1. Conceptos básicos acerca de los servicios de voz sobre IP (VoIP)
El auge de las comunicaciones a través de IP es evidente. Hoy en día pueden distribuirse a través de la red y en tiempo real mensajes escritos o que incorporen voz e imagines en forma de paquetes de información. La tecnología VoIP, de acuerdo con la definición establecida en 1996 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), permite la fusión de dos elementos hasta entonces separadas: la voz y los datos. De este modo, pueden aprovecharse mejor los recursos que ofrece Internet para disminuir el coste de las llamadas y el de los servicios multimedia.
Pero no todo son ventajas: por el momento, la calidad del servicio es inferior que la ofrecida por los sistemas de telefonía tradicional. En buena parte se debe a la propia arquitectura de la red, ya que la velocidad y el ancho de banda disponible pueden variar en cada caso. Sin embargo, se espera que la nueva versión 6 de IP mejore estas condiciones.
La calidad del servicio (QoS) de una red VoIP que funciona con protocolos de tiempo real (RTP) sobre UDP puede resentirse a causa de los siguientes problemas:
· Latencia o retardo: tiempo que necesita un paquete para llegar desde la fuente al destino. La entrega de paquetes de voz no puede sufrir un retraso demasiado grande.
· Perdida de paquetes (jitter): dado que en Internet la información no viaja siempre por el mismo camino, habrá que reducir las pérdidas para que la conversación sea aceptable.
· Eco: repetición de sonido o ruido que debe evitarse o solucionarse mediante el uso de técnicas especializadas.
2. Telefonía convencional y telefonía sobre IP.
Telefonía convencional.
· Diseñada: para voz, no para datos
· Desarrollo de aplicaciones nuevas: complicado y muy costoso
· Arquitectura: cerrada: dependencia del proveedor.
· Aprovechamiento de la red: no, ocupación exclusiva del circuito durante una llamada.
· Sector: muy regulado, bajo licencias nacionales, en manos de las grandes operadores multinacionales.
· Precio: vario según el tiempo y la distancia
Telefonía sobre IP.
· Diseñada: para datos, aunque pueden adaptarse las señales de voz.
· Desarrollo de aplicaciones nuevas: sencillo y muy económico
· Arquitectura: cerrada: dependencia del proveedor. Abierta: según estándares.
· Aprovechamiento de la red: si, permite combinar el ancho de banda con otros servicios.
· Sector: libre. De momento, aun no se ha regulado a escala internacional.
· Precio: entre dispositivos de VoIP, es gratuito y no depende de la distancia siempre y cuando no se llame a un teléfono convencional
3. Elementos
3.1. Adaptadores telefónicos analógicos IP (ATA)
Se trata de dispositivos específicos concebidos para conectar teléfonos convencionales, de modo que puedan realizar la conversión de las señales analógicas de voz a datos digitales durante la transmisión y hacer la operación inversa en la recepción.
Estos dispositivos pueden funcionar en dos modos:
· Conectados directamente a la línea telefónica a través de una clavija RJ11, haciendo de puente entre el proveedor de telefonía IP y el terminal convencional.
· Conectados indirectamente a través del enrutador de la LAN que proporcione la conexión Internet.
Los adaptadores suelen tener estos dos tipos de conexión:
· La interfaz de abonado externo (FXS): el puerto que envía la señal de línea analógica al teléfono. Se encarga de enviar el tono de marcado, axial como la corriente y tensión de llamada.
· La interfaz de central externa (FXO): el puerto que recibe la señal de la línea analógica. Se encarga de enviar una señal que indica si se ha colgado o descolgado (es decir, si el bucle de abonado permanece abierto o cerrado).
3.2 Teléfonos IP
Con este nombre se conoce a los nuevos dispositivos, tanto físicos como virtuales, que permiten realizar conversaciones telefónicas (o incluso videollamadas y videoconferencias) sin una ATA, ya que incluyen esa función.
Los teléfonos IP se pueden clasificar en dos clases:
· Hardphones: teléfonos físicos con un diseño tradicional o innovador, específicos para telefonía IP; utilizan una clavija RJ45 en vez de una RJ11. Existen tres tipos:
- Fijos: deben estar conectados por cable a una centralita IP.
- Inalámbricos: se conectan a la centralita IP mediante tecnologías inalámbricas, como Wi-Fi.
- Por USB: concebidos para conectarse a ordenadores portátiles y facilitar la conversación en el caso de que no se disponga de cascos y altavoces.
· Softphones: aplicaciones que emulan el funcionamiento de los teléfonos físicos y que permiten usar cualquier ordenador para realizar llamadas telefónicas.
3.3 Centralitas IP (IP PBX/IP PBAX)
Las centralitas IP, ya sean propietarias o libres como Asterisk, realizan las mismas funciones que las conversaciones e incluso implementan otras nuevas. Capacitadas para codificar y comprimir la señal de voz en paquetes de datos, permiten conectarse a las redes IP para gestionar llamadas de VoIP y pueden utilizar todos los tipos de teléfonos existentes.
Las operadoras también ofrecen servicios de centralitas IP virtuales para sus clientes al igual que lo hacen con las tradicionales desde sus infraestructuras.
4. Funcionamiento básico
Una comunicación por telefonía IP o VoIP defiere de la tradicional en ciertos aspectos en cuanto a su funcionamiento básico, como la conversión de la señal analógica y la codificación posterior para enviarla como un paquete IP a través de Internet, además de los elementos intermedios existentes como centralitas IP o gatekeeper. Si se realiza una llamada a un número telefónico convencional, la señal se reconstruirá de nuevo en el otro extremo.
Los pasos que deben seguirse para realizar una conversación IP son los siguientes:
1. Para iniciar el proceso de comunicación hay que descolgar el teléfono. La terminal enviara una señal analógica al ATA. Si en cambio se emplea dispositivo IP, este la transmitirá directamente.
2. Cuando el ATA haya recibido la señal, emitirá un tono de llamada, al igual que en la telefonía convencional. A partir de entonces se dispondrá de una línea a través de Internet.
3. A continuación, se marcara el número de teléfono al que se desea llamar. El ATA convertirá los números en datos digitales y los enviara al proveedor de VoIP utilizado.
4. Los ordenadores del proveedor de VoIP validaran la información del número solicitado y determinaran a quien corresponde para transformarlo en una dirección IP.
5. El proveedor conecta los dos dispositivos que realizaran la llamada y envía al destinatario una señal a través del ATA para que suene el teléfono.
6. Cuando el destinatario descuelga se establece la comunicación entre ambos ATA. Se abren dos canales, uno en cada sentido. A partir de estos momentos cada dispositivo estará esperando recibir paquetes del otro. En medio de la comunicación, los enrutadores de Internet manejaran los paquetes de voz de igual manera que se haría con el correo electrónico o con una pagina web. Como es lógico, deben utilizar el mismo protocolo para que puedan entenderse.
7. Durante la conversación, ambos sistemas intercambiaran paquetes sin cesar.
8. Al finaliza, ambos sistemas colgaran y el circuito se cerrara.
9. el ATA que estableció la llamada enviara un mensaje o una señal al proveedor de telefonía IP para informarle de que la conversación ha terminado.
5. Protocolos de señalización por canal.
Existen muchos protocolos de señalización por canal que pueden utilizarse en telefonía IP o VoIP, por ejemplo:
· Jabber: protocolo abierto basado en el estándar XML y desarrollado en un principio para la mensajera instantánea. En la actualidad, además del intercambio en tiempo real de mensajes, se ha adaptado a VoIP.
· Gtalk: servicio de mensajería instantánea y llamadas de voz gratuitas de PC a PC, propiedad de Google y utilizado dentro de Gmail.
· H323: protocolo estándar de la ITU que utilizan aplicaciones como Microsoft Netmeeting y Ekiga (antes conocido como GnomeMeeting), basado en una versión libre denominada OpenH323.
· IAX/IAX2 (Internet Asterisk Exchange Protocol): propio de las centralitas IP de fuente abierta basadas en Asterisk.
· SIP (Session Initiation Protocol): protocolo estándar de la EITF. Aunque se creo para las transmisiones multimedia, también se utiliza en la VoIP.
· Skype: protocolo de señalización por canal propietario empleado en la aplicación del mismo nombre.
6. Códecs
Las conversaciones entre personas generan una onda de voz analógica. Sin embargo, los ordenadores y las redes de datos que han de transmitir la información trabajan de forma digital, por lo que es preciso adaptar la señal de voz analógica a su equivalente en formato digital. Este proceso de transformación en ambos sentidos se realiza con un codificador-decodificador (codec). Este proceso de conversión no es trivial; su funcionamiento se basa en la utilización de determinados algoritmos de compresión y descompresión específicos para cada tipo de codec. La mayoría utiliza variantes estandarizadas de la modulación codificada mediante pulsos (PCM).
Además de realizar esa adaptación entre medios para el paso de analógico a digital, el codec ha sido diseñado para aprovechar el ancho de banda al máximo mediante los dispositivos siguientes:
· Compresión de datos: comprime la secuencia de información.
· Cancelación de eco (G.168): elimina tanto el eco acústico como el hibrido.
· Supresión de silencio (VAD): evita que se envíen los paquetes de voz entre silencios.
Los codecs mas utilizados hoy son los siguientes:
· G.711. Modulación codificada mediante pulsos (PCM). Ancho de banda de 65 kbps.
· G.729. Codificación de voz a 8Kbit/s usando estructura conjugada con código de salida algebraica de predicción lineal (CS-ACELP).
· GSM 06.10. Excitación por pulsos regulares con predicción a largo plazo (RPE-LTP). Ancho de banda de 13 kbps.
· EVRC. Codificador (decodificador mejorado de tasa variable. Ancho de banda 9,6/4,8/1,2. Muestreo de 8 kbps.
El codec que deberá utilizarse dependerá de los siguientes parámetros:
· Calidad de audio: cuanto mayor sea, mas información se enviara, por l oque dependerá de las prestaciones del servicio del operador.
· Capacidad del procesador: según la cantidad de llamadas que envíe o reciba la centralita, se requerirá un hardware de mayores prestaciones o no.
· Dispositivos que deben comunicarse: ambos deben poseer el mismo codec.
· Propietario o libre: es fundamental saber si el codec es propietario o libre; de este detalle dependerá si se ha de pagar por uso o no.
7. Proveedores de voz IP
Las licencias nacionales que suelen pagar las operadoras en cada país operar como proveedores de telefonía tradicional (RTC, RDSI, GSM, UMTS, etcétera) no afectan a la telefonía IP. Por este motivo, cualquier empresa de telecomunicaciones puede ofrecer en cualquier parte del mundo servicios de VoIP.
Si el proveedor de servicio de VoIP asigna un número de teléfono regular, podrán recibirse llamadas de teléfonos regulares que no necesitan ningún equipo especial y seguramente se podrá marcar como siempre se ha hecho. En las llamadas entre el mismo operador habrá que utilizar también ese numero. Con otros operadores de telefonía IP que utilicen el estándar SIP (por ejemplo si:nombre-o-numero-abonado@dominio-operador.com), habrá que concatenar ese número como si fuera una dirección de correo electrónico, en la que el nombre del dominio corresponderá al del operador.
8. Configuración básica de una centralita IP
Las alternativas tecnológicas de centralitas IP se pueden dividir en dos grandes grupos:
· Tecnologías privativas y cerradas, como Skype o Cisco Skinny Client Control Protocol (SCCP).
· Tecnologías libres y abiertas, cono el proyecto Zapata, a partir del que se desarrollo Asterisk, mucho más utilizado.
8.1 ¿Qué es Asterisk?
Asterisk es un proyecto de código abierto que permite disponer de una centralita software y, al mismo tiempo, de un sistema interactivo de voz. Creado en un principio por Mark Spencer, posteriormente lo libero y lo distribuyo bajo licencia GNU/GPL (aunque también existen licencias comerciales). Escrito en C, se creo para GNU/Linux, si bien hoy existen versiones para Unix, Mac OS X y Windows, entre otros.
Sus principales características son las siguientes:
· Soporta telefonía tradicional: líneas analógicas RTC/RTB (PSTN/POTS), líneas digitales RDSI (EI, T1, accesos básicos, accesos primarios), etcétera.
· Establece un puente transparente entre diferentes protocolos VoIP: SIP, H.323, IAX/IAX2, etcétera.
· Crea también un puente transparente entre diferentes tecnologías: RTC/RTB, RDSI, GSM, etcétera.
· Dispone de un API independiente del hardware.
· Posee una interfaz de comunicación con aplicaciones.
