1

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA

MECANICA Y ELECTRICA

ldquoUnidad Zacatencordquo

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

Desarrollo de un Software Proxy PBX de VoIP

con funciones de reporte de llamadas

TESIS

Que para obtener el tiacutetulo de

Ingeniero en Comunicaciones y Electroacutenica

Presentan

Liliana Aguilar Hernaacutendez

Agustiacuten Moreno Naacutejera

Asesores

M en C Genaro Zavala Mejiacutea

M en C Fernando Noya Chaacutevez

Diciembre 2011

2

Iacutendice General

Iacutendice de figurashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4 Iacutendice de tablashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6 Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Descripcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9 Justificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Objetivoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Diagrama a bloqueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11 Capiacutetulo I Estado del arte helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12

11 PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12 111 Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12 112 Estado actual de los PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13

12 VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15 121 Antecedentes de telefoniacutea convencionalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15 122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIPhellip 17

Capiacutetulo II Marco teoacuterico helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 21 PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20

211 Definicioacuten 212 IP PBX

2121 Caracteriacutesticas helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21 2122 Componentes y funcionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21

22 Proxy PBX helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22

221 Definicioacuten Sistema Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 222 Funcionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23 223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphellip 23 224 Proxy a nivel aplicacioacuten Protocolo SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24

23 VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

231 Introduccioacuten a la VoIP helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 232 Definicioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 233 Implementacioacuten y funcionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27 234 Control de la comunicacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27 235 Paraacutemetros VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28

1251 Coacutedechelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28 1252 Protocolos de sentildealizacioacuten helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28 1253 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29

236 Ventajashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29

24 Protocolo SIP helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32 241 Definicioacuten helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32 242 Conceptos baacutesicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 243 Mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36 244 Cabecera SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38

25 Protocolo RTPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39

3

251 Definicioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39 252 Encapsulamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40

Capiacutetulo III Herramientashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42

31 Sockets helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42

311 Sockets en C helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42 312 Meacutetodos de la clase sockethelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43

32 Desarrollo NET C 44 33 SDK SIP NEThelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47

331Descripcionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47 34 Configuracioacuten objeto SIP Corehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 53 35 Servidor TrixBoXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54 36 Cliente Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54

361 Descripcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54 362 X-litehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 55

Capiacutetulo IV Desarrollohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 59

41 Desarrollo de software de comunicacioacuten IP usando sockethelliphelliphellip 59 42 Captura y anaacutelisis de Mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

421 Autentificacioacuten de Softphone en el PBX VoIPhelliphellip 64 422 Inicio y fin de una llamada VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

43 Desarrollo de Software Proxy basado en transacciones SIPhelliphelliphellip 67 44 Desarrollo de Software Proxy para autentificar Softphonehelliphelliphellip 70 45 Desarrollo de Software Proxy para iniciar y finalizar una llamadahellip 73 46 Desarrollo de Software Proxy para generar reportes de llamadashellip 75

Capiacutetulo V Pruebashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76

51 Registro de teleacutefono SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76 511 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77

52 Establecimiento y liberacioacuten de sesioacuten SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 78

521 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

53 Prueba Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81 531 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

54 Resultados finaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Conclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 84 Glosariohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 85 Anexos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 86 Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 122

4

Iacutendice de figuras

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cableshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15

Figura 3 Telefoniacutea conectada a centralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25

Figura 5 Esquema protocoloshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

Figura 6 Trama VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

Figura 7 Ejemplo de llamada SIP (200 llama a 201)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34

Figura 8 Ejemplo de llamada SIP con intermediarios (200 llama a 201)helliphelliphellip 34

Figura 9 Proceso de registro 35

Figura 10 Registro completado 36

Figura 11 Encapsulamiento RTP 40

Figura 12 Proceso ClienteServidor 42

Figura 13 Arquitectura general de la Unidad SIPNET API 55

Figura 14 SIP Account Settingshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 56

Figura 15 Propiedades de configuracioacuten de una cuenta SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 57

Figura 16 Configuracioacuten de cliente SIP 57

Figura 17 SIP Accounts cuenta configuradahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 58

Figura 18 Teleacutefono registrado y autenticadohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Figura 19 Interfaz de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Figura 20 Interfaz de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 63

Figura 21 Analizador de traacutefico en red captura de mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

Figura 22 Trama de una peticioacuten REGISTERhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 65

5

Figura 23 Proceso de autenticacioacuten y registro de un UAChelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 66

Figura 24 Transacciones SIP mediante un Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 67

Figura 25 Diagrama de transacciones incluidas en el Proxy PBXhelliphelliphelliphelliphelliphellip 68

Figura 26 Nodo perteneciente a la clase NodoListaSoftphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Figura 27 Proceso de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 73

Figura 28 Base de datos Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 75

Figura 29 Diagrama de registro de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76

Figura 30 Esquema SIP de registro y autenticacioacuten de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphellip 77

Figura 31 Softphone registrado 77

Figura 32 Log de Tramas Register 78

Figura 33 Diagrama Establecimiento y liberacioacuten de sesioacuten SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 34 Esquema SIP de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 35 Log de tramas inicio y fin de sesioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 36 Softphone2helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 37 Llamada establecidahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 38 Esquema PROXY PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 39Prueba Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 40 Aplicacioacuten PROXY PBX helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 41 Creacuteditoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 83

6

Iacutendice de tablas

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33

Tabla 2 Peticiones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36

Tabla 3 Respuestas SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37

Tabla 4 Conceptos generaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51

Iacutendice Seccioacuten de Coacutedigo

Seccioacuten de Coacutedigo 1 Creacioacuten de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Seccioacuten de Coacutedigo 2 Creacioacuten de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62

Seccioacuten de Coacutedigo 3 Creacioacuten de transacciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Seccioacuten de Coacutedigo 4 Definicioacuten de estructura de datos asignada a cada usuario dentro

de la redhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Seccioacuten de coacutedigo 5 Gestioacuten de enviacuteo de trama INVITE a un usuario finalhelliphelliphellip 74

7

Introduccioacuten

La telefoniacutea de hoy en diacutea tal y como la hemos conocido siempre estaacute llegando a

su fin La era de las nuevas tecnologiacuteas con Internet a la cabeza le estaacuten ganando terreno a

grandes consorcios tecnoloacutegicos que han permanecido invariables e intocables durante

mucho tiempo El mundo de las comunicaciones por voz es uno de ellos

Desde la invencioacuten del primer teleacutefono se han venido produciendo cambios y

mejoras en los sistemas de telefoniacutea que han permitido su expansioacuten llegando

praacutecticamente a todos los hogares y rincones del mundo

No obstante en la actualidad estos sistemas siguen basaacutendose en tecnologiacuteas de

hace varias deacutecadas obsoletas y que no son oacuteptimas en muchos sentidos Por ejemplo en el

uso de la liacutenea telefoacutenica cuando se establece una comunicacioacuten se necesita que exista un

canal constantemente abierto o dedicado con el consiguiente desperdicio de recursos que

pudieran ser mejor aprovechados Hoy en diacutea ya no es necesario dedicar un recurso por

completo para mantener una conversacioacuten En la era de Internet es posible que una

conversacioacuten telefoacutenica se pueda mantener entre dos puntos cualesquiera ocupando una

simple porcioacuten del espectro o ancho de banda de la conexioacuten de aacuterea local o hacia Internet

La voz se convierte en paquetes y pasa a denominarse Voz sobre IP o VoIP por sus siglas

en ingleacutes (Voice over Internet Protocol)

Si la voz ya no viaja por un circuito dedicado y exclusivo si no que ahora forma

parte de nuestras comunicaciones de datos se consiguen otro de los beneficios de las

grandes tecnologiacuteas la unificacioacuten La voz y los datos viajan por la misma red y no solo

eso ademaacutes son tratados y gestionados de forma conjunta y coordinada Bajo estas

condiciones se obtiene un uso oacuteptimo de los recursos

Gracias al despliegue de nuevas redes de datos se puede ofrecer ya una gran

cantidad de servicios al usuario final con una calidad oacuteptima y ademaacutes de manera

centralizada Televisioacuten Internet y por supuesto voz Es decir ya no seraacute necesario una

ldquoliacutenea telefoacutenicardquo sino una liacutenea de datos

Dentro de este contexto la Voz sobre IP estaacute teniendo un auge vertiginoso

Fundamentalmente aquellos paiacuteses que disponen yo se estaacuten dotando de redes de uacuteltima

generacioacuten disponen de ventajas en uso y disfrute Sin redes fiables que cuenten con un

gran caudal de ancho de banda no es posible una migracioacuten seria y efectiva Desde este

punto de vista los paiacuteses o comunidades que no tengan claro este concepto perderaacuten el tren

digital y aumentaraacuten auacuten maacutes su deacuteficit tecnoloacutegico (brecha digital)

8

La telefoniacutea IP comenzoacute a principios de las deacutecadas de los 901 aunque la mala

calidad de la voz y el impulso que en aquellos momentos estaba tomando la RDSI (Red

digital de servicios integrados) hicieron que no pasara de ser solo un experimento Durante

esta deacutecada se produjo el auge de Internet lo que hizo que todos los esfuerzos tanto de las

empresas como de los operadores fueran dirigidos a potenciar su uso y las aplicaciones de

navegacioacuten Web y correo electroacutenico fueron las que maacutes eacutexito tuvieron lo que junto al

despliegue de las redes moacuteviles dejaron la voz relegada en un tercer plano

Hasta hace muy poco el freno para el despliegue de la telefoniacutea IP en el mercado lo

daba la propia tecnologiacutea la calidad del sonido era bastante defectuosa lo que disuadiacutea a

utilizarla y seguiacutea haciendo uso de la liacutenea telefoacutenica tradicional a pesar de ser bastante

maacutes caro salvo a esa problemaacutetica el sistema se fue abriendo camino Sus ventajas son

muacuteltiples es un servicio maacutes barato permite el uso de nomadismo ndash uso del mismo nuacutemero

telefoacutenico- en cualquier lugar y tiene capacidad multimedia Ademaacutes la calidad del servicio

va en aumento aproximaacutendose a la de la telefoniacutea convencional con la que se permite la

interconexioacuten

En principio todo apunta hacia el triunfo definitivo de la telefoniacutea IP tanto en el

segmento residencial como en el empresarial pero esto solamente se produciraacute si existe una

oferta amplia con calidad y que represente un costo inferior al de la telefoniacutea convencional

facilitando ademaacutes los mismos servicios Asiacute pues en un futuro no muy lejano es

previsible suponer que casi toda la voz se transportaraacute sobre IP pero los usuarios no seraacuten

conscientes de la tecnologiacutea que hay detraacutes sino que simplemente tendraacuten unas

comunicaciones mas econoacutemicas y una terminal multimedia para acceder a ellas con total

movilidad ya que al no depender de numeracioacuten geograacutefica podraacuten hacer y recibir sus

llamadas en cualquier lugar y momento

En el plano empresaria para lograr el enrutamiento de dichas llamadas telefoacutenicas

de manera efectiva es necesaria la implementacioacuten de un PBX (Private Branch Exchange)

utilizado para permitir la conexioacuten de diversos teleacutefonos personales y asiacute lograr la ejecucioacuten

de llamadas internas y la transmisioacuten de llamadas externas

Mantener redes de comunicacioacuten eficientes es prioritario dentro de una empresa ya

que gracias a ellas es posible conocer las necesidades de los clientes conocer los

ofrecimientos de los proveedores y mantener integrada a la organizacioacuten El conmutador

telefoacutenico es parte de la infraestructura de telecomunicaciones que hace posible cumplir

con esa funcioacuten de comunicacioacuten Hace ya algunos antildeo era necesario un operador de

conmutador quien atendiacutea las llamadas telefoacutenicas entrantes que posteriormente canalizaba

con las personas indicadas dentro del establecimiento Actualmente se hace uso de diversas

funciones programables con capacidad para establecer la comunicacioacuten a traveacutes de un

nuacutemero variable de liacuteneas y asiacute realizar el enlace de forma automaacutetica

1 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

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Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

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Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

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Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

27

a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

2

Iacutendice General

Iacutendice de figurashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4 Iacutendice de tablashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6 Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Descripcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9 Justificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Objetivoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10 Diagrama a bloqueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11 Capiacutetulo I Estado del arte helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12

11 PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12 111 Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12 112 Estado actual de los PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13

12 VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15 121 Antecedentes de telefoniacutea convencionalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15 122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIPhellip 17

Capiacutetulo II Marco teoacuterico helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20 21 PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20

211 Definicioacuten 212 IP PBX

2121 Caracteriacutesticas helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21 2122 Componentes y funcionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21

22 Proxy PBX helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22

221 Definicioacuten Sistema Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22 222 Funcionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23 223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphellip 23 224 Proxy a nivel aplicacioacuten Protocolo SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 24

23 VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

231 Introduccioacuten a la VoIP helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 232 Definicioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26 233 Implementacioacuten y funcionamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27 234 Control de la comunicacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27 235 Paraacutemetros VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28

1251 Coacutedechelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28 1252 Protocolos de sentildealizacioacuten helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28 1253 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29

236 Ventajashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29

24 Protocolo SIP helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32 241 Definicioacuten helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32 242 Conceptos baacutesicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33 243 Mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36 244 Cabecera SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38

25 Protocolo RTPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39

3

251 Definicioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39 252 Encapsulamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40

Capiacutetulo III Herramientashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42

31 Sockets helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42

311 Sockets en C helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42 312 Meacutetodos de la clase sockethelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43

32 Desarrollo NET C 44 33 SDK SIP NEThelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47

331Descripcionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47 34 Configuracioacuten objeto SIP Corehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 53 35 Servidor TrixBoXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54 36 Cliente Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54

361 Descripcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54 362 X-litehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 55

Capiacutetulo IV Desarrollohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 59

41 Desarrollo de software de comunicacioacuten IP usando sockethelliphelliphellip 59 42 Captura y anaacutelisis de Mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

421 Autentificacioacuten de Softphone en el PBX VoIPhelliphellip 64 422 Inicio y fin de una llamada VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

43 Desarrollo de Software Proxy basado en transacciones SIPhelliphelliphellip 67 44 Desarrollo de Software Proxy para autentificar Softphonehelliphelliphellip 70 45 Desarrollo de Software Proxy para iniciar y finalizar una llamadahellip 73 46 Desarrollo de Software Proxy para generar reportes de llamadashellip 75

Capiacutetulo V Pruebashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76

51 Registro de teleacutefono SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76 511 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77

52 Establecimiento y liberacioacuten de sesioacuten SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 78

521 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

53 Prueba Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81 531 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

54 Resultados finaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Conclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 84 Glosariohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 85 Anexos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 86 Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 122

4

Iacutendice de figuras

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cableshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15

Figura 3 Telefoniacutea conectada a centralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25

Figura 5 Esquema protocoloshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

Figura 6 Trama VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

Figura 7 Ejemplo de llamada SIP (200 llama a 201)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34

Figura 8 Ejemplo de llamada SIP con intermediarios (200 llama a 201)helliphelliphellip 34

Figura 9 Proceso de registro 35

Figura 10 Registro completado 36

Figura 11 Encapsulamiento RTP 40

Figura 12 Proceso ClienteServidor 42

Figura 13 Arquitectura general de la Unidad SIPNET API 55

Figura 14 SIP Account Settingshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 56

Figura 15 Propiedades de configuracioacuten de una cuenta SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 57

Figura 16 Configuracioacuten de cliente SIP 57

Figura 17 SIP Accounts cuenta configuradahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 58

Figura 18 Teleacutefono registrado y autenticadohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Figura 19 Interfaz de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Figura 20 Interfaz de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 63

Figura 21 Analizador de traacutefico en red captura de mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

Figura 22 Trama de una peticioacuten REGISTERhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 65

5

Figura 23 Proceso de autenticacioacuten y registro de un UAChelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 66

Figura 24 Transacciones SIP mediante un Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 67

Figura 25 Diagrama de transacciones incluidas en el Proxy PBXhelliphelliphelliphelliphelliphellip 68

Figura 26 Nodo perteneciente a la clase NodoListaSoftphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Figura 27 Proceso de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 73

Figura 28 Base de datos Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 75

Figura 29 Diagrama de registro de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76

Figura 30 Esquema SIP de registro y autenticacioacuten de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphellip 77

Figura 31 Softphone registrado 77

Figura 32 Log de Tramas Register 78

Figura 33 Diagrama Establecimiento y liberacioacuten de sesioacuten SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 34 Esquema SIP de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 35 Log de tramas inicio y fin de sesioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 36 Softphone2helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 37 Llamada establecidahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 38 Esquema PROXY PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 39Prueba Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 40 Aplicacioacuten PROXY PBX helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 41 Creacuteditoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 83

6

Iacutendice de tablas

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33

Tabla 2 Peticiones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36

Tabla 3 Respuestas SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37

Tabla 4 Conceptos generaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51

Iacutendice Seccioacuten de Coacutedigo

Seccioacuten de Coacutedigo 1 Creacioacuten de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Seccioacuten de Coacutedigo 2 Creacioacuten de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62

Seccioacuten de Coacutedigo 3 Creacioacuten de transacciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Seccioacuten de Coacutedigo 4 Definicioacuten de estructura de datos asignada a cada usuario dentro

de la redhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Seccioacuten de coacutedigo 5 Gestioacuten de enviacuteo de trama INVITE a un usuario finalhelliphelliphellip 74

7

Introduccioacuten

La telefoniacutea de hoy en diacutea tal y como la hemos conocido siempre estaacute llegando a

su fin La era de las nuevas tecnologiacuteas con Internet a la cabeza le estaacuten ganando terreno a

grandes consorcios tecnoloacutegicos que han permanecido invariables e intocables durante

mucho tiempo El mundo de las comunicaciones por voz es uno de ellos

Desde la invencioacuten del primer teleacutefono se han venido produciendo cambios y

mejoras en los sistemas de telefoniacutea que han permitido su expansioacuten llegando

praacutecticamente a todos los hogares y rincones del mundo

No obstante en la actualidad estos sistemas siguen basaacutendose en tecnologiacuteas de

hace varias deacutecadas obsoletas y que no son oacuteptimas en muchos sentidos Por ejemplo en el

uso de la liacutenea telefoacutenica cuando se establece una comunicacioacuten se necesita que exista un

canal constantemente abierto o dedicado con el consiguiente desperdicio de recursos que

pudieran ser mejor aprovechados Hoy en diacutea ya no es necesario dedicar un recurso por

completo para mantener una conversacioacuten En la era de Internet es posible que una

conversacioacuten telefoacutenica se pueda mantener entre dos puntos cualesquiera ocupando una

simple porcioacuten del espectro o ancho de banda de la conexioacuten de aacuterea local o hacia Internet

La voz se convierte en paquetes y pasa a denominarse Voz sobre IP o VoIP por sus siglas

en ingleacutes (Voice over Internet Protocol)

Si la voz ya no viaja por un circuito dedicado y exclusivo si no que ahora forma

parte de nuestras comunicaciones de datos se consiguen otro de los beneficios de las

grandes tecnologiacuteas la unificacioacuten La voz y los datos viajan por la misma red y no solo

eso ademaacutes son tratados y gestionados de forma conjunta y coordinada Bajo estas

condiciones se obtiene un uso oacuteptimo de los recursos

Gracias al despliegue de nuevas redes de datos se puede ofrecer ya una gran

cantidad de servicios al usuario final con una calidad oacuteptima y ademaacutes de manera

centralizada Televisioacuten Internet y por supuesto voz Es decir ya no seraacute necesario una

ldquoliacutenea telefoacutenicardquo sino una liacutenea de datos

Dentro de este contexto la Voz sobre IP estaacute teniendo un auge vertiginoso

Fundamentalmente aquellos paiacuteses que disponen yo se estaacuten dotando de redes de uacuteltima

generacioacuten disponen de ventajas en uso y disfrute Sin redes fiables que cuenten con un

gran caudal de ancho de banda no es posible una migracioacuten seria y efectiva Desde este

punto de vista los paiacuteses o comunidades que no tengan claro este concepto perderaacuten el tren

digital y aumentaraacuten auacuten maacutes su deacuteficit tecnoloacutegico (brecha digital)

8

La telefoniacutea IP comenzoacute a principios de las deacutecadas de los 901 aunque la mala

calidad de la voz y el impulso que en aquellos momentos estaba tomando la RDSI (Red

digital de servicios integrados) hicieron que no pasara de ser solo un experimento Durante

esta deacutecada se produjo el auge de Internet lo que hizo que todos los esfuerzos tanto de las

empresas como de los operadores fueran dirigidos a potenciar su uso y las aplicaciones de

navegacioacuten Web y correo electroacutenico fueron las que maacutes eacutexito tuvieron lo que junto al

despliegue de las redes moacuteviles dejaron la voz relegada en un tercer plano

Hasta hace muy poco el freno para el despliegue de la telefoniacutea IP en el mercado lo

daba la propia tecnologiacutea la calidad del sonido era bastante defectuosa lo que disuadiacutea a

utilizarla y seguiacutea haciendo uso de la liacutenea telefoacutenica tradicional a pesar de ser bastante

maacutes caro salvo a esa problemaacutetica el sistema se fue abriendo camino Sus ventajas son

muacuteltiples es un servicio maacutes barato permite el uso de nomadismo ndash uso del mismo nuacutemero

telefoacutenico- en cualquier lugar y tiene capacidad multimedia Ademaacutes la calidad del servicio

va en aumento aproximaacutendose a la de la telefoniacutea convencional con la que se permite la

interconexioacuten

En principio todo apunta hacia el triunfo definitivo de la telefoniacutea IP tanto en el

segmento residencial como en el empresarial pero esto solamente se produciraacute si existe una

oferta amplia con calidad y que represente un costo inferior al de la telefoniacutea convencional

facilitando ademaacutes los mismos servicios Asiacute pues en un futuro no muy lejano es

previsible suponer que casi toda la voz se transportaraacute sobre IP pero los usuarios no seraacuten

conscientes de la tecnologiacutea que hay detraacutes sino que simplemente tendraacuten unas

comunicaciones mas econoacutemicas y una terminal multimedia para acceder a ellas con total

movilidad ya que al no depender de numeracioacuten geograacutefica podraacuten hacer y recibir sus

llamadas en cualquier lugar y momento

En el plano empresaria para lograr el enrutamiento de dichas llamadas telefoacutenicas

de manera efectiva es necesaria la implementacioacuten de un PBX (Private Branch Exchange)

utilizado para permitir la conexioacuten de diversos teleacutefonos personales y asiacute lograr la ejecucioacuten

de llamadas internas y la transmisioacuten de llamadas externas

Mantener redes de comunicacioacuten eficientes es prioritario dentro de una empresa ya

que gracias a ellas es posible conocer las necesidades de los clientes conocer los

ofrecimientos de los proveedores y mantener integrada a la organizacioacuten El conmutador

telefoacutenico es parte de la infraestructura de telecomunicaciones que hace posible cumplir

con esa funcioacuten de comunicacioacuten Hace ya algunos antildeo era necesario un operador de

conmutador quien atendiacutea las llamadas telefoacutenicas entrantes que posteriormente canalizaba

con las personas indicadas dentro del establecimiento Actualmente se hace uso de diversas

funciones programables con capacidad para establecer la comunicacioacuten a traveacutes de un

nuacutemero variable de liacuteneas y asiacute realizar el enlace de forma automaacutetica

1 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

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a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

3

251 Definicioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39 252 Encapsulamientohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40

Capiacutetulo III Herramientashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42

31 Sockets helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42

311 Sockets en C helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42 312 Meacutetodos de la clase sockethelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43

32 Desarrollo NET C 44 33 SDK SIP NEThelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47

331Descripcionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47 34 Configuracioacuten objeto SIP Corehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 53 35 Servidor TrixBoXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54 36 Cliente Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54

361 Descripcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54 362 X-litehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 55

Capiacutetulo IV Desarrollohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 59

41 Desarrollo de software de comunicacioacuten IP usando sockethelliphelliphellip 59 42 Captura y anaacutelisis de Mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

421 Autentificacioacuten de Softphone en el PBX VoIPhelliphellip 64 422 Inicio y fin de una llamada VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

43 Desarrollo de Software Proxy basado en transacciones SIPhelliphelliphellip 67 44 Desarrollo de Software Proxy para autentificar Softphonehelliphelliphellip 70 45 Desarrollo de Software Proxy para iniciar y finalizar una llamadahellip 73 46 Desarrollo de Software Proxy para generar reportes de llamadashellip 75

Capiacutetulo V Pruebashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76

51 Registro de teleacutefono SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76 511 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77

52 Establecimiento y liberacioacuten de sesioacuten SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 78

521 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

53 Prueba Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81 531 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

54 Resultados finaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Conclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 84 Glosariohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 85 Anexos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 86 Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 122

4

Iacutendice de figuras

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cableshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15

Figura 3 Telefoniacutea conectada a centralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25

Figura 5 Esquema protocoloshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

Figura 6 Trama VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

Figura 7 Ejemplo de llamada SIP (200 llama a 201)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34

Figura 8 Ejemplo de llamada SIP con intermediarios (200 llama a 201)helliphelliphellip 34

Figura 9 Proceso de registro 35

Figura 10 Registro completado 36

Figura 11 Encapsulamiento RTP 40

Figura 12 Proceso ClienteServidor 42

Figura 13 Arquitectura general de la Unidad SIPNET API 55

Figura 14 SIP Account Settingshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 56

Figura 15 Propiedades de configuracioacuten de una cuenta SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 57

Figura 16 Configuracioacuten de cliente SIP 57

Figura 17 SIP Accounts cuenta configuradahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 58

Figura 18 Teleacutefono registrado y autenticadohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Figura 19 Interfaz de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Figura 20 Interfaz de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 63

Figura 21 Analizador de traacutefico en red captura de mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

Figura 22 Trama de una peticioacuten REGISTERhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 65

5

Figura 23 Proceso de autenticacioacuten y registro de un UAChelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 66

Figura 24 Transacciones SIP mediante un Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 67

Figura 25 Diagrama de transacciones incluidas en el Proxy PBXhelliphelliphelliphelliphelliphellip 68

Figura 26 Nodo perteneciente a la clase NodoListaSoftphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Figura 27 Proceso de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 73

Figura 28 Base de datos Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 75

Figura 29 Diagrama de registro de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76

Figura 30 Esquema SIP de registro y autenticacioacuten de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphellip 77

Figura 31 Softphone registrado 77

Figura 32 Log de Tramas Register 78

Figura 33 Diagrama Establecimiento y liberacioacuten de sesioacuten SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 34 Esquema SIP de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 35 Log de tramas inicio y fin de sesioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 36 Softphone2helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 37 Llamada establecidahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 38 Esquema PROXY PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 39Prueba Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 40 Aplicacioacuten PROXY PBX helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 41 Creacuteditoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 83

6

Iacutendice de tablas

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33

Tabla 2 Peticiones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36

Tabla 3 Respuestas SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37

Tabla 4 Conceptos generaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51

Iacutendice Seccioacuten de Coacutedigo

Seccioacuten de Coacutedigo 1 Creacioacuten de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Seccioacuten de Coacutedigo 2 Creacioacuten de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62

Seccioacuten de Coacutedigo 3 Creacioacuten de transacciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Seccioacuten de Coacutedigo 4 Definicioacuten de estructura de datos asignada a cada usuario dentro

de la redhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Seccioacuten de coacutedigo 5 Gestioacuten de enviacuteo de trama INVITE a un usuario finalhelliphelliphellip 74

7

Introduccioacuten

La telefoniacutea de hoy en diacutea tal y como la hemos conocido siempre estaacute llegando a

su fin La era de las nuevas tecnologiacuteas con Internet a la cabeza le estaacuten ganando terreno a

grandes consorcios tecnoloacutegicos que han permanecido invariables e intocables durante

mucho tiempo El mundo de las comunicaciones por voz es uno de ellos

Desde la invencioacuten del primer teleacutefono se han venido produciendo cambios y

mejoras en los sistemas de telefoniacutea que han permitido su expansioacuten llegando

praacutecticamente a todos los hogares y rincones del mundo

No obstante en la actualidad estos sistemas siguen basaacutendose en tecnologiacuteas de

hace varias deacutecadas obsoletas y que no son oacuteptimas en muchos sentidos Por ejemplo en el

uso de la liacutenea telefoacutenica cuando se establece una comunicacioacuten se necesita que exista un

canal constantemente abierto o dedicado con el consiguiente desperdicio de recursos que

pudieran ser mejor aprovechados Hoy en diacutea ya no es necesario dedicar un recurso por

completo para mantener una conversacioacuten En la era de Internet es posible que una

conversacioacuten telefoacutenica se pueda mantener entre dos puntos cualesquiera ocupando una

simple porcioacuten del espectro o ancho de banda de la conexioacuten de aacuterea local o hacia Internet

La voz se convierte en paquetes y pasa a denominarse Voz sobre IP o VoIP por sus siglas

en ingleacutes (Voice over Internet Protocol)

Si la voz ya no viaja por un circuito dedicado y exclusivo si no que ahora forma

parte de nuestras comunicaciones de datos se consiguen otro de los beneficios de las

grandes tecnologiacuteas la unificacioacuten La voz y los datos viajan por la misma red y no solo

eso ademaacutes son tratados y gestionados de forma conjunta y coordinada Bajo estas

condiciones se obtiene un uso oacuteptimo de los recursos

Gracias al despliegue de nuevas redes de datos se puede ofrecer ya una gran

cantidad de servicios al usuario final con una calidad oacuteptima y ademaacutes de manera

centralizada Televisioacuten Internet y por supuesto voz Es decir ya no seraacute necesario una

ldquoliacutenea telefoacutenicardquo sino una liacutenea de datos

Dentro de este contexto la Voz sobre IP estaacute teniendo un auge vertiginoso

Fundamentalmente aquellos paiacuteses que disponen yo se estaacuten dotando de redes de uacuteltima

generacioacuten disponen de ventajas en uso y disfrute Sin redes fiables que cuenten con un

gran caudal de ancho de banda no es posible una migracioacuten seria y efectiva Desde este

punto de vista los paiacuteses o comunidades que no tengan claro este concepto perderaacuten el tren

digital y aumentaraacuten auacuten maacutes su deacuteficit tecnoloacutegico (brecha digital)

8

La telefoniacutea IP comenzoacute a principios de las deacutecadas de los 901 aunque la mala

calidad de la voz y el impulso que en aquellos momentos estaba tomando la RDSI (Red

digital de servicios integrados) hicieron que no pasara de ser solo un experimento Durante

esta deacutecada se produjo el auge de Internet lo que hizo que todos los esfuerzos tanto de las

empresas como de los operadores fueran dirigidos a potenciar su uso y las aplicaciones de

navegacioacuten Web y correo electroacutenico fueron las que maacutes eacutexito tuvieron lo que junto al

despliegue de las redes moacuteviles dejaron la voz relegada en un tercer plano

Hasta hace muy poco el freno para el despliegue de la telefoniacutea IP en el mercado lo

daba la propia tecnologiacutea la calidad del sonido era bastante defectuosa lo que disuadiacutea a

utilizarla y seguiacutea haciendo uso de la liacutenea telefoacutenica tradicional a pesar de ser bastante

maacutes caro salvo a esa problemaacutetica el sistema se fue abriendo camino Sus ventajas son

muacuteltiples es un servicio maacutes barato permite el uso de nomadismo ndash uso del mismo nuacutemero

telefoacutenico- en cualquier lugar y tiene capacidad multimedia Ademaacutes la calidad del servicio

va en aumento aproximaacutendose a la de la telefoniacutea convencional con la que se permite la

interconexioacuten

En principio todo apunta hacia el triunfo definitivo de la telefoniacutea IP tanto en el

segmento residencial como en el empresarial pero esto solamente se produciraacute si existe una

oferta amplia con calidad y que represente un costo inferior al de la telefoniacutea convencional

facilitando ademaacutes los mismos servicios Asiacute pues en un futuro no muy lejano es

previsible suponer que casi toda la voz se transportaraacute sobre IP pero los usuarios no seraacuten

conscientes de la tecnologiacutea que hay detraacutes sino que simplemente tendraacuten unas

comunicaciones mas econoacutemicas y una terminal multimedia para acceder a ellas con total

movilidad ya que al no depender de numeracioacuten geograacutefica podraacuten hacer y recibir sus

llamadas en cualquier lugar y momento

En el plano empresaria para lograr el enrutamiento de dichas llamadas telefoacutenicas

de manera efectiva es necesaria la implementacioacuten de un PBX (Private Branch Exchange)

utilizado para permitir la conexioacuten de diversos teleacutefonos personales y asiacute lograr la ejecucioacuten

de llamadas internas y la transmisioacuten de llamadas externas

Mantener redes de comunicacioacuten eficientes es prioritario dentro de una empresa ya

que gracias a ellas es posible conocer las necesidades de los clientes conocer los

ofrecimientos de los proveedores y mantener integrada a la organizacioacuten El conmutador

telefoacutenico es parte de la infraestructura de telecomunicaciones que hace posible cumplir

con esa funcioacuten de comunicacioacuten Hace ya algunos antildeo era necesario un operador de

conmutador quien atendiacutea las llamadas telefoacutenicas entrantes que posteriormente canalizaba

con las personas indicadas dentro del establecimiento Actualmente se hace uso de diversas

funciones programables con capacidad para establecer la comunicacioacuten a traveacutes de un

nuacutemero variable de liacuteneas y asiacute realizar el enlace de forma automaacutetica

1 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

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a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

4

Iacutendice de figuras

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cableshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15

Figura 3 Telefoniacutea conectada a centralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25

Figura 5 Esquema protocoloshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

Figura 6 Trama VoIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

Figura 7 Ejemplo de llamada SIP (200 llama a 201)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34

Figura 8 Ejemplo de llamada SIP con intermediarios (200 llama a 201)helliphelliphellip 34

Figura 9 Proceso de registro 35

Figura 10 Registro completado 36

Figura 11 Encapsulamiento RTP 40

Figura 12 Proceso ClienteServidor 42

Figura 13 Arquitectura general de la Unidad SIPNET API 55

Figura 14 SIP Account Settingshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 56

Figura 15 Propiedades de configuracioacuten de una cuenta SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 57

Figura 16 Configuracioacuten de cliente SIP 57

Figura 17 SIP Accounts cuenta configuradahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 58

Figura 18 Teleacutefono registrado y autenticadohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Figura 19 Interfaz de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Figura 20 Interfaz de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 63

Figura 21 Analizador de traacutefico en red captura de mensajes SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

Figura 22 Trama de una peticioacuten REGISTERhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 65

5

Figura 23 Proceso de autenticacioacuten y registro de un UAChelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 66

Figura 24 Transacciones SIP mediante un Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 67

Figura 25 Diagrama de transacciones incluidas en el Proxy PBXhelliphelliphelliphelliphelliphellip 68

Figura 26 Nodo perteneciente a la clase NodoListaSoftphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Figura 27 Proceso de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 73

Figura 28 Base de datos Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 75

Figura 29 Diagrama de registro de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76

Figura 30 Esquema SIP de registro y autenticacioacuten de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphellip 77

Figura 31 Softphone registrado 77

Figura 32 Log de Tramas Register 78

Figura 33 Diagrama Establecimiento y liberacioacuten de sesioacuten SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 34 Esquema SIP de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 35 Log de tramas inicio y fin de sesioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 36 Softphone2helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 37 Llamada establecidahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 38 Esquema PROXY PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 39Prueba Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 40 Aplicacioacuten PROXY PBX helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 41 Creacuteditoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 83

6

Iacutendice de tablas

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33

Tabla 2 Peticiones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36

Tabla 3 Respuestas SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37

Tabla 4 Conceptos generaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51

Iacutendice Seccioacuten de Coacutedigo

Seccioacuten de Coacutedigo 1 Creacioacuten de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Seccioacuten de Coacutedigo 2 Creacioacuten de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62

Seccioacuten de Coacutedigo 3 Creacioacuten de transacciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Seccioacuten de Coacutedigo 4 Definicioacuten de estructura de datos asignada a cada usuario dentro

de la redhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Seccioacuten de coacutedigo 5 Gestioacuten de enviacuteo de trama INVITE a un usuario finalhelliphelliphellip 74

7

Introduccioacuten

La telefoniacutea de hoy en diacutea tal y como la hemos conocido siempre estaacute llegando a

su fin La era de las nuevas tecnologiacuteas con Internet a la cabeza le estaacuten ganando terreno a

grandes consorcios tecnoloacutegicos que han permanecido invariables e intocables durante

mucho tiempo El mundo de las comunicaciones por voz es uno de ellos

Desde la invencioacuten del primer teleacutefono se han venido produciendo cambios y

mejoras en los sistemas de telefoniacutea que han permitido su expansioacuten llegando

praacutecticamente a todos los hogares y rincones del mundo

No obstante en la actualidad estos sistemas siguen basaacutendose en tecnologiacuteas de

hace varias deacutecadas obsoletas y que no son oacuteptimas en muchos sentidos Por ejemplo en el

uso de la liacutenea telefoacutenica cuando se establece una comunicacioacuten se necesita que exista un

canal constantemente abierto o dedicado con el consiguiente desperdicio de recursos que

pudieran ser mejor aprovechados Hoy en diacutea ya no es necesario dedicar un recurso por

completo para mantener una conversacioacuten En la era de Internet es posible que una

conversacioacuten telefoacutenica se pueda mantener entre dos puntos cualesquiera ocupando una

simple porcioacuten del espectro o ancho de banda de la conexioacuten de aacuterea local o hacia Internet

La voz se convierte en paquetes y pasa a denominarse Voz sobre IP o VoIP por sus siglas

en ingleacutes (Voice over Internet Protocol)

Si la voz ya no viaja por un circuito dedicado y exclusivo si no que ahora forma

parte de nuestras comunicaciones de datos se consiguen otro de los beneficios de las

grandes tecnologiacuteas la unificacioacuten La voz y los datos viajan por la misma red y no solo

eso ademaacutes son tratados y gestionados de forma conjunta y coordinada Bajo estas

condiciones se obtiene un uso oacuteptimo de los recursos

Gracias al despliegue de nuevas redes de datos se puede ofrecer ya una gran

cantidad de servicios al usuario final con una calidad oacuteptima y ademaacutes de manera

centralizada Televisioacuten Internet y por supuesto voz Es decir ya no seraacute necesario una

ldquoliacutenea telefoacutenicardquo sino una liacutenea de datos

Dentro de este contexto la Voz sobre IP estaacute teniendo un auge vertiginoso

Fundamentalmente aquellos paiacuteses que disponen yo se estaacuten dotando de redes de uacuteltima

generacioacuten disponen de ventajas en uso y disfrute Sin redes fiables que cuenten con un

gran caudal de ancho de banda no es posible una migracioacuten seria y efectiva Desde este

punto de vista los paiacuteses o comunidades que no tengan claro este concepto perderaacuten el tren

digital y aumentaraacuten auacuten maacutes su deacuteficit tecnoloacutegico (brecha digital)

8

La telefoniacutea IP comenzoacute a principios de las deacutecadas de los 901 aunque la mala

calidad de la voz y el impulso que en aquellos momentos estaba tomando la RDSI (Red

digital de servicios integrados) hicieron que no pasara de ser solo un experimento Durante

esta deacutecada se produjo el auge de Internet lo que hizo que todos los esfuerzos tanto de las

empresas como de los operadores fueran dirigidos a potenciar su uso y las aplicaciones de

navegacioacuten Web y correo electroacutenico fueron las que maacutes eacutexito tuvieron lo que junto al

despliegue de las redes moacuteviles dejaron la voz relegada en un tercer plano

Hasta hace muy poco el freno para el despliegue de la telefoniacutea IP en el mercado lo

daba la propia tecnologiacutea la calidad del sonido era bastante defectuosa lo que disuadiacutea a

utilizarla y seguiacutea haciendo uso de la liacutenea telefoacutenica tradicional a pesar de ser bastante

maacutes caro salvo a esa problemaacutetica el sistema se fue abriendo camino Sus ventajas son

muacuteltiples es un servicio maacutes barato permite el uso de nomadismo ndash uso del mismo nuacutemero

telefoacutenico- en cualquier lugar y tiene capacidad multimedia Ademaacutes la calidad del servicio

va en aumento aproximaacutendose a la de la telefoniacutea convencional con la que se permite la

interconexioacuten

En principio todo apunta hacia el triunfo definitivo de la telefoniacutea IP tanto en el

segmento residencial como en el empresarial pero esto solamente se produciraacute si existe una

oferta amplia con calidad y que represente un costo inferior al de la telefoniacutea convencional

facilitando ademaacutes los mismos servicios Asiacute pues en un futuro no muy lejano es

previsible suponer que casi toda la voz se transportaraacute sobre IP pero los usuarios no seraacuten

conscientes de la tecnologiacutea que hay detraacutes sino que simplemente tendraacuten unas

comunicaciones mas econoacutemicas y una terminal multimedia para acceder a ellas con total

movilidad ya que al no depender de numeracioacuten geograacutefica podraacuten hacer y recibir sus

llamadas en cualquier lugar y momento

En el plano empresaria para lograr el enrutamiento de dichas llamadas telefoacutenicas

de manera efectiva es necesaria la implementacioacuten de un PBX (Private Branch Exchange)

utilizado para permitir la conexioacuten de diversos teleacutefonos personales y asiacute lograr la ejecucioacuten

de llamadas internas y la transmisioacuten de llamadas externas

Mantener redes de comunicacioacuten eficientes es prioritario dentro de una empresa ya

que gracias a ellas es posible conocer las necesidades de los clientes conocer los

ofrecimientos de los proveedores y mantener integrada a la organizacioacuten El conmutador

telefoacutenico es parte de la infraestructura de telecomunicaciones que hace posible cumplir

con esa funcioacuten de comunicacioacuten Hace ya algunos antildeo era necesario un operador de

conmutador quien atendiacutea las llamadas telefoacutenicas entrantes que posteriormente canalizaba

con las personas indicadas dentro del establecimiento Actualmente se hace uso de diversas

funciones programables con capacidad para establecer la comunicacioacuten a traveacutes de un

nuacutemero variable de liacuteneas y asiacute realizar el enlace de forma automaacutetica

1 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

27

a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

5

Figura 23 Proceso de autenticacioacuten y registro de un UAChelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 66

Figura 24 Transacciones SIP mediante un Proxyhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 67

Figura 25 Diagrama de transacciones incluidas en el Proxy PBXhelliphelliphelliphelliphelliphellip 68

Figura 26 Nodo perteneciente a la clase NodoListaSoftphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Figura 27 Proceso de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 73

Figura 28 Base de datos Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 75

Figura 29 Diagrama de registro de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 76

Figura 30 Esquema SIP de registro y autenticacioacuten de Softphonehelliphelliphelliphelliphelliphellip 77

Figura 31 Softphone registrado 77

Figura 32 Log de Tramas Register 78

Figura 33 Diagrama Establecimiento y liberacioacuten de sesioacuten SIPhelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 34 Esquema SIP de inicio y fin de llamadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

Figura 35 Log de tramas inicio y fin de sesioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 36 Softphone2helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

Figura 37 Llamada establecidahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 38 Esquema PROXY PBXhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 81

Figura 39Prueba Reporteadorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 40 Aplicacioacuten PROXY PBX helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 82

Figura 41 Creacuteditoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 83

6

Iacutendice de tablas

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33

Tabla 2 Peticiones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36

Tabla 3 Respuestas SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37

Tabla 4 Conceptos generaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51

Iacutendice Seccioacuten de Coacutedigo

Seccioacuten de Coacutedigo 1 Creacioacuten de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Seccioacuten de Coacutedigo 2 Creacioacuten de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62

Seccioacuten de Coacutedigo 3 Creacioacuten de transacciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Seccioacuten de Coacutedigo 4 Definicioacuten de estructura de datos asignada a cada usuario dentro

de la redhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Seccioacuten de coacutedigo 5 Gestioacuten de enviacuteo de trama INVITE a un usuario finalhelliphelliphellip 74

7

Introduccioacuten

La telefoniacutea de hoy en diacutea tal y como la hemos conocido siempre estaacute llegando a

su fin La era de las nuevas tecnologiacuteas con Internet a la cabeza le estaacuten ganando terreno a

grandes consorcios tecnoloacutegicos que han permanecido invariables e intocables durante

mucho tiempo El mundo de las comunicaciones por voz es uno de ellos

Desde la invencioacuten del primer teleacutefono se han venido produciendo cambios y

mejoras en los sistemas de telefoniacutea que han permitido su expansioacuten llegando

praacutecticamente a todos los hogares y rincones del mundo

No obstante en la actualidad estos sistemas siguen basaacutendose en tecnologiacuteas de

hace varias deacutecadas obsoletas y que no son oacuteptimas en muchos sentidos Por ejemplo en el

uso de la liacutenea telefoacutenica cuando se establece una comunicacioacuten se necesita que exista un

canal constantemente abierto o dedicado con el consiguiente desperdicio de recursos que

pudieran ser mejor aprovechados Hoy en diacutea ya no es necesario dedicar un recurso por

completo para mantener una conversacioacuten En la era de Internet es posible que una

conversacioacuten telefoacutenica se pueda mantener entre dos puntos cualesquiera ocupando una

simple porcioacuten del espectro o ancho de banda de la conexioacuten de aacuterea local o hacia Internet

La voz se convierte en paquetes y pasa a denominarse Voz sobre IP o VoIP por sus siglas

en ingleacutes (Voice over Internet Protocol)

Si la voz ya no viaja por un circuito dedicado y exclusivo si no que ahora forma

parte de nuestras comunicaciones de datos se consiguen otro de los beneficios de las

grandes tecnologiacuteas la unificacioacuten La voz y los datos viajan por la misma red y no solo

eso ademaacutes son tratados y gestionados de forma conjunta y coordinada Bajo estas

condiciones se obtiene un uso oacuteptimo de los recursos

Gracias al despliegue de nuevas redes de datos se puede ofrecer ya una gran

cantidad de servicios al usuario final con una calidad oacuteptima y ademaacutes de manera

centralizada Televisioacuten Internet y por supuesto voz Es decir ya no seraacute necesario una

ldquoliacutenea telefoacutenicardquo sino una liacutenea de datos

Dentro de este contexto la Voz sobre IP estaacute teniendo un auge vertiginoso

Fundamentalmente aquellos paiacuteses que disponen yo se estaacuten dotando de redes de uacuteltima

generacioacuten disponen de ventajas en uso y disfrute Sin redes fiables que cuenten con un

gran caudal de ancho de banda no es posible una migracioacuten seria y efectiva Desde este

punto de vista los paiacuteses o comunidades que no tengan claro este concepto perderaacuten el tren

digital y aumentaraacuten auacuten maacutes su deacuteficit tecnoloacutegico (brecha digital)

8

La telefoniacutea IP comenzoacute a principios de las deacutecadas de los 901 aunque la mala

calidad de la voz y el impulso que en aquellos momentos estaba tomando la RDSI (Red

digital de servicios integrados) hicieron que no pasara de ser solo un experimento Durante

esta deacutecada se produjo el auge de Internet lo que hizo que todos los esfuerzos tanto de las

empresas como de los operadores fueran dirigidos a potenciar su uso y las aplicaciones de

navegacioacuten Web y correo electroacutenico fueron las que maacutes eacutexito tuvieron lo que junto al

despliegue de las redes moacuteviles dejaron la voz relegada en un tercer plano

Hasta hace muy poco el freno para el despliegue de la telefoniacutea IP en el mercado lo

daba la propia tecnologiacutea la calidad del sonido era bastante defectuosa lo que disuadiacutea a

utilizarla y seguiacutea haciendo uso de la liacutenea telefoacutenica tradicional a pesar de ser bastante

maacutes caro salvo a esa problemaacutetica el sistema se fue abriendo camino Sus ventajas son

muacuteltiples es un servicio maacutes barato permite el uso de nomadismo ndash uso del mismo nuacutemero

telefoacutenico- en cualquier lugar y tiene capacidad multimedia Ademaacutes la calidad del servicio

va en aumento aproximaacutendose a la de la telefoniacutea convencional con la que se permite la

interconexioacuten

En principio todo apunta hacia el triunfo definitivo de la telefoniacutea IP tanto en el

segmento residencial como en el empresarial pero esto solamente se produciraacute si existe una

oferta amplia con calidad y que represente un costo inferior al de la telefoniacutea convencional

facilitando ademaacutes los mismos servicios Asiacute pues en un futuro no muy lejano es

previsible suponer que casi toda la voz se transportaraacute sobre IP pero los usuarios no seraacuten

conscientes de la tecnologiacutea que hay detraacutes sino que simplemente tendraacuten unas

comunicaciones mas econoacutemicas y una terminal multimedia para acceder a ellas con total

movilidad ya que al no depender de numeracioacuten geograacutefica podraacuten hacer y recibir sus

llamadas en cualquier lugar y momento

En el plano empresaria para lograr el enrutamiento de dichas llamadas telefoacutenicas

de manera efectiva es necesaria la implementacioacuten de un PBX (Private Branch Exchange)

utilizado para permitir la conexioacuten de diversos teleacutefonos personales y asiacute lograr la ejecucioacuten

de llamadas internas y la transmisioacuten de llamadas externas

Mantener redes de comunicacioacuten eficientes es prioritario dentro de una empresa ya

que gracias a ellas es posible conocer las necesidades de los clientes conocer los

ofrecimientos de los proveedores y mantener integrada a la organizacioacuten El conmutador

telefoacutenico es parte de la infraestructura de telecomunicaciones que hace posible cumplir

con esa funcioacuten de comunicacioacuten Hace ya algunos antildeo era necesario un operador de

conmutador quien atendiacutea las llamadas telefoacutenicas entrantes que posteriormente canalizaba

con las personas indicadas dentro del establecimiento Actualmente se hace uso de diversas

funciones programables con capacidad para establecer la comunicacioacuten a traveacutes de un

nuacutemero variable de liacuteneas y asiacute realizar el enlace de forma automaacutetica

1 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

27

a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

6

Iacutendice de tablas

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33

Tabla 2 Peticiones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36

Tabla 3 Respuestas SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37

Tabla 4 Conceptos generaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51

Iacutendice Seccioacuten de Coacutedigo

Seccioacuten de Coacutedigo 1 Creacioacuten de aplicacioacuten Servidor TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61

Seccioacuten de Coacutedigo 2 Creacioacuten de aplicacioacuten Cliente TCPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62

Seccioacuten de Coacutedigo 3 Creacioacuten de transacciones SIPhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Seccioacuten de Coacutedigo 4 Definicioacuten de estructura de datos asignada a cada usuario dentro

de la redhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

Seccioacuten de coacutedigo 5 Gestioacuten de enviacuteo de trama INVITE a un usuario finalhelliphelliphellip 74

7

Introduccioacuten

La telefoniacutea de hoy en diacutea tal y como la hemos conocido siempre estaacute llegando a

su fin La era de las nuevas tecnologiacuteas con Internet a la cabeza le estaacuten ganando terreno a

grandes consorcios tecnoloacutegicos que han permanecido invariables e intocables durante

mucho tiempo El mundo de las comunicaciones por voz es uno de ellos

Desde la invencioacuten del primer teleacutefono se han venido produciendo cambios y

mejoras en los sistemas de telefoniacutea que han permitido su expansioacuten llegando

praacutecticamente a todos los hogares y rincones del mundo

No obstante en la actualidad estos sistemas siguen basaacutendose en tecnologiacuteas de

hace varias deacutecadas obsoletas y que no son oacuteptimas en muchos sentidos Por ejemplo en el

uso de la liacutenea telefoacutenica cuando se establece una comunicacioacuten se necesita que exista un

canal constantemente abierto o dedicado con el consiguiente desperdicio de recursos que

pudieran ser mejor aprovechados Hoy en diacutea ya no es necesario dedicar un recurso por

completo para mantener una conversacioacuten En la era de Internet es posible que una

conversacioacuten telefoacutenica se pueda mantener entre dos puntos cualesquiera ocupando una

simple porcioacuten del espectro o ancho de banda de la conexioacuten de aacuterea local o hacia Internet

La voz se convierte en paquetes y pasa a denominarse Voz sobre IP o VoIP por sus siglas

en ingleacutes (Voice over Internet Protocol)

Si la voz ya no viaja por un circuito dedicado y exclusivo si no que ahora forma

parte de nuestras comunicaciones de datos se consiguen otro de los beneficios de las

grandes tecnologiacuteas la unificacioacuten La voz y los datos viajan por la misma red y no solo

eso ademaacutes son tratados y gestionados de forma conjunta y coordinada Bajo estas

condiciones se obtiene un uso oacuteptimo de los recursos

Gracias al despliegue de nuevas redes de datos se puede ofrecer ya una gran

cantidad de servicios al usuario final con una calidad oacuteptima y ademaacutes de manera

centralizada Televisioacuten Internet y por supuesto voz Es decir ya no seraacute necesario una

ldquoliacutenea telefoacutenicardquo sino una liacutenea de datos

Dentro de este contexto la Voz sobre IP estaacute teniendo un auge vertiginoso

Fundamentalmente aquellos paiacuteses que disponen yo se estaacuten dotando de redes de uacuteltima

generacioacuten disponen de ventajas en uso y disfrute Sin redes fiables que cuenten con un

gran caudal de ancho de banda no es posible una migracioacuten seria y efectiva Desde este

punto de vista los paiacuteses o comunidades que no tengan claro este concepto perderaacuten el tren

digital y aumentaraacuten auacuten maacutes su deacuteficit tecnoloacutegico (brecha digital)

8

La telefoniacutea IP comenzoacute a principios de las deacutecadas de los 901 aunque la mala

calidad de la voz y el impulso que en aquellos momentos estaba tomando la RDSI (Red

digital de servicios integrados) hicieron que no pasara de ser solo un experimento Durante

esta deacutecada se produjo el auge de Internet lo que hizo que todos los esfuerzos tanto de las

empresas como de los operadores fueran dirigidos a potenciar su uso y las aplicaciones de

navegacioacuten Web y correo electroacutenico fueron las que maacutes eacutexito tuvieron lo que junto al

despliegue de las redes moacuteviles dejaron la voz relegada en un tercer plano

Hasta hace muy poco el freno para el despliegue de la telefoniacutea IP en el mercado lo

daba la propia tecnologiacutea la calidad del sonido era bastante defectuosa lo que disuadiacutea a

utilizarla y seguiacutea haciendo uso de la liacutenea telefoacutenica tradicional a pesar de ser bastante

maacutes caro salvo a esa problemaacutetica el sistema se fue abriendo camino Sus ventajas son

muacuteltiples es un servicio maacutes barato permite el uso de nomadismo ndash uso del mismo nuacutemero

telefoacutenico- en cualquier lugar y tiene capacidad multimedia Ademaacutes la calidad del servicio

va en aumento aproximaacutendose a la de la telefoniacutea convencional con la que se permite la

interconexioacuten

En principio todo apunta hacia el triunfo definitivo de la telefoniacutea IP tanto en el

segmento residencial como en el empresarial pero esto solamente se produciraacute si existe una

oferta amplia con calidad y que represente un costo inferior al de la telefoniacutea convencional

facilitando ademaacutes los mismos servicios Asiacute pues en un futuro no muy lejano es

previsible suponer que casi toda la voz se transportaraacute sobre IP pero los usuarios no seraacuten

conscientes de la tecnologiacutea que hay detraacutes sino que simplemente tendraacuten unas

comunicaciones mas econoacutemicas y una terminal multimedia para acceder a ellas con total

movilidad ya que al no depender de numeracioacuten geograacutefica podraacuten hacer y recibir sus

llamadas en cualquier lugar y momento

En el plano empresaria para lograr el enrutamiento de dichas llamadas telefoacutenicas

de manera efectiva es necesaria la implementacioacuten de un PBX (Private Branch Exchange)

utilizado para permitir la conexioacuten de diversos teleacutefonos personales y asiacute lograr la ejecucioacuten

de llamadas internas y la transmisioacuten de llamadas externas

Mantener redes de comunicacioacuten eficientes es prioritario dentro de una empresa ya

que gracias a ellas es posible conocer las necesidades de los clientes conocer los

ofrecimientos de los proveedores y mantener integrada a la organizacioacuten El conmutador

telefoacutenico es parte de la infraestructura de telecomunicaciones que hace posible cumplir

con esa funcioacuten de comunicacioacuten Hace ya algunos antildeo era necesario un operador de

conmutador quien atendiacutea las llamadas telefoacutenicas entrantes que posteriormente canalizaba

con las personas indicadas dentro del establecimiento Actualmente se hace uso de diversas

funciones programables con capacidad para establecer la comunicacioacuten a traveacutes de un

nuacutemero variable de liacuteneas y asiacute realizar el enlace de forma automaacutetica

1 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

27

a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

7

Introduccioacuten

La telefoniacutea de hoy en diacutea tal y como la hemos conocido siempre estaacute llegando a

su fin La era de las nuevas tecnologiacuteas con Internet a la cabeza le estaacuten ganando terreno a

grandes consorcios tecnoloacutegicos que han permanecido invariables e intocables durante

mucho tiempo El mundo de las comunicaciones por voz es uno de ellos

Desde la invencioacuten del primer teleacutefono se han venido produciendo cambios y

mejoras en los sistemas de telefoniacutea que han permitido su expansioacuten llegando

praacutecticamente a todos los hogares y rincones del mundo

No obstante en la actualidad estos sistemas siguen basaacutendose en tecnologiacuteas de

hace varias deacutecadas obsoletas y que no son oacuteptimas en muchos sentidos Por ejemplo en el

uso de la liacutenea telefoacutenica cuando se establece una comunicacioacuten se necesita que exista un

canal constantemente abierto o dedicado con el consiguiente desperdicio de recursos que

pudieran ser mejor aprovechados Hoy en diacutea ya no es necesario dedicar un recurso por

completo para mantener una conversacioacuten En la era de Internet es posible que una

conversacioacuten telefoacutenica se pueda mantener entre dos puntos cualesquiera ocupando una

simple porcioacuten del espectro o ancho de banda de la conexioacuten de aacuterea local o hacia Internet

La voz se convierte en paquetes y pasa a denominarse Voz sobre IP o VoIP por sus siglas

en ingleacutes (Voice over Internet Protocol)

Si la voz ya no viaja por un circuito dedicado y exclusivo si no que ahora forma

parte de nuestras comunicaciones de datos se consiguen otro de los beneficios de las

grandes tecnologiacuteas la unificacioacuten La voz y los datos viajan por la misma red y no solo

eso ademaacutes son tratados y gestionados de forma conjunta y coordinada Bajo estas

condiciones se obtiene un uso oacuteptimo de los recursos

Gracias al despliegue de nuevas redes de datos se puede ofrecer ya una gran

cantidad de servicios al usuario final con una calidad oacuteptima y ademaacutes de manera

centralizada Televisioacuten Internet y por supuesto voz Es decir ya no seraacute necesario una

ldquoliacutenea telefoacutenicardquo sino una liacutenea de datos

Dentro de este contexto la Voz sobre IP estaacute teniendo un auge vertiginoso

Fundamentalmente aquellos paiacuteses que disponen yo se estaacuten dotando de redes de uacuteltima

generacioacuten disponen de ventajas en uso y disfrute Sin redes fiables que cuenten con un

gran caudal de ancho de banda no es posible una migracioacuten seria y efectiva Desde este

punto de vista los paiacuteses o comunidades que no tengan claro este concepto perderaacuten el tren

digital y aumentaraacuten auacuten maacutes su deacuteficit tecnoloacutegico (brecha digital)

8

La telefoniacutea IP comenzoacute a principios de las deacutecadas de los 901 aunque la mala

calidad de la voz y el impulso que en aquellos momentos estaba tomando la RDSI (Red

digital de servicios integrados) hicieron que no pasara de ser solo un experimento Durante

esta deacutecada se produjo el auge de Internet lo que hizo que todos los esfuerzos tanto de las

empresas como de los operadores fueran dirigidos a potenciar su uso y las aplicaciones de

navegacioacuten Web y correo electroacutenico fueron las que maacutes eacutexito tuvieron lo que junto al

despliegue de las redes moacuteviles dejaron la voz relegada en un tercer plano

Hasta hace muy poco el freno para el despliegue de la telefoniacutea IP en el mercado lo

daba la propia tecnologiacutea la calidad del sonido era bastante defectuosa lo que disuadiacutea a

utilizarla y seguiacutea haciendo uso de la liacutenea telefoacutenica tradicional a pesar de ser bastante

maacutes caro salvo a esa problemaacutetica el sistema se fue abriendo camino Sus ventajas son

muacuteltiples es un servicio maacutes barato permite el uso de nomadismo ndash uso del mismo nuacutemero

telefoacutenico- en cualquier lugar y tiene capacidad multimedia Ademaacutes la calidad del servicio

va en aumento aproximaacutendose a la de la telefoniacutea convencional con la que se permite la

interconexioacuten

En principio todo apunta hacia el triunfo definitivo de la telefoniacutea IP tanto en el

segmento residencial como en el empresarial pero esto solamente se produciraacute si existe una

oferta amplia con calidad y que represente un costo inferior al de la telefoniacutea convencional

facilitando ademaacutes los mismos servicios Asiacute pues en un futuro no muy lejano es

previsible suponer que casi toda la voz se transportaraacute sobre IP pero los usuarios no seraacuten

conscientes de la tecnologiacutea que hay detraacutes sino que simplemente tendraacuten unas

comunicaciones mas econoacutemicas y una terminal multimedia para acceder a ellas con total

movilidad ya que al no depender de numeracioacuten geograacutefica podraacuten hacer y recibir sus

llamadas en cualquier lugar y momento

En el plano empresaria para lograr el enrutamiento de dichas llamadas telefoacutenicas

de manera efectiva es necesaria la implementacioacuten de un PBX (Private Branch Exchange)

utilizado para permitir la conexioacuten de diversos teleacutefonos personales y asiacute lograr la ejecucioacuten

de llamadas internas y la transmisioacuten de llamadas externas

Mantener redes de comunicacioacuten eficientes es prioritario dentro de una empresa ya

que gracias a ellas es posible conocer las necesidades de los clientes conocer los

ofrecimientos de los proveedores y mantener integrada a la organizacioacuten El conmutador

telefoacutenico es parte de la infraestructura de telecomunicaciones que hace posible cumplir

con esa funcioacuten de comunicacioacuten Hace ya algunos antildeo era necesario un operador de

conmutador quien atendiacutea las llamadas telefoacutenicas entrantes que posteriormente canalizaba

con las personas indicadas dentro del establecimiento Actualmente se hace uso de diversas

funciones programables con capacidad para establecer la comunicacioacuten a traveacutes de un

nuacutemero variable de liacuteneas y asiacute realizar el enlace de forma automaacutetica

1 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

27

a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

8

La telefoniacutea IP comenzoacute a principios de las deacutecadas de los 901 aunque la mala

calidad de la voz y el impulso que en aquellos momentos estaba tomando la RDSI (Red

digital de servicios integrados) hicieron que no pasara de ser solo un experimento Durante

esta deacutecada se produjo el auge de Internet lo que hizo que todos los esfuerzos tanto de las

empresas como de los operadores fueran dirigidos a potenciar su uso y las aplicaciones de

navegacioacuten Web y correo electroacutenico fueron las que maacutes eacutexito tuvieron lo que junto al

despliegue de las redes moacuteviles dejaron la voz relegada en un tercer plano

Hasta hace muy poco el freno para el despliegue de la telefoniacutea IP en el mercado lo

daba la propia tecnologiacutea la calidad del sonido era bastante defectuosa lo que disuadiacutea a

utilizarla y seguiacutea haciendo uso de la liacutenea telefoacutenica tradicional a pesar de ser bastante

maacutes caro salvo a esa problemaacutetica el sistema se fue abriendo camino Sus ventajas son

muacuteltiples es un servicio maacutes barato permite el uso de nomadismo ndash uso del mismo nuacutemero

telefoacutenico- en cualquier lugar y tiene capacidad multimedia Ademaacutes la calidad del servicio

va en aumento aproximaacutendose a la de la telefoniacutea convencional con la que se permite la

interconexioacuten

En principio todo apunta hacia el triunfo definitivo de la telefoniacutea IP tanto en el

segmento residencial como en el empresarial pero esto solamente se produciraacute si existe una

oferta amplia con calidad y que represente un costo inferior al de la telefoniacutea convencional

facilitando ademaacutes los mismos servicios Asiacute pues en un futuro no muy lejano es

previsible suponer que casi toda la voz se transportaraacute sobre IP pero los usuarios no seraacuten

conscientes de la tecnologiacutea que hay detraacutes sino que simplemente tendraacuten unas

comunicaciones mas econoacutemicas y una terminal multimedia para acceder a ellas con total

movilidad ya que al no depender de numeracioacuten geograacutefica podraacuten hacer y recibir sus

llamadas en cualquier lugar y momento

En el plano empresaria para lograr el enrutamiento de dichas llamadas telefoacutenicas

de manera efectiva es necesaria la implementacioacuten de un PBX (Private Branch Exchange)

utilizado para permitir la conexioacuten de diversos teleacutefonos personales y asiacute lograr la ejecucioacuten

de llamadas internas y la transmisioacuten de llamadas externas

Mantener redes de comunicacioacuten eficientes es prioritario dentro de una empresa ya

que gracias a ellas es posible conocer las necesidades de los clientes conocer los

ofrecimientos de los proveedores y mantener integrada a la organizacioacuten El conmutador

telefoacutenico es parte de la infraestructura de telecomunicaciones que hace posible cumplir

con esa funcioacuten de comunicacioacuten Hace ya algunos antildeo era necesario un operador de

conmutador quien atendiacutea las llamadas telefoacutenicas entrantes que posteriormente canalizaba

con las personas indicadas dentro del establecimiento Actualmente se hace uso de diversas

funciones programables con capacidad para establecer la comunicacioacuten a traveacutes de un

nuacutemero variable de liacuteneas y asiacute realizar el enlace de forma automaacutetica

1 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

27

a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

9

Descripcioacuten

En base a los conocimientos de programacioacuten adquiridos en la carrera de Ingenieriacutea

en Comunicaciones y Electroacutenica se implementaraacute una aplicacioacuten Proxy PBX basada en

una tecnologiacutea de nueva generacioacuten VoIP Esta aplicacioacuten permitiraacute capturar y procesar

mensajes SIP especificados en el RFC 3261 que esteacuten implicados en una sesioacuten telefoacutenica

esto con el fin de hacer un reporte de llamadas Inicio de llamadas duracioacuten de llamadas

el nuacutemero de extensiones telefoacutenicas que intervienen en la llamada etc

El desarrollo de un software Proxy PBX estaraacute basado en el entorno de

programacioacuten Visual Studio C con la utilizacioacuten de bibliotecas de sockets desarrollado

para el Sistema Operativo Windows mediante su interfaz graacutefica

Para establecer la comunicacioacuten es necesario que exista un cliente y un servidor

donde el servidor tendraacute la funcioacuten de un PBX y podraacute almacenar y distribuir las peticiones

(llamadas) del cliente a toda la red local El Proxy PBX es un elemento que se pondraacute como

intermediario entre el servidor PBX y el cliente Softphone con la intencioacuten de generar los

reportes de las llamadas

Para lograr la comunicacioacuten entre el servidor y sus clientes seraacute necesario hacer uso

de diversos protocolos mediante el modelo OSI En la capa 1 (Fiacutesica) se utilizaraacute como

medio de transmisioacuten cable UTP categoriacutea 5 utilizado normalmente en redes LAN En la

capa 2 (Enlace de datos) se requeriraacute un switch para concentrar todas las terminales

existentes conectadas al servidor Siguiendo con la capa 3 (Red) se implementaraacute el

protocolo IP y con esto se configuraraacuten los clientes dentro de un dominio para ser visibles

por el servidor Dentro de la capa 4 (Transporte) para que exista transmisioacuten de datos se

haraacute uso del protocolo UDP basado en el enviacuteo de datagramas el cual resulta de mayor

factibilidad para transmitir voz en tiempo real Por uacuteltimo en la capa de aplicacioacuten el

protocolo SIP tomaraacute un papel importante para lograr la comunicacioacuten y reconocimiento de

las aplicaciones entre cliente y servidor

La aplicacioacuten Proxy PBX que se desarrollaraacute en este trabajo interviene en la capa 3 de

modelo OSI ya que re define direcciones IP con el fin de alcanzar al servidor PBX

manejara informacioacuten de capa 4 con la intencioacuten de aceptar conexiones y enviar mensajes

SIP mediante el protocolo UDP entre la aplicacioacuten cliente Softphone y la aplicacioacuten

servidor PBX y por uacuteltimo modificara informacioacuten de la capa de aplicacioacuten es decir del

mensaje SIP en su cabecera para dar a conocer informacioacuten de localizacioacuten de los

elementos que intervienen en la llamada SIP

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

27

a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120

10

Justificacioacuten

Actualmente en Meacutexico hay poco desarrollo de aplicaciones para el manejo de

VoIP en lo que concierne a la telefoniacutea IP Softphone PBX Reporteador de llamadas y

Proxyacutes

Existen muchas aplicaciones para VoIP pero desarrolladas en el extranjero las

aplicaciones que generan reportes de llamadas son a veces incompatibles entre diferentes

marcas son caras y su soporte es en el paiacutes extranjero lo que hace a este tipo de soporte

ineficiente

Se puede adquirir un PBX IP basados en software gratuito normalmente para

Linux pero rara vez se pueden imprimir reportes

Por otro lado en Meacutexico no se desarrollan aplicaciones en tecnologiacuteas que estaacuten

despuntando como VoIP e incluso adquiriendo gran popularidad lo que nos deja en un

plano de atraso tecnoloacutegico

Objetivos

Objetivo General

Aplicar el lenguaje de programacioacuten C para desarrollar un software Proxy PBX

implementado en una red de aacuterea local que utiliza la tecnologiacutea VoIP

Objetivos Particulares

a) Aplicar los protocolos SIP IP y UDP para lograr la transmisioacuten y recepcioacuten de

la informacioacuten para asiacute manipular los datos seguacuten las necesidades del usuario

b) Programar sockets dentro del entorno de programacioacuten Windows C para el

desarrollo de una aplicacioacuten que nos permita gestionar las comunicaciones

dentro de una red

c) Establecer comunicacioacuten entre nuestra aplicacioacuten y teleacutefonos basados en la

tecnologiacutea VoIP

d) Disentildear una Interfaz Graacutefica que permita la gestioacuten de llamadas y el reporte de

las mismas

11

IP

Diagrama a bloques del proyecto y sus alcances

UPDRTP

UAC 1

SIP

PROXY PBX

Servidor de Registro

Reporteador

UAC

UAC 2

VoIP Gateway

PSTN

12

CAPITULO I ESTADO DEL ARTE

11 PBX

111 Antecedentes

Una de las necesidades fundamentales de las empresas es el mantener una

comunicacioacuten eficaz Esta funcioacuten actualmente es realizada por el sistema PBX (Private

Branch Exchange) es un dispositivo que permite la operacioacuten de una red telefoacutenica privada

que es utilizada dentro de una empresa Este sistema dispone de cierto nuacutemero de liacuteneas

conecta las extensiones internas y al mismo tiempo las conecta con la red puacuteblica

conmutada conocida tambieacuten como PSTN (Public Switched Telephone Network)

En un inicio se utilizaban centrales manuales de conmutacioacuten conocidas como

PMBX2 (Figura 1) Este teacutermino duro muy poco tiempo en el mercado y hace referencia a

eacutepoca donde las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente conectando

cables entre los abonados este sistema era poco eficiente y tuvo principalmente 2

problemas que impulsaron su evolucioacuten

El primero era que las operadoras podiacutean escuchar las llamadas y la segunda causa fue el

error humano ya que en ocasiones se enlazaban las llamadas a lugares equivocados La

solucioacuten realizar este procedimiento mediante maquinas automaacuteticas

Figura 1 ERICSSON PMBX 1A

2 Private Manual Branch Exchange

13

A partir de este punto el avance de la telefoniacutea estuvo iacutentimamente ligado al

desarrollo de los sistemas de coacutemputo ya que aunque los equipos que reemplazaban a los

PMBX todaviacutea utilizaban tecnologiacutea convencional su sistema central ya estaba basado en

una computadora Gracias a este avance se comenzaron a agregar funciones uacutetiles tanto en

telefoniacutea puacuteblica como en la telefoniacutea corporativa y asiacute se obteniacutean cada vez maacutes

beneficios maacutes funcionalidad mayor capacidad y menor costo

En el aacutembito empresarial es de suma importancia mantener comunicaciones

eficientes El sistema PBX se desarrolloacute para proveer a las empresas de funciones

mejoradas que no ofreciacutean las compantildeiacuteas de telefoacutenicas en la actualidad existen equipos

de conmutacioacuten que de manera automaacutetica registran las llamadas entrantes y salientes la

duracioacuten de cada una de ellas y los nuacutemeros troncales y de enlace entre otras

funcionalidades

112 Estado actual de los PBX

Una de las tendencias maacutes recientes en telefoniacutea es la telefoniacutea computarizada

paralelo al desarrollo de sistemas telefoacutenicos que transmiten la voz por medio de la red de

Internet Estos llevan el nombre de VoIP PBX oacute IP PBX

Actualmente existen cuatro diferentes opciones de sistemas telefoacutenicos

PBX

Servicio de PBX Virtual

IP PBX

Servicio de IP PBX Virtual

Un IP PBX es un sistema telefoacutenico basado en software que permite a un negocio

disfrutar de varias funcionalidades y servicios que son normalmente son muy difiacuteciles y

costosos de implementar con las centralitas telefoacutenicas PBX tradicionales

En la actualidad el registro y direccionamiento de llamadas es administrado mediante

software implementado bajo la tecnologiacutea VoIP que de manera automaacutetica suprime el

trabajo de una operadora telefoacutenica que registraba la duracioacuten de llamadas asiacute como la

restriccioacuten hacia diversos usuarios

Una la de las aplicaciones maacutes conocidas para realizar este tipo de funciones es la

llamada Asterisk que fue creada en el antildeo de 1999 por Mark Spencer de la empresa Digium

y donada a la comunidad con licencia libre tras lo cual se han recibido muchas

colaboraciones y mejoras por parte de muchos desarrolladores libres y empresas sin

solicitar nada a cambio

14

Poco a poco esta aplicacioacuten se ha convertido en la evolucioacuten de las tradicionales

centralitas analoacutegicas y digitales permitiendo tambieacuten la integracioacuten de la tecnologiacutea maacutes

actual VoIP Asterisk ha sido un sistema de comunicaciones completo avanzado y

econoacutemico en la actualidad

Este sistema permite realizar labores que hasta el diacutea de hoy lo llevaban realizando

sistemas extremadamente costosos y complicados

Una de las ventajas maacutes interesantes es su posibilidad como sistema hiacutebrido ya que

permite gestionar comunicaciones telefoacutenicas tradicionales (analoacutegicas digitales moacuteviles

etc) como comunicaciones IP mediante el uso de los protocolos estaacutendar de VoIP A pesar

de las ventajas que nos ofrece Asterisk presenta deficiencias en plataformas para Windows

ya que carece de funcionalidades para generar reportes de llamadas Dicha funcioacuten al ser

una pieza fundamental para un sistema PBX el cliente se ve en la necesidad de adquirir

este complemento lo cual incrementa costos debido al desarrollo y soporte teacutecnico en el

extranjero

15

12 VoIP

121 Antecedentes de la telefoniacutea convencional

En sus inicios el teleacutefono consistiacutea en un aparato con un altavoz y un microacutefono

unido mediante un cable con otro aparato semejante situado a cierta distancia (ver figura 2)

A traveacutes de dicho cable se enviaba y recibiacutea la voz de cada uno de los extremos lo que

permitioacute mantener conversaciones con personas situadas a distancia

En la primera etapa (1878) cada terminal debiacutea realizar la unioacuten con los teleacutefonos

remotos mediante un cable donde si no existiacutea conexioacuten en los dos extremos era imposible

efectuar la comunicacioacuten Eso provocoacute la aparicioacuten de muacuteltiples cables tirados por las

ciudades uniendo teleacutefonos particulares

Figura 2 Telefoniacutea punto a punto mediante cables

En la segunda etapa (1891) una entidad global se encargoacute de gestionar los cables

de modo que cada teleacutefono se unioacute a una central (ver figura 3) Cuando alguien deseaba

realizar una llamada en la central se uniacutean los cables de ambos teleacutefonos lo que permitiacutea

hablar con cualquier teleacutefono que estuviera conectado a la central sin necesidad de

conectar un cable especiacutefico con cada teleacutefono Para conseguir esto se hizo necesaria la

identificacioacuten de cada teleacutefono mediante un nuacutemero

Al principio las centrales eran manuales Era necesaria la existencia de un operador

que realizara la unioacuten de los cables a traveacutes de grandes paneles con muacuteltiples nodos Con el

tiempo se inventoacute una central automaacutetica que permitioacute acelerar el proceso

Durante muchos antildeos conseguir la conexioacuten telefoacutenica llevaba mucho tiempo en

ocasiones varias horas debido a la congestioacuten dentro de un canal de comunicacioacuten

16

Figura 3 Telefoniacutea conectada a central

En cualquier caso el hecho es que comenzaron a instalarse centrales en distintas

ciudades que luego eran unidas entre siacute Gracias a eso se pudieron realizar llamadas

interurbanas Para lograrlo la central origen debiacutea unir el cable del teleacutefono que realizaba

la llamada con el cable que la uniacutea con la central destino Y eacutesta a su vez debiacutea unir este

cable con el del teleacutefono destino Para aprovechar el cableado las uniones entre centrales se

multiplexaban de modo que era posible llevar por el mismo cable maacutes de una llamada

Esto se lograba mediante multiplexacioacuten por divisioacuten de frecuencia (FDM) donde

mediante un sintonizador era posible seleccionar una determinada frecuencia emitida por la

central telefoacutenica

Durante mucho tiempo toda la red telefoacutenica fue analoacutegica La informacioacuten

transmitida por los cables era una transformacioacuten directa de la voz en voltaje que era lo

que se enviaba y recibiacutea En su camino desde el origen al destino la sentildeal atravesaba

diversos filtros analoacutegicos repetidores y amplificadores Todos estos dispositivos (ademaacutes

de los posibles problemas del cable o interferencia) provocaban la aparicioacuten de ruido en el

sonido que no podiacutean ser eliminados faacutecilmente y que originaban una baja calidad de

sonido en el otro extremo

Con la aparicioacuten de la telefoniacutea digital la comunicacioacuten fue maacutes eficiente Mediante

el uso de conversores analoacutegicodigital y digitalanaloacutegico en lugar de enviar la voz

convertida en voltaje se enviacutea esa voz digitalizada La sentildeal transmitida puede seguir

sufriendo ruido e interferencia por culpa de problemas en el medio de transmisioacuten Pero

cuando llega a un punto intermedio de la red (central repetidor etc) la sentildeal original puede

ser restaurada completamente eliminando el ruido de la conversacioacuten

Progresivamente las redes telefoacutenicas de los distintos paiacuteses se han ido

transformando en digitales en lo que a conexioacuten entre centrales se refiere La conexioacuten

entre los teleacutefonos y la central sigue siendo analoacutegica pero las centrales recogen la sentildeal y

17

la digitalizan por lo que no se acumula ruido en el sonido por culpa de la conexioacuten entre

centrales

Esto es posible uacutenicamente gracias a la digitalizacioacuten de la voz que permite

almacenar partes de la conversacioacuten y mandarlas instantes despueacutes Es posible dividir por

ejemplo cada conversacioacuten en secciones de mileacutesimas de segundo que son enviadas a

traveacutes del cable en mucho menos tiempo auacuten pudiendo aprovechar el mismo cable para

cientos de conversaciones

Con el paso de los antildeos las nuevas tecnologiacuteas han adquirido un papel muy

importante dentro de las comunicaciones como lo es la tecnologiacutea VoIP que da lugar a la

implementacioacuten de la telefoniacutea IP que se viene abriendo paso frente a la telefoniacutea

convencional

122 Estado actual de la Telefoniacutea IP bajo la tecnologiacutea VoIP

En la deacutecada de los 90 un grupo de personas perteneciente al entorno de la

investigacioacuten tanto de instituciones educativas como empresariales comenzaron a mostrar

cierto intereacutes por transportar voz y video sobre redes IP especialmente a traveacutes de intranets

corporativas e Internet Esta tecnologiacutea es conocida hoy en diacutea como VoIP y es el proceso

de dividir el audio y el video en pequentildeos fragmentos transmitir dichos fragmentos a traveacutes

de una red IP y re ensamblar esos fragmentos en el destino final permitiendo de esta manera

que la gente pueda comunicarse

La idea de la VoIP no es nueva ya que hay patentes y publicaciones de

investigaciones que datan de varias deacutecadas La VoIP ha tomado un papel central en la

autopista de la informacioacuten (o Internet) para que la red pueda interconectar cada hogar y

cada negocio a traveacutes de una red de conmutacioacuten de paquetes Fue la posibilidad de un

despliegue masivo de Internet la que volvioacute a reabrir el intereacutes en la VoIP a partir de esos

antildeos

En 1995 una pequentildea compantildeiacutea llamada Vacoltec anuncioacute el lanzamiento del

primer teleacutefono software para Internet Este software era uacutenicamente uacutetil para entablar una

comunicacioacuten de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware

tales como microacutefono altavoces tarjeta de sonido y moacutedem Baacutesicamente el

funcionamiento de este software es igual al de hoy en diacutea transformar la sentildeal de voz en

paquetes IP una vez comprimida Sin embargo esta alternativa a la comunicacioacuten

telefoacutenica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet que

se disponiacutean ofreciacutean un ancho de banda muy escaso

Durante los antildeos siguientes la tecnologiacutea asociada a las redes de datos y las

comunicaciones continuoacute mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los

primeros pasos desde un punto de vista comercial En este antildeo diversas compantildeiacuteas lanzaron

al mercado adaptadores que permitiacutean hacer uso de los teleacutefonos tradicionales en un

entorno VoIP Ello facilitoacute el acercamiento a los clientes a la hora de poder hacer uso de la

18

tecnologiacutea VoIP por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado

ofreciendo productos y servicios relacionados con esta tecnologiacutea Durante el antildeo 1998 la

tecnologiacutea VoIP alcanzaba ya el 1 del traacutefico total de voz su carrera habiacutea comenzado

En 19993 compantildeiacuteas dedicadas a las redes de datos tales como CISCO crearon las

primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con traacutefico VoIP Esto supuso

un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzoacute a implantarse en muchas empresas La

consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el antildeo 2000 maacutes del 3 del traacutefico total

de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en antildeos venideros y alrededor del antildeo 2005

ya era faacutecil para cualquier persona de paiacuteses desarrollados conseguir una conexioacuten a

Internet que cumpliera los requisitos miacutenimos para ofrecer una buena calidad de voz y una

comunicacioacuten fiable a traveacutes de VoIP reduciendo al miacutenimo las posibles interrupciones

que se pudieran producir durante la conversacioacuten

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocoacute que al diacutea de hoy existan

muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologiacutea Un ejemplo claro es Asterisk una

centralita telefoacutenica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL Este producto

soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos antildeos en una de las

soluciones IP maacutes extendidas en diversos aacutembitos como el empresarial o el educativo Otro

ejemplo destacable de producto VoIP es Skype que fue creado por dos joacutevenes

universitarios en el antildeo 2003 A diferencia de Asterisk Skype hace uso de un protocolo

privado que no estaacute basado en un estaacutendar lo que a largo plazo se piensa que limitaraacute a sus

usuarios Al diacutea de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se

encuentra tambieacuten ampliamente extendido

De un modo u otro a finales del antildeo 2008 se esperaba que el negocio relacionado

con la VoIP llegara a la impresionante cifra de 5000 millones de doacutelares El bajo costo de

las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se estaacuten implementando son soacutelo

dos de los alicientes que estaacuten provocando esta revolucioacuten

Aunque VoIP puede definirse abreviada como una tecnologiacutea que aprovecha el

protocolo TCPIP para ofrecer conversaciones de voz lo cierto es que es mucho maacutes que

esto VoIP puede ser usada para reemplazar la telefoniacutea tradicional en un entorno

empresarial en un pequentildeo negocio o en una casa o simplemente para antildeadir ventajas a un

sistema de telefoniacutea tradicional

3 Joseacute Manuel Huidobro Moya Tecnologiacutea IP y Telefoniacutea VoIP 2006

19

El proceso de convergencia ha seguido un camino pausado No es sencillo invertir

en nuevos equipos o infraestructura como lo demanda el actual ritmo de crecimiento en

materia de TICs por tanto se tiende a seguir un modelo hiacutebrido donde conviven PBX

tradicionales y PBX habilitados con soporte para redes IP Hoy en diacutea la industria de las

telecomunicaciones ha decidido apostar fuerte por una plataforma comuacuten sobre el

Protocolo de Internet aunque como hemos mencionado anteriormente ha decidido hacerlo

con visioacuten de largo plazo Para muchas organizaciones incluyendo instituciones de

educacioacuten la convergencia significa la oportunidad de fusionar las aplicaciones existentes

con nuevas herramientas de comunicacioacuten y nuevos modelos de transmisioacuten de la

informacioacuten cuyas posibilidades son infinitas

En este rubro Meacutexico ocupa uno de los primeros lugares a nivel Ameacuterica Latina en

el uso de la telefoniacutea IP Cada vez maacutes organizaciones estaacuten optando por los beneficios de

la convergencia al mundo IP El mercado de la telefoniacutea por Internet ha crecido

constantemente en los uacuteltimos antildeos y seguiraacute con esta tendencia en el futuro proacuteximo

Las ventajas que la convergencia plantea se vislumbran prometedoras Auacuten no hay

una idea clara del impacto que esta tecnologiacutea de convergencia puede tener no soacutelo en los

modelos de negocios actuales sino en otros campos como lo es el sector educativo y de

investigacioacuten Quien domine el lenguaje de las comunicaciones por Internet tendraacute un vasto

mundo de oportunidades no solo de desarrollo profesional sino tambieacuten personal

20

CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO

21 PBX

211 Definicioacuten

Una central privada automaacutetica de conmutacioacuten para aplicaciones telefoacutenicas

denominado generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange) o uacuteltimamente

solo PBX ya que se entiende que todas son automaacuteticas es un equipo que tiene control por

software y proporciona funciones de conmutacioacuten a los usuarios a ella conectados El PBX

permite conmutar las llamadas internas sin necesidad de acceder a la red puacuteblica de

conmutacioacuten

A continuacioacuten se explica el significado del acroacutenimo PABX

Private Debido a que este tipo de sistemas e instalaciones tienen un uso privado

cuyos servicios no se encuentran disponibles desde otras redes de telefoniacutea de

acceso puacuteblico

Automatic Se refiere al modo de conmutacioacuten que desde hace ya mucho tiempo

es automaacutetico para todos los equipos por lo que normalmente en vez de decir

PABX se dice PBX

Branch Sugiere que los equipos conectados a estas redes privadas se comportan

en realidad como una ramificacioacuten de las grandes redes de acceso puacuteblico

Exchange Debido a que estos sistemas permiten intercambiar informacioacuten es su

caso esta informacioacuten son sobre todo llamadas telefoacutenicas

212 IP PBX

Actualmente existe una gran diversidad de modelos de centrales telefoacutenicas centrales

con mayor o menor nuacutemero de extensiones para pequentildeas o grandes empresas de maacutes o

menos prestaciones con mayor o menor funcionalidad totalmente analoacutegicas semi-

digitales completamente digitales hiacutebridas o completamente IP

Un PBX IP es un equipo telefoacutenico disentildeado para ofrecer servicios de comunicacioacuten de

voz yo video a traveacutes de las redes de datos mediante tecnologiacutea VoIP e interactuar con la

red PSTN tanto RTB como RDSI y moacutevil

Para disponer de las funciones de una centralita telefoacutenica IP PBX se tienen varias

opciones IP PBX basada en hardware IP PBX basada en software IP Centrex y PBX

hiacutebrida con soporte VoIP

21

2121 Caracteriacutesticas

Una centralita telefoacutenica IP PBX permite comunicacioacuten de voz yo video a traveacutes de

las redes de datos utilizando tecnologiacutea VoIP asiacute como interactuar con las liacuteneas

telefoacutenicas convencionales PSTN o RTC (Red Telefoacutenica Conmutada) tanto analoacutegicas

RTB (Red Telefoacutenica Baacutesica) como digitales RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y

moacuteviles GSMGPRSUMTS

Una centralita telefoacutenica IP PBX trabaja internamente con el protocolo IP utilizando

infraestructuras de comunicaciones de datos basadas en IP como Internet LAN (Local

Area Network Red de aacuterea local) WLAN (Wireless LAN Wireless Local Area Network

Red de aacuterea local inalaacutembrica) y WAN (Wide Area Network Red de aacuterea amplia)

Una IP PBX puede tener las siguientes caracteriacutesticas de acuerdo a su funcionamiento

IP PBX hardware la centralita existe como dispositivo fiacutesico de hardware

Normalmente cada uno de estos tipos se basa en un hardware especiacutefico con su

propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus caracteriacutesticas

especiacuteficas de sentildealizacioacuten

IP PBX software (tambieacuten llamada Soft IP PBX) la centralita consiste en un

sistema de software

IP Centrex (tambieacuten llamado Virtual IP PBX o Hosted IP PBX) la compantildeiacutea

telefoacutenica proporciona virtualmente el servicio simulado de IP PBX

PBX con soporte VoIP (tambieacuten llamada PBX hiacutebrida) la mayoriacutea de PBX

tradicionales pueden disponer de las funciones de una centralita IP PBX conectando

moacutedulos donde se incorpora la tecnologiacutea VoIP

2122 Componentes y funcionamiento

A continuacioacuten se describen los principales componentes de una centralita telefoacutenica

IP PBX y su funcionamiento

La centralita telefoacutenica IP PBX es el nuacutecleo del sistema de comunicacioacuten telefoacutenica de la

empresa esta se conecta a la red LAN que debe disponer de suficiente ancho de banda para

el transporte de datos voz y video

Los teleacutefonos IP asiacute como los teleacutefonos IP DECT se conectan en la LAN y se registran en

la centralita telefoacutenica IP PBX

22

Las PCrsquos de la red tanto con conexioacuten cableada como Wi-Fi pueden acceder a la centralita

telefoacutenica IP PBX a traveacutes de la LAN realizando llamadas mediante Softphones

registrados en el IP PBX

Un gateway VoIP o ATA (Analog Telephone Adapter) permite conectar con equipos

estaacutendar como teleacutefonos analoacutegicos faxes o teleacutefonos inalaacutembricos DECT

La telefoniacutea VoIP permite extender la red telefoacutenica privada a traveacutes de Internet integrando

de ese modo oficinas remotas en la infraestructura de comunicaciones de la empresa Los

usuarios acceden a los servicios que proporciona la centralita PBX IP a traveacutes de diversos

dispositivos entre los cuales se encuentran los teleacutefonos IP Softphones Fax mensajeriacutea

instantaacutenea sistemas de videoconferencia dispositivos moacuteviles etc

22 Proxy PBX

221 Definicioacuten de un Sistema Proxy

Un sistema proxy proporciona acceso a Internet a un solo anfitrioacuten o a un nuacutemero

pequentildeo de anfitriones aunque parece que lo proporciona a todos Los anfitriones que si

tiene acceso actuacutean como proxy para las maacutequinas que no lo tienen haciendo lo que estas

uacuteltimas quieren que se haga

Un servidor proxy para un protocolo o para un conjunto de protocolos determinados

se ejecuta en un anfitrioacuten con doble a acceso o con un anfitrioacuten bastioacuten alguacuten anfitrioacuten con

el que pueda establecer comunicacioacuten con el usuario que pueda a su vez comunicarse con

el mundo exterior El programa cliente del usuario se comunica (ldquohablardquo) con este servidor

proxy en lugar de hacerlo directamente con el servidor ldquorealrdquo que estaacute en Internet El

servidor proxy evaluacutea solicitudes del cliente y decide cuales pasar y cuaacuteles no Si una

peticioacuten es aprobada el servidor proxy habla con el servidor real en nombre del cliente (de

ahiacute el teacutermino ldquoproxyrdquo que significa representante en espantildeol) y procede a transmitir las

solicitudes del cliente al verdadero servidor y a transmitir las respuestas de eacuteste de nuevo al

cliente

Para el usuario hablar con el servidor proxy es como hablar directamente con el verdadero

servidor En cuanto a eacuteste uacuteltimo habla con un usuario en el anfitrioacuten que ejecuta el

servidor proxy no sabe que el usuario en realidad estaacute en otro lugar

Un sistema proxy no requiere de hardware especial aunque si de un software especial para

la mayoriacutea de los servicios

23

222 Funcionamiento

Los detalles de coacutemo funciona un proxy variacutean de un servicio a otro Algunos servicios

proporcionan un proxy faacutecil o automaacuteticamente para esos servicios un proxy se instala al

realizar cambios de configuracioacuten a los servidores normales Sin embargo para la mayoriacutea

de los servicios la instalacioacuten de un proxy requiere de un software apropiado para servidor

proxy del lado del servidor De lado del cliente necesita uno de los siguientes

Software cliente personalizado

Con este enfoque el software debe saber coacutemo ponerse en contacto con el servidor proxy

en lugar de con el verdadero servidor cuando un usuario hace una solicitud y coacutemo decirle

al servidor proxy con cual servidor real conectarse

Procedimientos personalizados de usuario

Con este enfoque el usuario utiliza el software cliente estaacutendar para hablar con el servidor

proxy y le dice que se conecte con el verdadero servidor en lugar de conectarse con el

verdadero servidor directamente

223 Ventajas y desventajas del uso de un Proxy

Ventajas

Los servicios Proxy son buenos para la contabilidad del sistema

Debido a que los servidores Proxy comprenden el protocolo de niveles inferiores permiten

que se lleve la contabilidad del sistema de una forma muy efectiva

Desventajas

Los servicios Proxy podriacutean requerir servidores diferentes para cada servicio

Quizaacute necesite un servidor Proxy para cada protocolo por que el servidor Proxy

debe comprender el protocolo para determinar que permite y que no y para hacerse pasar

como cliente ante el verdadero servidor y como el verdadero servidor ante el cliente proxy

Coleccionar instalar y configurar todos estos servidores puede requerir mucho trabajo

Los productos y la paqueteriacutea difieren mucho en cuanto a la facilidad con la que

pueden ser configurados pero facilitar las cosas en un lugar puede hacerlas maacutes difiacuteciles en

otros Por ejemplo los servidores faacuteciles de configurar por lo general estaacuten limitados en

flexibilidad son faacuteciles de configurar porque hacen ciertas suposiciones sobre coacutemo

piensan que van a ser utilizados que puede o no ser lo correcto o apropiado para su sitio

24

224 Proxy a nivel de aplicacioacuten Protocolo SIP

Un proxy a nivel de aplicacioacuten es el que sabe sobre la aplicacioacuten especiacutefica para la

cual estaacute proporcionando servicios proxy comprende e interpreta los comandos en el

protocolo de la aplicacioacuten Por otro lado un proxy a nivel de circuito es el que crea un

circuito entre el cliente y el servidor sin interpretar el protocolo de la aplicacioacuten

Aunque ldquoa nivel de aplicacioacutenrdquo y ldquoa nivel de circuitordquo son teacuterminos utilizados a

menudo con mayor frecuencia distinguimos entre los servidores proxy ldquodedicados y

ldquogeneacutericosrdquo Un servidor proxy dedicado es el que sirve a un solo protocolo un servidor

proxy geneacuterico es el que sirve a varios protocolos

Dentro de la arquitectura de VoIP es necesario el uso de ciertos elementos que

permitan ordenar el traacutefico telefoacutenico y a la vez poner en contacto a los diferentes usuarios

de las redes implicadas

Tal y como trabajan los routers con los datos en general recibiendo y enviando

peticiones desde y hacia otras maquinas los diferentes protocolos IP necesitan igualmente

que alguien o algo encamine sus peticiones hacia los usuarios finales a fin de establecer

una conversacioacuten Esta tarea la realiza un servidor proxy o enrutador encargaacutendose de rutar

la sentildealizacioacuten hacia los sitios adecuados en funcioacuten de las indicaciones pertinentes que

cada protocolo implementa

En este contexto un Proxy SIP es una entidad intermediaria que actuacutea como un

servidor y un cliente con el propoacutesito de hacer peticiones en nombre de otros clientes Un

servidor proxy principalmente juega el papel de enrutamiento lo que significa que su

trabajo es asegurarse de que una solicitud se enviacutea a otra entidad maacutes cercana a los

dirigidos del usuario Los proxys son tambieacuten uacutetiles para la aplicacioacuten de la poliacutetica (por

ejemplo asegurarse de que un usuario se le permite hacer una llamada) Un Proxy

interpreta y si es necesario reescribe partes especiacuteficas de un mensaje de solicitud antes de

enviarlo

De esta forma los Proxyacutes se clasifican en 2 de la siguiente manera

Stateful Proxy Es una entidad loacutegica que mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones Permite divisioacuten de una peticioacuten en

varias con la finalidad de la localizacioacuten en paralelo de la llamada y obtener la

mejor respuesta para enviarla al usuario que realizoacute la llamada

Stateless Proxy Una entidad loacutegica que no mantiene el estado de las transacciones

durante el procesamiento de las peticiones uacutenicamente reenviacutean mensajes

25

Los Proxyrsquos SIP son elementos que enrutan peticiones SIP al agente de usuario

servidores y las respuestas SIP a los agentes de usuario clientes La solicitud puede

atravesar varios Proxyacutes en su camino a un UAS Cada uno haraacute en el enrutamiento la

modificacioacuten de la solicitud antes de enviarlo a la siguiente elemento Las respuestas

recorreraacute el mismo conjunto de Proxyacutes que la solicitud atravesoacute en el orden inverso

Al ser un proxy es una funcioacuten loacutegica para un elemento de SIP Cuando una solicitud

de llega un elemento que puede desempentildear el papel de un primer indicador decide si es

necesario responder a la solicitud por su propia cuenta Por ejemplo la solicitud puede ser

incorrecta o el elemento puede necesitar credenciales del cliente antes de actuar como un

proxy El elemento puede responder con cualquier coacutedigo de error apropiado Al responder

directamente a una solicitud la elemento es el papel de un UAS

Figura 4 Esquema de enrutado en un entorno SIP

26

23 TECNOLOGIacuteA VoIP

231 Introduccioacuten a la VoIP

Tradicionalmente las redes de aacuterea local se vienen utilizando para la transmisioacuten de

datos pero conforme las aplicaciones tienden a ser multimedia y los sistemas de

comunicaciones en vez de ser elementos independientes y aislados para atender un

determinado tipo de comunicacioacuten son servidores de un conjunto maacutes complejo se tiende

a transmitir cualquier tipo de informacioacuten sobre los medios existentes Asiacute sobre la LAN

corporativa y sobre Internet unos medios extendidos por la mayor parte de las empresas

mediante la adopcioacuten de ciertos estaacutendares y la incorporacioacuten de algunos elementos es

posible enviar voz y viacutedeo con la gran ventaja y ahorro que supone el utilizar la

infraestructura existente

Sin embargo y mientras que los datos no son sensibles al retardo a la alteracioacuten del

orden en que llegan los paquetes o la peacuterdida de alguno de ellos ya que en el extremo

lejano se reconstruyen la voz y la imagen necesitan transmitirse en tiempo real siendo

especialmente sensibles a cualquier alteracioacuten que se pueda dar en sus caracteriacutesticas

Requieren por tanto de redes que ofrezcan un alto grado de servicio y garanticen el ancho

de banda necesario

232 Definicioacuten

VoIP (Voice Over Internet Protocol) es la posibilidad de enviar paquetes de voz en

tiempo real conjuntando teacutecnicas y tecnologiacuteas que nos permiten digitalizar la voz y

acondicionarla para que pueda ser transmitida a traveacutes de redes de datos basadas en el

protocolo de Internet (IP) VoIP es un grupo de recursos que permiten utilizar las redes IP

para aplicaciones de voz tales como telefoniacutea teleconferencias etc

Lo que permite tener conversaciones con personas a traveacutes de la red en lugar de

utilizar la telefoniacutea tradicional La principal ventaja de VoIP es la reduccioacuten de costos en

las llamadas realizadas

233 Implementacioacuten y funcionamiento de telefoniacutea IP

La telefoniacutea IP reuacutene la transmisioacuten de voz y de datos lo que posibilita la

utilizacioacuten de las redes informaacuteticas para efectuar llamadas telefoacutenicas Ademaacutes eacutesta

tecnologiacutea al desarrollar una uacutenica red encargada de cursar todo tipo de comunicacioacuten ya

sea de voz datos o video se denomina red convergente o red multiservicios

La telefoniacutea IP surge como una alternativa a la telefoniacutea tradicional brindando

nuevos servicios al cliente y una serie de beneficios econoacutemicos y tecnoloacutegicos con

caracteriacutesticas especiales como

27

a) Interoperabilidad con las redes telefoacutenicas actuales Donde se dispone de dos tipos

de Interconexioacuten a la red de telefoniacutea puacuteblica desde una central telefoacutenica IP y

directamente desde una tradicional

b) Calidad de Servicio Garantizada a traveacutes de una red de alta velocidad

En Telefoniacutea IP el concepto de calidad incluye aspectos como

- Red de alta disponibilidad que ofrece hasta de un 9999 de recursos

- Calidad de voz garantizada (bajos indicadores de errores de retardo de

eco etc)

c) Servicios de Valor Agregado como el actual prepago y nuevos servicios como la

mensajeriacutea unificada

Este modo de telefoniacutea hace uso de un tipo especial de teleacutefono denominado

Softphone es un software que hace una simulacioacuten de teleacutefono convencional por

computadora Es decir permite usar la computadora para hacer llamadas a otros Softphones

o a otros teleacutefonos convencionales usando un VSP

Normalmente un Softphone es parte de un entorno Voz sobre IP y puede estar basado en el

estaacutendar SIPH323 o ser privativo

234 Control de la comunicacioacuten

Al igual que ocurre en cualquier red las redes de voz sobre paquetes requieren de

una serie de normas que especifican las funcionalidades y servicios que este tipo de redes

deben proveer en todas y cada una de sus dimensiones Estas normas son los protocolos y

un aspecto muy importante es que tengan caraacutecter abierto y que sean internacionalmente

aceptados con el fin de garantizar la interoperabilidad entre productos de distintos

fabricantes facilitando la eleccioacuten de los usuarios y disminuyendo los precios de los

equipos al fabricarse estos en mayor escala

Una vez justificada la necesidad de protocolos el paso siguiente es determinar que

aacutembitos de las redes de voz sobre paquetes deben estandarizarse Para ello se analizara a

detalle los pasos implicados en el establecimiento de una llamada

En las redes telefoacutenicas convencionales una llamada consta de tres fases

establecimiento comunicacioacuten y desconexioacuten Durante el establecimiento se reservan los

recursos necesarios para que en la fase de comunicacioacuten la informacioacuten pueda fluir

libremente entre los dos extremos (cliente y servidor) Finalmente en la desconexioacuten se

liberan los recursos que previamente se habiacutean reservado y se pasa la informacioacuten

necesaria al servidor para que determine la tarifa de dichos recursos Este esquema continuacutea

siendo vaacutelido aunque con algunos cambios para las redes de voz sobre paquetes En estos

casos tradicionalmente se han venido distinguiendo tres grandes grupos de protocolos (ver

figura 5) que pueden ir bien sobre TCP yo UDP y ambos sobre IP

28

235 Paraacutemetros VoIP

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan tanto VoIP como todas las

aplicaciones que se integran al protocolo IP es el garantizar la calidad de servicio sobre

Internet ya que puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta y por lo tanto no

existe un aprovechamiento oacuteptimo de los recursos que nos provee la red mundial de la

Internet

2351 Coacutedec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP Para ello se hace

uso de coacutedecs que garanticen la codificacioacuten y compresioacuten del audio o del video para su

posterior decodificacioacuten y descompresioacuten antes de poder generar un sonido o imagen

utilizable Seguacuten el Coacutedec utilizado en la transmisioacuten se utilizaraacute maacutes o menos ancho de

banda La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la

calidad de los datos transmitidos

Entre los coacutedecs utilizados en VoIP encontramos los G711 G7231 y el G729

(especificados por la ITU-T) Estos Coacutedecs tienen este tamantildeo en su sentildealizacioacuten

G711 bit-rate de 56 o 64 Kbps

G722 bit-rate de 48 56 o 64 Kbps

G723 bit-rate de 53 o 64 Kbps

G728 bit-rate de 16 Kbps

G729 bit-rate de 8 o 13 Kbps

2352 Protocolos de sentildealizacioacuten

El objetivo es establecer un canal de comunicaciones a traveacutes del cual fluya la informacioacuten

de usuario y liberar el anal cuando finalice la comunicacioacuten Para ello debe existir un

dialogo entre los componentes de la red y entre la red y las terminales de usuario Son

protocolos de sentildealizacioacuten el H323 SIP y MGCP

29

2353 Protocolos de transporte de voz y ancho de banda de la voz

Son las normas que definen como debe realizarse la comunicacioacuten entre los extremos por

un canal de comunicaciones previamente establecido Los protocolos de transporte maacutes

empleados son RTCP RTP UDP y TCP

Figura 5 Esquema protocolos

Encapsulamiento de una trama VoIP

Una vez que la llamada ha sido establecida la voz seraacute digitalizada y entonces

transmitida a traveacutes de la red en tramas IP Las muestras de voz son primero encapsuladas

en RTP (Protocolo de Transporte en tiempo Real) y luego en UDP o TCP antes de ser

transmitidas en una trama IP La siguiente figura muestra un ejemplo de una trama VoIP

sobre una red LAN y WAN

Figura 6 Trama VoIP

30

236 Ventajas

VoIP tiene tambieacuten algunas desventajas sin embargo las ventajas que puede

aportar superan claramente a eacutestas A continuacioacuten se mencionan algunos de los beneficios

asociados al uso de VoIP y se ve coacutemo podriacutea mejorar la comunicacioacuten por voz

Ahorrar Dinero En una liacutenea RTC tiempo significa dinero VoIP emplea Internet

como medio de transporte donde el uacutenico costo que se tiene es la factura mensual

de Internet a tu proveedor de servicio o ISP Hoy en diacutea el servicio de Internet maacutes

comuacuten es una ADSL que se puede emplear de forma ilimitada y conlleva a un costo

fijo al mes De esta forma si el ADSL tiene una velocidad razonable podraacute hablar a

traveacutes de VoIP con una buena calidad de llamada y el coste seguiraacute siendo siempre

el mismo

Maacutes de dos personas En una liacutenea de teleacutefono convencional uacutenicamente dos

personas pueden hablar al mismo tiempo Con VoIP se puede configurar una

conferencia que permite a un grupo de personas comunicarse en tiempo real VoIP

comprime los paquetes durante la transmisioacuten algo que provoca que se pueda

transmitir una cantidad mayor de datos Como resultado se pueden establecer maacutes

llamadas a traveacutes de una uacutenica liacutenea de acceso

Hardware y software baratos El uacutenico hardware adicional ademaacutes de una

computadora y conexioacuten a Internet seraacute una tarjeta de sonido unos altavoces y un

microacutefono Todo este material hasta hoy en diacutea bastante barato Existen diferentes

paquetes de software descargables desde Internet que emplean VoIP y que sirven

para establecer comunicaciones por voz algunos con ciertas restricciones teniendo

que invertir en licencias para habilitar llamadas a cualquier parte del mundo Lo que

se debe tomar en cuenta es que para comenzar a emplear VoIP no es necesario un

teleacutefono con todo el equipamiento asociado a este algo que podriacutea resultar maacutes

caro Ademaacutes en la mayoriacutea de los casos no seraacute necesario hacer nuevas

instalaciones de cableado telefoacutenico ya que VoIP se integra con la red de datos

existente en la gran mayoriacutea de empresas y hogares

Prestaciones abundantes interesantes y uacutetiles Usar VoIP tambieacuten significa

beneficiarse de sus prestaciones abundantes que pueden hacer la experiencia de

emplear VoIP mucho maacutes rica y sofisticada tanto en el hogar como en el trabajo

En general ofrece un mayor equipamiento para la gestioacuten de llamadas Se podraacute

por ejemplo hacer llamadas en cualquier lugar del mundo a cualquier destino del

mundo uacutenicamente empleando una cuenta VoIP De esta forma la VoIP pasar a ser

un servicio tan portable como el e-mail es decir no limita la movilidad del

abonado Otras prestaciones que ofrece VoIP son el reconocimiento de llamada

posibilidad de crear nuacutemeros virtuales o el contestador automaacutetico por poner

algunos ejemplos

Maacutes que voz A estar basada en una red de paquetes VoIP puede manejar tambieacuten

otros tipos de datos ademaacutes de la voz podriacuteamos transmitir imaacutegenes video o texto

31

a la vez que la voz De esta forma se puede hablar con alguien a la vez que se le

enviacutean archivos o incluso a la vez que se le observa a traveacutes de una webcam

Uso maacutes eficiente de ancho de banda Se sabe que el 50 de una conversacioacuten de

voz es silencio VoIP rellena estos espacios de silencio con datos de forma que el

ancho de banda de los canales de comunicacioacuten no sean desaprovechados La

compresioacuten y la posibilidad de eliminar la redundancia cuando se transmite voz

seraacuten tambieacuten factores que elevaraacuten la eficiencia de uso del ancho de banda de la

conexioacuten

Esquema de red flexible La red que encontramos bajo VoIP no necesita tener un

esquema o topologiacutea en concreto Esto hace posible que una organizacioacuten pueda

hacer uso de la potencia de las tecnologiacuteas que elijan como ATM SONET o

Ethernet

Cuando empleamos VoIP la complejidad de la red inherente en las conexiones

RTC es eliminada creaacutendose una infraestructura flexible que puede soportar

muchos tipos de comunicacioacuten El sistema estaraacute maacutes estandarizado requeriraacute

menos equipamiento y su tolerancia a fallos seraacute mayor

Teletrabajo Si trabajas en una organizacioacuten que emplea una intranet o extranet

todaviacutea se podraacute acceder a una oficina de trabajo desde casa a traveacutes de VoIP Se

puede convertir el hogar en una parte de la oficina y usar remotamente la voz el fax

o los servicios de datos del lugar de trabajo a traveacutes de la intranet de la oficina La

naturaleza portaacutetil de la tecnologiacutea VoIP estaacute provocando que gane popularidad ya

que proporciona una gran cantidad de comodidades impensables hace unos antildeos La

portabilidad tanto de hardware como de servicios se estaacute convirtiendo cada diacutea maacutes

normal y en ese contexto VoIP encaja perfectamente

Fax sobre IP Los problemas de los servicios de fax sobre RTC son el alto costo que

conllevan para largas distancias la atenuacioacuten de la calidad en las sentildeales

analoacutegicas y la incompatibilidad entre algunas maacutequinas cuando se comunican La

transmisioacuten por fax en tiempo real sobre VoIP simplemente utiliza una interfaz de

fax para convertir los datos en paquetes y asegura que eacutestos seraacuten entregados

completamente y de forma segura

Otra ventaja de este sistema es que ni siquiera se necesitaraacute una maquina fax para

enviar y recibir fax

Desarrollo de software maacutes productivo VoIP puede combinar diferentes tipos de

datos enrutaacutendolos y sentildealizaacutendolos de forma muy flexible y robusta Como

resultado de esto los desarrolladores de aplicaciones de red encontraraacuten maacutes faacutecil

crear y desplegar aplicaciones que realicen comunicaciones de datos empleando

VoIP Ademaacutes la posibilidad de implementar VoIP en navegadores web y

servidores proporciona un aspecto de gran provecho tanto productivo como

competitivo a esta tecnologiacutea

32

24 Protocolo de aplicacioacuten SIP

241 Definicioacuten

El protocolo SIP es un protocolo de sentildealizacioacuten a nivel de aplicacioacuten encargado de

la iniciacioacuten modificacioacuten y terminacioacuten de sesiones multimedia las cuales se llevan a

cabo de manera interactiva Por sesiones multimedia se refiere a aplicaciones de mensajeriacutea

instantaacutenea aplicaciones de video audio conferencias y aplicaciones similares

SIP se definioacute en el RFC 2543 en marzo de 1999 por el grupo de trabajo MMSC

perteneciente a la IEFT En junio del 2002 el IETF publicoacute una nueva revisioacuten del SIP con

el RFC 3261

El protocolo SIP posee 4 caracteriacutesticas que lo hacen muy recomendable para

cumplir esta funcioacuten

Localizacioacuten del usuario SIP posee la capacidad de poder conocer en todo

momento la localizacioacuten de los usuarios De esta manera no importa en queacute lugar se

encuentre un determinado usuario En definitiva la movilidad de los usuarios no se

ve limitada

Negociacioacuten de los paraacutemetros Posibilidad de negociar los paraacutemetros necesarios

para la comunicacioacuten puertos para el traacutefico SIP asiacute como el traacutefico Media

direcciones IP para el traacutefico Media coacutedec etc

Disponibilidad del usuario SIP permite determinar si un determinado usuario estaacute

disponible o no para establecer una comunicacioacuten

Gestioacuten de la comunicacioacuten Permite la modificacioacuten transferencia finalizacioacuten de

la sesioacuten activa Ademaacutes informa del estado de la comunicacioacuten que se encuentra en

progreso

El protocolo SIP es una parte de una arquitectura multimedia ya que la uacutenica

finalidad es la de gestionar las sesiones multimedia iniciarlas modificarlas finalizarlas

etc Sin embargo se integra perfectamente con otros protocolos como RVSP RTP o RTSP

Gracias al protocolo SDP se puede formar una completa arquitectura multimedia

33

acute

251 Conceptos baacutesicos

El protocolo es similar al HTTP por la forma en que funciona (protocolo basado en

texto) y es similar a SMTP en la forma en la que se especifican las direcciones SIP

Las direcciones SIP identifican a un usuario de un determinado dominio A estas

direcciones SIP habitualmente se les llama URI (Uniform Resource Identifier) Una URI se

puede especificar de las siguientes maneras

sipusuariodominio[port]

sipusuariodireccioacutenIP[port]

El dominio representa el nombre del proxy SIP que conoce la direccioacuten IP del

terminal identificado por el usuario de dicho dominio El puerto por defecto para SIP es

5060 aunque es posible especificar otros adicionales si es necesario

En la tabla 1 se pueden ver algunos ejemplos de direcciones SIP

Tabla 1 Ejemplos de direcciones SIP

Nota en la nomenclatura usuariodireccioacutenIP la direccioacuten puede referirse a la IP del

usuario en un momento determinado o a su dominio

Es por tanto posible hacer uso de una direccioacuten IP si no disponemos de un dominio

registrado para este propoacutesito

253 Elementos SIP

Para una comunicacioacuten SIP es necesaria la intervencioacuten de varios elementos donde

cada uno desempentildea su papel Los elementos de la comunicacioacuten son

Los agentes de usuario (User agent) o de manera abreviada UA manejan la sentildealizacioacuten

SIP Se pueden dividir en dos categoriacuteas

Descripcioacuten Direccioacuten SIP

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio ldquoesimeipnmxrdquo 200esimeipnmx

Usuario ldquo200rdquo perteneciente al dominio con direccioacuten IP

1921681120

2001921681120