memoria y es capaz de detectar en la seal de vuelta la misma informacin (tal vez atenuada y con ruido). El dispositivo filtra esa informacin y cancela esas componentes de la voz. Requiere mayor tiempo de procesamiento.Ancho de banda insuficienteEl ancho de banda de las comunicaciones es limitado y suele estar compartido por numerosas aplicaciones (web, correo electrnico, trfico FTP, descarga de archivos,...).En conexiones a Internet el ancho de banda se define tcnicamente como la cantidad de informacin o de datos que se puede enviar a travs de una conexin de red en un perodo de tiempo dado. El ancho de banda se indica generalmente en bites por segundo (BPS), kilobites por segundo (kbps), o megabites por segundo (mps).Si nuestras comunicaciones de VoIP comparten ancho de banda con otras aplicaciones puede que no tengamos suficiente capacidad para mantener correctamente una comunicacin de Voz IP. El ancho de banda est fuertemente relacionado con el codec o codificacin que estemos usando. Por ejemplo para una comunicacin usando el codec G.711 codificamos la voz a 64 Kbps. Como tenemos que aadirle cabeceras para empaquetar los paquetes de voz podemos necesitar aproximadamente 80 Kbps de ancho de banda para una sola conversacin (depende de los protocolos sobre los que encapsulemos)Si utilizamos por ejemplo un codec como G.729 ms comprimido y que codifica la voz a 8 Kbps necesitaremos, al aadirle las cabeceras unos 24 Kbps de ancho de banda para mantener una conversacin. Si tenemos problemas de ancho de banda podemos abordar el problema desde varios frentes: Aumentar el ancho de banda de las redes por las que circulen nuestras comunicaciones (normalmente pagando ms) Reducir el consumo que hagan otras aplicaciones del ancho de banda (especialmente las descargas de archivos mediante redes de intercambio) Usar un codec con mayor compresin que usen menos ancho de banda. (Ej: G729)Integracin de Elastix [footnoteRef:12] [12: http://asteriskmx.com/asterisk-vs-elastix-vs-trixbox-vs-asterisknow-vs-freepbx-explicando-la-diferencia/]

Elastix surgi en el 2006 como una interfaz de tarificacin de llamadas para Asterisk (una herramienta para interpretar los registros de llamadas que Asterisk genera), pero rpidamente se convirti en una suite de comunicaciones que integra varios productos en uno, ya que en un solo CD es posible instalar (en un solo paso) no solamente Asterisk, sino una interfaz web de configuracin como FreePBX, un sistema de base de datos (MySQL), un sistema de mensajera instantnea (OpenFire), soporte para fax (Hylafax) y un CRM (vtiger) entre otras aplicaciones ms que incluye. Hoy en da Elastix es la distribucin basada en Asterisk que ms seguidores tiene. Al igual que Asterisk, Elastix es un proyecto open source, con lo que es libre y gratuito.

Haciendo una analoga, Elastix vendra a ser un automvil completo: tiene llantas, volante, chasis y por encima de todo, hace uso del motor de comunicaciones que es Asterisk. En otras palabras, Elastix no es un reemplazo de Asterisk, sino que es un conjunto de herramientas que unidas, nos permiten hacer de manera ms sencilla las labores ms comunes que haramos utilizando un sistema desde lnea de comandos.

Asterisk

Asterisk es software hecho en lenguaje C y creado originalmente por Mark Spencer (actual CTO de Digium, empresa que patrocina la mayor parte del desarrollo de Asterisk). Este software, por s solo, no es una herramienta que venga lista para hacer llamadas, sino que es necesario atravesar por numerosos pasos (descarga, compilacin, instalacin y configuracin) para que pueda realizar labores tiles. Sin embargo, es un elemento base (una plataforma para crear cosas ms grandes) para que de all podamos construir un sin fin de aplicaciones basadas no solamente en voz, sino en la unin con datos y/o cualquier otro sistema de cmputo que necesitamos que interacte con un telfono.

Asterisk puede instalarse en cualquier distribucin de Linux, por lo que podemos usar Debian, Ubuntu, Mint, CentOS, RedHat, OpenSuse, etc. Tambin se puede instalar en FreeBSD, MacOS y hay algunos ports para Windows, pero solo es en Linux en donde se tiene el soporte completo para su ejecucin. Esto quiere decir que puedes tomar prcticamente cualquier PC que tengas y usando Asterisk la puedes convertir en un servidor de comunicaciones totalmente libre.

Haciendo una analoga como antes, Asterisk es el motor de un automvil. El motor es la parte base: sin l no se puede andar, pero por si solo no puede hacer gran cosa. Necesita de varias otras partes para poder entregarnos la experiencia completa de poder conducir un vehculo.

Diseo Metodolgico.

Tipo de Estudio.

Para este proyecto se realizar un estudio explicativo de tipo experimental puesto que construiremos un escenario donde el protagonista es la UNI-Estel, se renovara las instalaciones telefnicas tradicionales por telefona IP al menor costo permitido con la calidad necesaria para este tipo de servicio. Equipos.

La simulacin requiere una computadora con el software Packet Trece y el software libre Elastix para realizar las pruebas de configuraciones. Para las instalaciones utilizaremos un Kit de herramientas para redes. Procedimientos. Empezaremos con un estudio intenso de los proyectos relacionados para asimilar el funcionamiento, esquemas, protocolos, hardware y software convenientes. En segundo lugar haremos un anlisis de la red de datos en la UNI-Estel, que determine hasta donde podemos reutilizar los equipos con los que cuenta esta universidad para el diseo de la red telefnica IP que satisfaga las necesidades establecidas en los requerimientos solicitados. Continuamente utilizaremos las herramientas necesarias para simular la red y garantizar el correcto funcionamiento del diseo. Luego llevaremos a cabo las instalaciones de las vas de trasmisin (cable UTP) que intercomunicaran los dispositivos de inters, despus instalar, configurar y dar acabado a todos los detalles necesarios para que el sistema funcione correctamente.Puntos de Vista de la Posible Solucin y Resultados Preliminares.

Tiene como principal objetivo mejorar el sistema de telefona instalada actualmente como la disminucin de los costos por la comunicacin va telfono a fin que la Universidad pueda mantener fcil y barato acceso a la comunicacin con sus sucursales y estudiantes de manera eficiente.

Adems tiene como finalidad contribuir al conocimiento de los estudiantes que deseen enriquecer sus habilidades en telefona IP, para que a futuro puedan implementarlo o sirva como herramienta laboral.

Incluye el cronograma que surge del diseo metodolgico.

Cronograma de Ejecucin.

Bibliografa.

1. Introduccin a la telefona;http://www.naser.cl/sitio/Down_Papers/Introduccion%20a%20la%20telefonia.pdf; 12p.2. Roberto Gutirrez Gil; Seguridad en VOIP: Ataques, amenazas y riesgos; Universidad de Valencia; 3p3. Jessica Lpez y Xavier Martnez; Implementacin de la tecnologa Voz sobre IP (VoIP) para mejorar la red de comunicacin agregando un nuevo servicio en la empresa RAMAR ADUANEROS S.A.UNI; 11p, 12p.4. Carlos Hernn y Diego Blanco; Implantacin de un sistema VoIP basado en Asterisk; Universidad Pontifica Bolivariana; 7p.5. Behrouz A. Forouzan; Transmisin de datos y redes de comunicaciones; Mc Graw Hill; Cuarta edicin; 653p.6. Javier Barberan; Implantacin de un sistema VoIP basado en Asterisk; 12p.7. Nefta Anaya; Fundamentos de Telefona IP e Introduccin a Asterisk/Elastix; www.elastixtech.com;8. VOIPForo; http://www.voipforo.com/Telefonos/3CXphone_configuracion.php9. http://asteriskmx.com/asterisk-vs-elastix-vs-trixbox-vs-asterisknow-vs-freepbx-explicando-la-diferencia/Anexos

FXS y FXOElectrnica 2014Diseo e Implementacin de telefona IP para la Universidad Nacional de Ingeniera sede Estel.

Elaborado por: Carlos Zniga.pg. 4

Linksys PAP2T

Guia de tarjetas para asterisk

Conexiones de telfono IP Cisco 7940G / 7960G

Hipath2036

Elastix

Comandos bsicos de Linux